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第三章　晶體結構與性質
第三節　金屬晶體與離子晶體
第2課時　離子晶體、過渡晶體與混合型晶體
基礎過關練
題組一　離子晶體的概念及判斷
1.下列敘述不正確的是(　　)
A.離子晶體中一定含有陰、陽離子
B.離子晶體都是化合物
C.某晶體固態不導電、溶于水能導電,說明該晶體一定是離子晶體
D.離子晶體一般具有較高的熔點
2.下列性質中,能充分說明某晶體一定是離子晶體的是(　　)
A.熔點很高
B.能溶于水,且水溶液能導電
C.固態時不導電而熔化時能導電
D.有固定熔點且晶態時表現各向異性
題組二　離子晶體的結構
3.下列關于NaCl和CsCl的晶體結構說法錯誤的是(　　)
A.NaCl晶體中Na+填充在Cl-構成的正八面體空隙中
B.CsCl晶體中Cs+填充在Cl-構成的正四面體空隙中
C.NaCl和CsCl晶體中陽離子的配位數分別為6和8
D.NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體,但陰、陽離子半徑比不同
4.某立方鹵化物可用于制作光電材料,其晶胞結構如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.Ca2+的配位數是6
B.與F-距離最近的是K+
C.該物質的化學式為KCaF3
D.若F-換為Cl-,則晶胞棱長將改變
5.LiF晶胞結構如圖所示。
(1)下列物質晶胞結構與LiF類似的是　　　　。
A.氯化鈉　　　　B.氟化鈣
C.金剛石　　　　D.二氧化碳
(2)LiF晶胞中,Li+位于F-圍成的　　　　空隙中。
(3)已知該晶胞棱長為apm(1pm=1×10-10cm),設NA表示阿伏加德羅常數的值,則LiF晶體的密度為　　　　g·cm-3。
題組三　離子晶體的性質
6.下列有關離子晶體的數據大小比較錯誤的是(　　)
A.離子鍵:NaF>NaCl>NaBr
B.硬度:MgO>CaO>BaO
C.熔點:NaF>MgF2>AlF3
D.1個陰離子周圍等距離且最近的陽離子數:CsCl>NaCl
7.離子晶體熔點的高低取決于陽離子與陰離子之間的靜電作用,靜電作用大則熔點高,靜電作用小則熔點低。試根據學過的知識,判斷KCl、NaCl、MgO晶體熔點的高低順序是(　　)
A.KCl>NaCl>MgO　　　　B.NaCl>KCl>MgO
C.MgO>NaCl>KCl　　　　D.MgO>KCl>NaCl
題組四　過渡晶體與混合型晶體
8.幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數如表所示:
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵成分的百分數/% 62 50 41 33
根據表格信息,推知下列離子晶體中離子鍵成分的百分數最高的是(　　)
A.KF　　　　B.LiF　　
C.NaBr　　　　D.KCl
9.磷及其化合物在電池、催化等領域有重要應用。黑磷與石墨類似,也具有層狀結構,黑磷結構如圖1。為大幅度提高鋰電池的充電速率,科學家最近研發了黑磷—石墨復合負極材料,其單層結構俯視圖如圖2所示。
　
根據圖1和圖2的信息,下列說法錯誤的是(　　)
A.黑磷區中P—P鍵的鍵能不完全相同
B.黑磷與石墨晶體類型相同
C.石墨區中C原子的雜化方式為sp2
D.石墨與黑磷的結合區中,P原子與C原子不共平面
10.一定條件下,石墨轉化為金剛石吸收能量。下列關于石墨和金剛石的說法不正確的是(　　)
A.石墨比金剛石穩定
B.兩物質的共價鍵間的鍵角相同
C.可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨
D.等質量的石墨和金剛石中,σ鍵數目之比為3∶4
11.(1)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB……方式堆積而成,如圖甲所示。該晶體中碳原子的雜化方式為　　　　。
(2)石墨烯是一種由單層碳原子構成的平面結構碳材料,如圖乙所示。設NA為阿伏加德羅常數的值,1mol石墨烯中含有的六元環個數為　　　　。下列有關石墨烯的說法正確的是　　　　(填字母)。
a.石墨烯晶體有良好的導電性
b.石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面
