理解金属键电子气理论与金属通性,认识金属晶体堆积方式;掌握离子晶体的构成与性质,比较金属、离子、分子、共价晶体,了解过渡晶体与混合型晶体。
本课程共设置 6 项学习目标,涵盖知识理解、技能应用与科学探究三个维度。
能用电子气理论说明金属键是金属阳离子与自由电子之间的强烈作用,理解金属晶体由金属阳离子与自由电子构成、有阳离子而无阴离子,并认识金属键无方向性、无饱和性。
知识理解能从自由电子的运动解释金属的导电(自由电子定向移动、电阻随温度升高而增大)、导热(碰撞传递热能)、延展(层间滑动加电子气润滑)与金属光泽,并区分金属导电(物理变化)与电解质溶液导电(化学变化)。
知识理解知道金属键强弱取决于离子半径与价电子数:半径越小、价电子数越多,金属键越强,熔沸点越高、硬度越大,能用以解释碱金属与 Mg、Al 熔点的递变,并说明合金熔沸点通常低于成分金属。
技能应用理解离子晶体由阴、阳离子靠离子键结合而成,固态不导电、熔融或水溶液导电;知道离子半径越小、电荷越多,离子键越强、熔点越高,能列举常见离子晶体(强碱、活泼金属氧化物、大多数盐)。
知识理解认识大多数晶体介于典型之间,离子键百分数由电负性差值决定;能以石墨为例说明混合型晶体——层内共价键与大π键、层间范德华力,并据此解释石墨质软、高熔点、能导电的原因。
科学探究能澄清含金属阳离子未必是离子晶体、离子晶体可含共价键等误区;掌握按微粒与作用、物质分类、熔点、导电性、硬度判断晶体类型的五条依据,以及比较熔沸点的一般思路。
技能应用从金属的导电、导热、延展等生活通性出发,用电子气理论把宏观性质溯源到金属键的微观本质。
由四类典型晶体引出过渡晶体,再用石墨这一特例突破「典型晶体」边界,建立混合型晶体的认识。
在回顾结构—作用力—性质链条后,通过辨析常见误区与拓展硅酸盐、纳米晶体,归纳晶体类型判断的系统方法。