2018-2019学年化学鲁科版选修3学案第3章第2节金属晶体与离子晶体Word版含解析

第2节金属晶体与离子晶体
1．能用金属键和离子键的理论解释金属晶体和离子晶体的物理性质。

(重
点) 2．了解金属晶体的三种原子堆积模型和几种典型离子晶体的晶胞结构。

(
难点)
3．了解晶格能的概念和意义。

1．概念
金属键
金属原子通过
形成的晶体称为金属晶体。

2．特点
由于金属键没有饱和性和方向性，从而导致金属晶体最常见的结构型式具
密度大、
堆积
有
高、能充分利用
原子配位数
等特点。

空间
3．常见堆积方式
4.物理通性
导电
有良好的
，
金属晶体具有金属光泽
、。

导热
延展性
和
1．金属在发生变形延展时，金属键断裂吗？
【提示】不断裂。

2．金属在通常状况下都是晶体吗？金属晶体的性质与哪些因素有关？【提示】不是，如汞；金属键和金属原子的堆积方式决定金属的性质。

[核心·突破]
1．金属物理通性的解释
2．金属晶体熔点的影响因素
同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷决定，阳离
子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越强，熔点就越高。

例如熔点：Li
＞Na＞K＞Rb＞Cs，Na＜Mg＜Al。

[题组·冲关]
1．金属能导电的原因是( )
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子【解析】金属原子失去电子后变为金属离子，失去的电子称为自由电子，自
由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移
动而形成电流。

【答案】B 2．关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是( )
A．晶胞是六棱柱
B．属于A2型最密堆积
C．每个晶胞中含4个原子
D．配位数为12
【解析】金属晶体的体心立方密堆积的晶胞是平行六面体，体心立方密堆积
的堆积方式为立方体的顶点和体心各有1个原子，属于A2型最密堆积，每个晶胞
中含有8×1
8＋1＝2个原子，A2型的配位数为8。

【答案】B
3．金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是( )
A．金属原子的价电子数少
B．金属晶体中有自由电子
C．金属原子的原子半径大
D．金属键没有饱和性和方向性【解析】这是因为借助于没有方向性的金属键形成的金属晶体的结构中，都
趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能
量，使晶体变得比较稳定。

【答案】D
4．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有强烈的相互作用，在一定外力作用下，不
因形变而消失
C．钙的熔点低于钾
D．温度越高，金属的导电性越好【解析】A项，汞在常温下为液态；C项，由于原子半径r(Ca)＜r(K)且价电
子数Ca＞K，所以金属键Ca＞K，故熔点Ca＞K。

【答案】B
1．概念
在空间呈现有规律的排列而形成的晶
，键结合离子通过阳离子和阴离子由体。

2．常见AB 型的离子晶体
而远离所吸收的能量。

气化(1)概念：将1 mol 离子晶体中的阴、阳离子完全
离子晶体越
，强表示离子键越，(2)意义：衡量离子键的强弱。

晶格能越大。

稳定
(3)影响因素：
①
与阴、阳离子间的距
，正比即与阴、阳离子所带电荷的乘积成，q1·q2
r ∝晶格能。

反比离成
有关。

结构型式与离子晶体的②
4．特性
、
熔点
(1)
晶格能较高
沸点
，
，
，
离子间距的缩短
而且随着离子电荷的增加
增大，熔点升高。

易
)一般
(2
溶于水
非极性
，
溶剂。

而难溶于
，
(3)在固态时不导电
熔融
水溶液
状态或在
中能导电。

离子晶体的化学式是表示真正的分子构成吗？【提示】不是。

离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子个数比，并不代
表分子构成，所以离子晶体中不存在分子。

[核心·突破]
对离子晶体特性的理解
1．离子晶体熔、沸点的比较：一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，
离子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，如Al2O3>MgO；Na
Cl>CsCl等。

2．对于离子晶体的熔、沸点，要注意“一般来说”和“较高”等字词。

“一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例；“较高”
是与其他晶体类型比较的结果。

3．离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。

如在固态时不导电
，在熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。

4．离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。

难溶于水的强
电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水时，由于浓度极小，故导电性极弱。

通常情况
下，它们的水溶液不导电。

[题组·冲关]
1．下列物质的晶体属于离子晶体的是( )
B．碘化氢
A．苛性钾
D．醋酸
C．硫酸【解析】苛性钾含有离子键，故属于离子晶体；碘化氢、硫酸、醋酸均含有
分子间作用力，故三者均为分子晶体。

【答案】A
2．下列性质适合于离子晶体的是( )
A．熔点1 070 ℃，固态不导电，液态能导电
B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
D ．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm －3
【解析】离子晶体的性质是熔点较高，固态不导电，液态和水溶液能导电，
质脆。

【答案】A
3．下列说法正确的是( ) A ．晶体中若存在阴离子，就一定存在阳离子
B ．离子晶体不一定是化合物
C ．离子晶体都易溶于水
D ．离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的
【解析】离子晶体的构成微粒是阴离子与阳离子，A 项正确。

离子晶体中存在离子键，存在电子得失，一定是化合物，
B 项错。

CaCO 3、BaSO 4等离子晶体难溶于水，
C 项错。

NH 4Cl 晶体全部由非金属元素组成，
D 项错。

【答案】A
4． NaCl 晶体模型如下图所示：
【：66240026】
(1)在NaCl 晶体中，每个Cl －周围同时吸引着________个Na ＋；在NaCl 晶胞中含有________个Na ＋、________个Cl －，晶体中每个Na ＋周围与它距离最近且
相等的Na ＋共有________个。

(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是________。

A ．它是六方紧密堆积
B ．相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和
C ．与氯化铯晶体结构相同
D ．每个Na ＋与6个Cl －邻近
【解析】(1)在氯化钠晶体中，一个Na ＋位于晶胞的中心，12个Na ＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na ＋
相当于3个(1
4×12＝3，棱边上的每个Na
＋
同时被4个晶胞共用，属于该晶胞的Na ＋
仅占14)，因此一个晶胞中共含有4个Na
＋
；
8个Cl －
分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl －
相当于1个(1
8×8＝
1，顶点上的每个Cl －
同时被8个晶胞共用，属于该晶胞的Cl －
仅占1
8)，6个Cl －分
别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl －
相当于3个(1
2×6＝3，面心上的每
个Cl －
同时被2个晶胞共用，属于该晶胞的Cl －
仅占1
2)，所以一个晶胞中共含有4
个Cl －。

可见NaCl 晶体中Na ＋、Cl －的个数比为1∶1。

图中位于晶胞中心的Na ＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na ＋的每个平面都有4个Na ＋位于平面的四角，这4个Na ＋与中心Na ＋距离最近且距离相等。

所以在NaCl 晶体中，每个Na ＋周围与它距离最近且距离相等的Na ＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl －周围与
它最近且距离相等的Cl －也共有12个。

(2)氯化钠晶体是面心立方最密堆积，故A 错；氯化铯晶体结构呈体心立方密堆积A 2，所以C 不正确；氯化钠晶体中以Na ＋为中心向三维方向伸展，有6个Cl －近邻，所以D 正确；相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和，
B 错。

【答案】(1)6 4 4 12 (2)D。