c.從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力
(3)石墨烯可轉化為C60,C60的結構如圖丙所示,該分子是由五邊形和六邊形構成的球體,其中五邊形有12個,則六邊形有　　　　個(注:簡單多面體的頂點數V、面數F及棱數E間的關系為V+F-E=2)。
(4)金剛石晶胞如圖丁所示,則金剛石晶胞中碳原子的配位數為　　　　。
能力提升練
題組一　離子晶體的結構與性質
1.(易錯題)高壓不僅會引發物質的相變,還會導致新化學鍵的形成。如圖所示,M、N、P為Na與Cl2在50GPa~300GPa的高壓下反應生成的不同晶體的晶胞,下列說法錯誤的是(　　)
A.M、N、P晶體的化學式分別為NaCl3、Na2Cl、Na3Cl
B.晶胞M、N、P中所含Cl原子的個數之比為3∶1∶1
C.晶胞M中與Na原子距離最近且等距的Cl原子有12個
D.晶胞P中1號原子的分數坐標為(0,0,0),則2號原子的分數坐標為()
2.幾種離子晶體的晶胞如圖所示,則下列說法正確的是(　　)
A.熔、沸點:NaClB.在NaCl晶胞中,距離Na+最近且等距的Na+數目為6
C.若ZnS的晶胞邊長為apm,則Zn2+與S2-之間最近距離為apm
D.上述三種晶體中,陽離子的配位數大小關系為ZnS>NaCl>CsCl
3.鈦酸鈣是一種具有優異介電性、溫度特性、機械特性以及光學特性的無機介電材料,如圖是鈦酸鈣的晶胞。立方體晶胞棱長為apm。下列說法正確的是(　　)
A.鈦酸鈣的化學式為CaTiO4
B.Ti4+處于氧離子圍成的四面體空隙中
C.每個Ti4+周圍緊鄰的鈣離子有8個
D.Ca2+與Ti4+之間的最小距離為apm
4.現有一種由An+、Bm+和X-組成的無機固體電解質,該物質在高溫相為無序結構,低溫相為有序結構,結構如圖,下列說法錯誤的是(　　)
A.n=2,m=1
B.高溫相中X-的堆積方式和氯化鈉中Cl-的堆積方式相同
C.低溫相中An+的配位數為4
D.高溫相的良好導電性與其結構中存在大量的空位有關
5.我國古代四大發明之一的黑火藥是由硫黃、硝酸鉀和木炭按一定比例混合而成的,爆炸時發生的反應為2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶胞結構如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.反應產物中有兩種極性分子
B.1molCO2和1molN2含有的π鍵數目之比為1∶2
C.K2S晶體中陰、陽離子的配位數分別為4、8
D.若K2S晶體的晶胞邊長為anm,則該晶體的密度為g·cm-3(設NA表示阿伏加德羅常數的值)
6.金屬鎳及其化合物是重要的合金材料,在生產生活中有著廣泛的用途。
(1)NiO的晶體結構類型與NaCl的相同,離子半徑數據如表所示:
離子 Na+ Ni2+ Cl- O2-
半徑/pm 102 69 181 140
NiO晶胞中Ni2+的配位數為　　　　　,NiO熔點比NaCl高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)Ni(CN)2與苯在氨水中可生成一種淡紫色的苯包合沉淀物,該晶體屬于四方晶系,晶胞參數如圖所示,晶胞棱間夾角均為90°,苯分子中心位于晶胞的體心且其中2個碳碳σ鍵平行于z軸。
該晶體的化學式為　　　　　。
題組二　混合型晶體的結構與性質
7.類石墨相氮化碳(g-C3N4)作為一種新型光催化材料,在光解水產氫等領域具有廣闊的應用前景,研究表明摻雜非金屬(O、S等)能提高其光催化活性。g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構,其中一種二維平面結構如圖所示。下列說法錯誤的是　(　　)
A.g-C3N4晶體中存在π鍵、范德華力和非極性鍵
B.g-C3N4中C原子的雜化軌道類型為sp2
C.基態C原子的成對電子數與未成對電子數之比為2∶1
D.每個基本結構單元(圖中實線圈部分)中兩個N原子(圖中虛線圈所示)被O原子代替,形成O摻雜的g-C3N4(OPCN),則OPCN的化學式為C3N3O
8.石墨是層狀結構,許多分子和離子可以插入石墨層間形成插層化合物。Li+插入石墨層中間,形成晶體結構如圖(a),晶體投影圖如圖(b)。若該結構中碳碳鍵鍵長為apm,碳層和鋰層相距dpm(設NA表示阿伏加德羅常數的值)。下列有關插層化合物的說法錯誤的是(　　)
