金属晶体与离子晶体

第2节金属晶体与离子晶体

【自学目标】

1．知道离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

2．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。

3．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

4.能列举金属晶体的基本堆积模型。制作典型的离子晶体结构模型。比较氯化钠、氯化铯等

离子晶体的结构特征

【自学助手】

1．由于金属键没有性和性，所以金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度、原子的配位数、能充分利用空间等特点的最密堆积。如Cu、Au属于，配位数是；Mg、Zn属于，配位数是。但是有些金属晶体的堆积方式不是最密堆积，而是采用A2密堆积，也叫堆积，如常见金属，其配位数是。

2．金属晶体中金属原子的价电子数越，原子半径越，金属阳离子与自由电子静电作用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。如：熔点Na Mg Al；Li Na K Rb Cs。3．晶格能是指。晶格能越大，表示离子键越，离子晶体越。

4．（1）金属能导电的原因是_____________________________________ 。

（2）离子晶体在固态时不能导电的原因_____________________________________，

但在熔化状态下或水溶液中能导电的原因是_____________________________________。

5．离子晶体的熔沸点与离子所带电荷、核间距有关。离子所带电荷越，核间距越，离子晶体的熔沸点越。

6．离子晶体一般易溶于，难溶于溶剂。

【思维点拨】

【例题1】金属晶体的形成是因为晶体中存在

A．金属离子间的相互作用B．金属原子间的相互作用

C．金属离子与自由电子间的相互作用D．金属原子与自由电子间的相互作用

【答案】C

【例题2】科学家发现的钇钡铜氧化合物在90K具有超导性，若该化合物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是

A．YBa2Cu3O4

B.YBa2Cu2O5

C．YBa2Cu3O5

D.YBaCu4O4

【解答】位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)的共8个，这个晶胞中只分摊到8×1/8=1个；位于棱线(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的份额是8×1/4=2个；所以，每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×1/2+6×1/4=5个。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5

【答案】C

【自我检测】

1．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是( )

A．易导电B．易导热C．有延展性D．易锈蚀

2．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作用较弱

B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动

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

3.金属晶体具有延展性的原因（）

A．金属键很微弱B．金属键没有饱和性

C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键

D．金属阳离子之间存在斥力

4．下列物物质中，可证明某晶体是离子晶体的是（）

A．易溶于水B．晶体不导电，熔化时能导电

C．熔点较高D．晶体不导电，水溶液能导电

5．离子晶体一般不具有的特征是（）

A．熔点较高，硬度较大B．易溶于水而难溶于有机溶剂

C．固体时不能导电D．离子间距离较大，其密度较小

6．含有共价键的离子晶体是（）

A．MgCl2B．NaOH C．H2S D．(NH4)2S

7.下列物质容易导电的是（）

A．熔融的氯化钠 B.硝酸钾溶液C．硫酸铜晶体 D.无水乙醇

8.下列物质中,导电性能最差的是（）

A．熔融氢氧化钠 B.石墨棒C．盐酸溶液 D.固态氯化钠

9．下列物质的熔沸点依次升高的是（）

A．K、Na、Mg、Al B．Li、Na、Rb、Cs

C．Al、Mg、Na、K D．LiF、NaCl、KBr、KI

10．离子晶体熔点的高低决定于晶体中阳离子与阴离子之间的静电引力，静电引力大则熔点高，引力小则反之。试根据你学到的电学知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序（）

A．KCl>NaCl>BaO>CaO B.NaCl>KCl>CaO>BaO

C．CaO>BaO>NaCl>KCl D.CaO>BaO>KCl>NaCl

11．下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（）

A．1mol氯化钠中有N A个NaCl分子

B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl—共有6个

C．氯化铯晶体中，每个CS+周围紧邻8个Cl—

D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl—

12．同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列对它的描述中不正确的是（）A．在加热时此化合物可以分解

B．它是一种离子化合物

C．这种化合物不能跟强碱发生化学反应

D．该化合物在一定条件下由PH3，与HI化合而成

13．离子键的强弱主要决定于离子半径和离子电荷值，一般规律是：离子半径越小，离子电荷值越大，则离子键越强。试分析：①Na2O、②Al2O3、③MgO三种物质离子键由强至弱的顺序是（填序号）_____________________。

14．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。

15．BaCl2是无色晶体，熔点963℃，沸点1560℃，溶于水，水溶液能导电。它可能属于________________晶体。

【探索提高】

16．萤石（CaF2）晶体属于立方晶系，萤石中每个Ca2+被8个F-所包围，则每个F-周围最近距离的Ca2+数目为（）

A．2 B．4 C．6 D．8

17．纳米材料的表面微粒数占总微粒数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状（如下图所示）相同，则这种纳米颗粒的表面微粒数点总微粒数的百分数为（）

A．87.5% B．92.9% C．96.3% D．100%

18．参考上题中NaCl的晶胞结构计算：（1）每个晶胞中平均分______个Na＋，______个Cl－。

（2）若某NaCl晶体的质量为5.85g，计算所含NaCl晶胞的物质的量。