高三化学金属键和金属晶体

第一单元金属键金属晶体

【复习目标】

1、理解金属键的涵义，能利用“电子化理论”解释金属的物理性质。

2、能举例说明金属晶体的四种基本堆积模型。

【知识要点】

*5．金属键：失去价电子的金属阳离子与在晶体内自由移动的价电子之间

强烈的相互作用。

影响金属键强弱的因素：金属的原子半径和价电子的多少。一般情况下，

金属的原子半径越小，价电子越多，则金属键，金属的熔沸点就，硬度就。

1、金属键

（1）金属键实质：。

（2）成键微粒：。

（3）金属键的特征：。

（4）成键条件：。

2、金属晶体

（1）构成：。

（2）存在：。

（3）物理性质：。

3、晶胞的排列方式

金属晶体是由若干个能够反映晶体结构特征的单元—晶胞排列形成的。

不同的金属，晶胞在其内部不同的排列方式，大致可以分为三类。

（1）六方最密堆积类型（A3）

常见金属如：、、等。配位数为。

（2）立方最密堆积类型（A1）

常见金属如：、、等。配位数为。

（3）体心立方最密堆积类型（A2）

常见金属如：、、等。配位数为。

4、合金

（1）定义：。（2）性能：。【典型例题】

例1、金属晶体的形成原因是因为晶体中存在（）

①金属原子②金属阳离子③自由电子④阴离子

A、只有①

B、只有③

C、②③

D、②④

[解析]金属晶体是金属阳离子和自由电子通过金属键形成的。

答案：C

变形题：在单质的晶体中一定不存在的微粒是（）

A、原子

B、分子

C、阴离子

D、阳离子

答案：C

例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

变形题：下列不属于金属晶体共性的是（）

A、易导电

B、易导热

C、有延展性

D、高熔点

答案：D

例1. 金属钠能导电、导热、具有延展性，而氯化钠通常没有上述性质，为什么？

[分析]

物质的性质与其内部结构密切相关，解答本题时，应从金属钠和氯化钠所属晶体的结构不同去分析。

金属钠属于金属晶体，在钠晶体中存在钠离子与自由电子间的较强的相互作用。在外电场作用下金属钠中的自由电子作定向运动，形成电流，所以钠易导电。同样是自由电子的作用，可以引起自由电子与金属离子之间的能量交换或当金属受外力作用时，金属晶体中各原子层会发生相对滑动，产生形变。因此，钠有导电、导热、延展性。

氯化钠属于离子晶体，晶体中由于阴、阳离子间存在着静电作用，使阴、阳离子不能发生自由移动，因而氯化钠晶体就没有上述这些性质。

2、金属晶体中的粒子

例2．在单质的晶体中一定不存在的粒子是（）

A、原子

B、分子

C、阴离子

D、阳离子

[分析]

单质晶体可能有：硅、金刚石——原子晶体，P、S、Cl2——分子晶体，Na、Mg——金属晶体，在这些晶体中，构成晶体的粒子分别是原子、分子、金属离子和自由电子。因此A、B、D 不符合选项。

C中阴离子只存在于离子晶体中，构成离子晶体的粒子是阴、阳离子，所以离子晶体不可能形成单质晶体。

正确答案 C

3、各晶体熔、沸比较

例3．下列晶体中，熔点最高的化合物是（）

A、金刚石

B、食盐

C、石英

D、铝

[分析]

上述四种物质中，属化合物的只有食盐（NaCl）和石英（SiO2），因此熔点的比较只限于此两种物质。

石英为原子晶体，食盐属离子晶体，所以石英的熔点要比食盐高。

正确答案 C

例4．（2000·全国）下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（）

A．食盐和蔗糖熔化

B．钠和硫熔化

C．碘和干冰升华

D．二氧化硅和氧化钠熔化

[分析]

根据构成晶体的粒子种类以及它们之间的相互作用不同来判断．

A：食盐为离子晶体，熔化时破坏的是离子键；蔗糖为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力．

B：钠为金属晶体，熔化时破坏的是金属键；硫为分子晶体，熔化时克服分子间作用力．C：碘和干冰同为分子晶体，熔化时克服分子间作用力．

D：二氧化硅为原子晶体，熔化时破坏的是共价键；氧化钠为离子晶体，熔化时破坏的是离子键．

A、B、D选项中各对物质均不属于同类晶体，其粒子间的相互作用也就不属于同一类型．选项C中碘和干冰均属于分子晶体，它们升华时，克服的是很弱的分子间作用力，属于同种类型．

正确答案 C

5．晶体的物理性质

例5．（2002·上海）在下列有关晶体的叙述中错误的是（）

A、离子晶体中，一定存在离子键

B、原子晶体中，只存在共价键

C、金属晶体的熔、沸点均很高

D、稀有气体的原子能形成分子晶体

[分析]

金属晶体的熔、沸点可能比较高，如金属钨的熔点可达3410℃；而金属汞的熔点较低，常温下呈液态，故C的说法是错误的。

构成稀有气体的粒子是原子，或者说是单原子分子，一定温度和压强下可以以范德华力相结合成分子晶体，因此D选项的说法是正确的。