A.石墨的二維結構中,每個碳原子配位數為3
B.該插層化合物的化學式為LiC6
C.該插層化合物中同層Li+最近距離為3apm
D.該插層化合物的密度為×1030g·cm-3
9.碳及鉀元素形成的單質及其化合物有重要的應用?；卮鹣铝袉栴}:
(1)石墨層間插入堿金屬K可形成一系列插層化合物,其導電性和磁性發生很大的變化。某種插層化合物的結構如下圖所示,每隔兩層插入一層鉀原子,與鉀層相鄰的上下兩層碳原子的排列方式相同。
注意:圖(b)中正六邊形的頂點代表碳原子,黑球代表鉀原子。
①距離K原子最近的碳原子的個數為　　　　　;該插層化合物的化學式為　　　　　。
②若鉀層相鄰兩個K原子之間的最近距離為dpm,則石墨層中C—C鍵鍵長為　　　　　pm。
(2)石墨晶體由層狀石墨“分子”按……ABAB……方式堆積而成,如圖所示。
①石墨中C原子上未參與雜化的所有p軌道相互平行且重疊,使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動而導電。六方相氮化硼(BN)與石墨晶體結構類似,硼原子和氮原子交替相連,而六方相BN卻無法導電,其原因是　　　　　　　　。
②石墨的一種晶胞結構和部分晶胞參數如圖。
a.原子坐標參數描述的是晶胞內原子間的相對位置。石墨晶胞中碳原子A、B的坐標參數分別為A(0,0,0)、B(0,1,),則C原子的坐標參數為　　　　　。
b.晶胞參數用于描述晶胞的大小和形狀。已知石墨晶胞底邊邊長為acm,層間距為dcm,設阿伏加德羅常數的值為NA,則石墨的密度為　　　　　g·cm-3(寫出表達式即可)。
答案與分層梯度式解析
第三章　晶體結構與性質
第三節　金屬晶體與離子晶體
第2課時　離子晶體、過渡晶體與混合型晶體
基礎過關練
1.C　離子晶體中一定有陰、陽離子,且為離子化合物,A、B正確;某些分子晶體,固態時不導電但溶于水能導電,C錯誤;離子晶體一般具有較高的熔點,D正確。
2.C　固態時不導電而熔化時能導電是離子晶體的典型特征,C符合題意。
3.B　NaCl晶體中Na+填充在Cl-構成的正八面體空隙中,A正確;CsCl晶體中Cs+填充在Cl-構成的正六面體空隙中,B錯誤;NaCl和CsCl都屬于AB型離子晶體,陽離子的配位數分別為6和8,r(Na+)4.B　F-與K+的最短距離是面對角線長的1/2,F-與Ca2+的最短距離是棱長的1/2,則與F-距離最近的是Ca2+,B項錯誤。
知識拓展
離子晶體的配位數
　　離子晶體中,通常可看成陰離子呈等徑圓球密堆積,陽離子有序地填在陰離子的空隙中,每個離子周圍等距離地排列著異電性離子。一個離子周圍與該離子距離最近且相等的異電性離子的數目,叫做該離子的配位數。
5.答案　(1)A　(2)正八面體　(3)
解析　(1)Na與Li同族,F與Cl同族,LiF晶胞結構與NaCl類似。(2)Li+在晶胞棱心和體心,1個晶胞中Li+的數目為×12+1=4,F-在晶胞頂點和面心,1個晶胞中F-的數目為×6=4,每個Li+周圍最近的F-有6個,即Li+位于F-圍成的正八面體空隙中。(3)晶胞密度為g·cm-3=g·cm-3。
6.C　離子所帶電荷數越多、離子半徑越小,離子鍵越強,離子晶體硬度越大,熔點越高。A項,離子半徑:F-NaCl>NaBr;B項,離子半徑:Mg2+CaO>BaO,硬度:MgO>CaO>BaO;C項,離子半徑:Na+>Mg2+>Al3+,Na+、Mg2+、Al3+所帶電荷數逐漸增多,則離子鍵:NaF7.C　離子晶體中,陽離子與陰離子之間的靜電作用越大,離子鍵越強,熔點越高,而離子所帶電荷數越多,半徑越小,離子鍵越強,則熔點MgO>NaCl>KCl,故選C。
8.A　根據題表中信息可知,電負性差值越大的兩種元素形成的化合物中離子鍵成分的百分數越大。選項中鉀電負性最小,氟電負性最大,A項符合題意。
9.D　
石墨與黑磷的結合區中,磷原子與碳原子共平面,D錯誤。
10.B　石墨轉化為金剛石吸收能量,說明金剛石的能量比石墨高,則石墨比金剛石穩定,A正確;石墨中碳碳鍵間的鍵角為120°,金剛石中碳碳鍵間的鍵角為109°28',兩者鍵角不同,B錯誤;石墨和金剛石的晶體類型不同,可用X射線衍射儀鑒別,C正確;金剛石中1molC平均形成2molσ鍵,石墨中1molC平均形成1.5molσ鍵,等質量的石墨和金剛石中σ鍵數目之比為3∶4,D正確。
