第3章 第2节 金属晶体与离子晶体

论在固态还是熔融状态都不导电。
1．下列关于离子晶体性质的叙述中不正确的是 . A．离子晶体具有较高的熔、沸点 B．离子晶体具有较大的硬度 C．离子晶体在熔化状态时能导电 D．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
(
)
解析：离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，熔融 状态下存在自由移动的离子能导电。离子晶体中阴、阳离 子个数比则各不相同，如氯化钠晶体中阴、阳离子个数比 为1∶1，氯化镁晶体中阴、阳离子个数比2∶1。 答案：D
2．离子晶体不可能具有的性质是 . A．较高的熔、沸点
( B．良好的导电性
)
C．溶于极性溶剂
D．坚硬而易粉碎
解析：离子晶体是阴、阳离子通过离子键形成的晶体，
晶体中离子不能自由移动，因此不能导电。
答案：B
金属晶体与性质 [例1] 下列关于金属晶体的叙述正确的是( )
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 B．金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力 作用下，不因形变而消失 C．钙的熔、沸点低于钾 D．温度越高，金属的导电性越好 [解析] A：Hg在常温下为液态；D：金属的导电性随 温度升高而降低；C：r(Ca)<r(K)且价电子数Ca>K，所以金 属键Ca>K，故熔、沸点Ca>K。
常见的AB型离子晶体有 NaCl 型、CsCl 型、 ZnS 型等。
(1)NaCl型：Na＋和Cl－的配位数都是 6 ，一个晶胞实际拥 有Na＋ 4 个、Cl－ 4 个，在离子晶体中，不存在“NaCl”分子。
(2)CsCl型：Cs＋和Cl－的配位数都是 8 ，一个晶胞实 际拥有Cs＋ 1 个、Cl－ 1 个。
[答案]
B
金属键是一种强的作用，但金属晶体的硬 度、熔点相差很大，如金属钨的硬度很大，熔点很高，达3 410℃，而汞常温下为液体，熔点很低，只有－38.9℃。
答案：(1)不一定。如 石墨在固态时也导电， 但不是金属。
(1)固态导电的一定是金属晶 体吗？ (2)金属的延展性与金属键有 什么关系？
(2)金属晶体由金属原子堆
[解析]
离子晶体中阴、阳离子所带的电荷以及离子半
径的大小影响晶格能的大小，从而影响了晶体的熔点和硬度。 [答案] 离子晶体中的阴、阳离子所带电荷越多，离子
半径越小，晶格能越大，熔点越高，硬度越大。
离子晶体区别于其他晶体的突出特点是： 晶体固态时不导电但熔融状态下能导电。而金属晶体无论 在固态还是熔融状态都可以导电，分子晶体与原子晶体无
解析：由 NaCl 的晶胞图可得晶胞的表面的平面图，图中 AB ＝BC＝a， 为两个 Na＋的最近距离， 2＝AB2＋BC2＝2a2， AC AC 故 AC＝ 2a，A 正确；从晶胞图可以看出，与 NaCl 晶胞体心 的 Na＋最近且等距离的 Cl－(NaCl 晶胞面心的 Cl－)的连线构成 的图形为正八面体，B 不正确，C 正确；根据图示进行分析， 与一个 Na＋最近且等距离的 Na＋有 12 个，D 不正确。
金属晶体、离子晶体的有关计算 [例3] 金属钠晶体的晶胞为体心立方晶
胞(如图)，实验测得钠的密度为ρ(g· －3)。 cm 已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数 为NA(mol－1)，假定金属钠原子为等径的刚性
球且处于体对角线上的三个球彼此两两相切。则钠原子的半
径r(cm)为
3 2a A. N ρ A 3 2a B. 3· N ρ A 3 3 2a C. 4 · N ρ A
答案： BD
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(3)影响因素： 晶格能与阴、阳离子所带电荷的 乘积 成正比，与阴、 q1·2 q 阳离子间的 距离 成反比，可表示为晶格能∝ r 。晶格能 的大小还与离子晶体的 结构型式 有关。