11.答案　(1)sp2　(2)0.5NA　abc　(3)20　(4)4
解析　(1)由題圖甲可知,碳原子為sp2雜化。
(2)由題圖乙可知,石墨烯中6個碳原子組成1個環,每個碳原子被3個環共有,相當于2個碳原子組成1個環,1mol碳原子組成的環的個數為0.5NA。石墨烯晶體導電性好,a正確;石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面,b正確;從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力,c正確。
(3)設C60中六邊形的個數為x,則有:60+(x+12)-(×12)=2,解得x=20。
(4)由金剛石晶胞結構可知碳原子的配位數為4。
能力提升練
1.B　1個M晶胞中Na的數目為2,Cl的數目為2×6×=6,M的化學式為NaCl3;1個N晶胞中Na的數目為4×=4,Cl的數目為8×=2,N的化學式為Na2Cl;1個P晶胞中Na的數目為4×+2=3,Cl的數目為8×=1,P的化學式為Na3Cl,晶胞M、N、P中所含Cl原子的個數之比為6∶2∶1,A正確、B錯誤。M中與Na原子距離最近且等距的Cl原子位于6個面上,且每個面上都有2個,共有12個,C正確。2號原子位于上方小正方體的體心,原子的分數坐標為(),D正確。
易錯分析
　　本題容易根據M、N、P晶體的化學式分別為NaCl3、Na2Cl、Na3Cl而錯誤地認為B正確,實際上晶胞M、N、P中所含Cl原子的個數分別為6、2、1,個數之比為6∶2∶1。
2.C　Na+半徑小于Cs+,且電荷數相同,所以NaCl的離子鍵強于CsCl,熔、沸點:NaCl>CsCl,故A錯誤;根據NaCl的晶胞結構,距離Na+最近且等距的Na+數目為12,故B錯誤;由ZnS的晶胞結構可知,Zn2+與S2-之間最近距離為晶胞體對角線長的,ZnS的晶胞邊長為apm,則體對角線長為apm,Zn2+與S2-之間最近距離為apm,故C正確;題述三種晶體中,NaCl晶體中Na+配位數為6,CsCl晶體中Cs+配位數為8,ZnS晶體中Zn2+配位數為4,所以陽離子的配位數大小關系為CsCl>NaCl>ZnS,故D錯誤。
3.C　Ca2+位于晶胞內部,數目為1,O2-位于晶胞的棱上,數目為12×=3,Ti4+位于晶胞的頂點,數目為8×=1,因此晶體的化學式為CaTiO3,A錯誤;Ti4+周圍最近的6個O2-圍成八面體,B錯誤;每個Ti4+被八個晶胞共用,周圍緊鄰的Ca2+有8個,Ca2+與Ti4+之間的最小距離為體對角線長的一半,即apm,C正確、D錯誤。
歸納總結
判斷晶胞中粒子個數的步驟
4.A　低溫相為有序結構,低溫相晶胞中位于體內的An+的個數為4,Bm+的個數為2,位于頂點、面上、棱上和體心的X-的個數為8×+1=8,則晶胞的化學式為A2BX4,由化合物中各元素正負化合價代數和為0可知,2n+m=4,m、n取整數,得m=2、n=1,A錯誤;高溫相中X-的堆積方式與NaCl中Cl-的堆積方式相同,B正確;低溫相晶胞中A+與4個X-的距離最近,配位數為4,C正確;高溫相的良好導電性與其結構中存在大量的空位有關,D正確。
5.D　N2、CO2均為非極性分子,A錯誤;CO2、N2的結構式分別為OCO、,雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵,三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵,則1molCO2和1molN2中含有的π鍵數目之比為1∶1,B錯誤;由題圖可知,K2S晶體中陰離子和陽離子的配位數分別為8和4,C錯誤;若K2S晶體的晶胞邊長為anm,根據均攤法,晶胞中含有K+、S2-的數目分別為8、8×=4,則該晶體的密度為g·cm-3=g·cm-3,D正確。
6.答案　(1)6　NiO和NaCl晶胞類型相同,離子半徑r(Ni2+)(2)Ni(CN)2(NH3)(C6H6)
解析　(1)NiO與NaCl的晶體結構類型相同,則NiO中Ni2+的配位數為6。NiO與NaCl都是離子晶體,離子半徑:r(Ni2+)(2)晶胞中Ni的數目為8×=1,苯分子數目為1,NH3的數目為4×=1,的數目為8×=2,晶體化學式為Ni(CN)2(NH3)(C6H6)。