5．离子晶体的特征 核间距 (1)熔、沸点 较高 ，而且随着 离子电荷 的增加、 离 的缩短，晶格能 增大 ，熔点 升高 。 (2)一般 易 溶于水，难溶于非极性溶剂。 (3) 固态 时不导电， 熔融 状态或在 水溶液 中能导电。
(
1 3 2a D.2· N ρ A
)
[解析] 根据题给信息，一个钠晶体的晶胞中有 2 个钠 原子(金属钠晶胞为体心立方晶胞， 一个晶胞内钠原子个数为 1 8×8＋1＝2)。若钠原子的半径为 r cm，则晶胞的体对角线 质量 4r 3 3 为 4r cm，那么晶胞的体积为( ) cm ，根据密度＝ ， 体积 3 2a NA 3 3 2a 得 ρ＝ 4r ，转换得 r＝ 4 · N ρ。 A 3 3
3．物理性质 金属晶体一般具有熔、沸点 高 ，硬度 较大 ，良好的 导电性 、导热性 和 延展性 等物理性质。
1．金属钾晶体为体心立方结构，则在单位晶胞中钾原子的 个数是________。 答案： 2
离子晶体 1.概念
阴、阳离子通过 离子键 结合成的有规律的 空间排列 的
晶体。 2．存在 离子化合物 在常温下都可以以离子晶体的形式存在。 3．结构类型
积而成，当金属受外力时，层与之间可 以发生相对滑动，但金属键仍然存在， 所以金属不会断裂，故金属有良好的延 展性。
离子晶体结构与性质的关系 [例2] 以下为部分离子晶体的晶格能与晶体的物理性质，
Байду номын сангаас
试回答：离子晶体的结构决定了晶体的哪些性质？
硬度(摩 核间距 晶格能 NaCl型晶体 离子电荷 熔点/K /pm /kJ· －1 mol 氏标准) NaI 1 318 686 933 <2.5 NaBr 1 294 732 1 013 <2.5 NaCl 1 279 786 1 074 2.5 NaF 1 231 891 1 261 3.2 BaO 2 277 3 041 2 196 3.3 SrO 2 257 3 204 2 703 3.5 CaO 2 240 3 476 2 843 4.5 MgO 2 210 3 916 3 073 6.5 BeO 2 165 2 833 9.0 －
晨背关键语句
第 3 章
理解教 材新知
第2节 把握热 点考向 应用创 新演练
知识点一 知识点二
考向一
考向二 考向三 随堂基础巩固
课时跟踪训练
1．金属晶体是金属原子通过金属键形成的晶体，组成微
粒是金属阳离子和自由电子。
2．金属晶体有3种常见结构型式：A1、A2、A3，配位数分 别为12、8、12。 3．常见的AB型离子晶体有NaCl型、CsCl型、ZnS型， 配位数分别为6、8、4。
(3)ZnS型：Zn2＋和S2－的配位数都是 4 ，一个晶胞实 际拥有Zn2＋ 4 个、S2－ 4 个。 4．晶格能
(1)概念：
晶格能是指将1 mol 离子化合物 中的阴、阳离子完全 气化 而远离所 吸收 的能量。 (2)意义： 衡量离子键的 强弱 。晶格能越大，表示离子键 越强 ， 离子晶体越 稳定 。
[答案] C
(1)正方体晶胞的边长 a 与晶胞的面对角线、体对角线的 关系： ①面对角线＝ 2a m晶胞 (2)晶胞的密度＝ V晶胞 ②体对角线＝ 3a
2．[双选题]如图为 NaCl 晶体的一 个晶胞，下列叙述中不正确的 ． 是 ( ) A．若晶体中 Na＋与 Cl－的最小距离为 a，则 Na＋与 Na＋ 最近的距离为 2a B．与 Na＋最近且等距的 Cl－连线构成的图形为正四面体 C．与 Na＋最近且等距的 Cl－连线构成的图形为正八面体 D．与一个 Na＋最近且等距的 Na＋有 6 个
4．离子晶体中阴、阳离子所带电荷越多，离子半径越小，
晶格能越大，熔点越高，硬度越大。
金属晶体
1.概念 金属原子 通过 金属键 形成的晶体。 2．结构型式 (1)面心立方最密堆积(A1型)：常见的A1型最密堆积有 Ca、Al、Cu、Ag、Au 等金属，配位数为12。 (2)体心立方密堆积(A2型)：常见的A2型密堆积有 Li、Na、K、Ba、W 等金属，配位数为8。 (3)六方最密堆积(A3型)：常见的A3型最密堆积有 Mg、Zn 等金属，配位数为12。