7.A　g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構,則晶體中層內存在π鍵,層間存在范德華力,但環內存在極性鍵,沒有非極性鍵,A項錯誤;g-C3N4具有和石墨相似的層狀結構,則C原子的雜化軌道類型為sp2,B項正確;基態C原子的電子排布式為1s22s22p2,成對電子數與未成對電子數之比為2∶1,C項正確;根據題圖可知,每個基本結構單元(題圖中實線圈部分)中含有6個C原子,7+×3=8個N原子,若兩個N原子(題圖中虛線圈所示)被O原子代替,形成O摻雜的g-C3N4(OPCN),則OPCN每個基本結構單元含有6個C原子,5+×3=6個N原子,2個O原子,故其化學式為C3N3O,D項正確。
8.D　石墨的二維結構中,每個碳原子最近的碳原子數為3,配位數為3,A正確;四棱柱單元中Li+的個數為2×=1,C原子的個數=16×=6,化學式為LiC6,B正確;同層Li+最近距離為棱柱底面邊長,同層Li+最近距離為3apm,C正確;四棱柱單元的夾角為120°、60°,晶胞質量為g,晶胞體積為3a×3a××2d×10-30cm3,密度為×1030g·cm-3,D錯誤。
9.答案　(1)①12　C24K(或KC24)?、?br/>(2)①氮的電負性較大,相互平行且重疊p軌道上的電子在很大程度上被定域在氮的周圍,不能自由移動,所以六方相BN無法導電　②a.(1,1,
解析　(1)①由鉀層在相鄰石墨層的投影圖可知,鉀落在了正六邊形的中心,因此距離K原子最近的碳原子上下兩層各6個,共計12個;取石墨A---鉀層---石墨A---石墨B---鉀層---石墨B---石墨A共計7層,以如圖中正六邊形為上下底面截取一個六棱柱,內含有5層石墨層,六棱柱上、下底面有24×2×=24個碳原子,六棱柱內含有3層石墨層,含24×3=72個碳原子,共96個碳原子,12個K原子在垂直棱上,有12×=4個,該插層化合物的化學式為C24K或KC24。
②如圖若鉀層相鄰兩個K之間的距離為dpm,則AB=pm,設AC=xpm,則BC=2xpm,得x2+()2=(2x)2,解得x=,則石墨層中C—C鍵鍵長為2xpm=pm。
(2)①因為氮的電負性較大,相互平行且重疊p軌道上的電子在很大程度上被定域在氮的周圍,不能自由移動,所以六方相BN無法導電。
②a.石墨晶胞中碳原子A、B的坐標參數分別為A(0,0,0)、B(0,1,),C原子的坐標參數為(1,1,)。b.石墨晶胞中含有4個碳原子,底面積為a2cm2,晶胞體積為2d×a2cm3,則石墨的密度為g·cm-3。
19第三章　晶體結構與性質
第三節　金屬晶體與離子晶體
第1課時　金屬鍵　金屬晶體
基礎過關練
題組一　金屬、金屬鍵與電子氣理論
1.下列敘述不正確的是(　　)
A.含有金屬元素的離子不一定是陽離子
B.任何晶體中,若含有陽離子,就一定含有陰離子
C.金屬鍵是金屬陽離子和“自由電子”間的相互作用,金屬鍵無飽和性和方向性
D.金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高
2.下列關于金屬晶體結構與性質的敘述中正確的是(　　)
A.金屬晶體中的金屬陽離子和自由電子都位于晶胞的固定位置上
B.金屬常溫下都是晶體
C.金屬晶體通常具有導電性、導熱性和良好的延展性
D.金屬晶體發生形變時,內部金屬離子與自由電子的相互作用消失
3.金屬能導電的原因是(　　)
A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的作用很強
B.金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發生定向移動
C.金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發生定向移動
D.金屬晶體在外加電場作用下可失去電子
4.下列說法正確的是(　　)
A.所有金屬元素與所有非金屬元素之間都只能形成離子鍵
B.記憶合金具有一定的導熱性
C.Li、Na、K、Rb的熔點逐漸降低與化學鍵無關
D.金屬晶體具有良好的延展性,是因為金屬鍵具有方向性
5.下列說法不正確的是(　　)
A.鎢價層電子數多,金屬鍵強,可用作白熾燈的燈絲材料
B.“石膽化鐵為銅”中涉及金屬鍵的斷裂和形成
C.溫度越高,金屬的導電性越好
D.鋁合金硬度高、密度小,可作制造飛機的材料
題組二　金屬晶體的通性
6.下列金屬中,金屬陽離子與自由電子間的作用力最強的是(　　)
A.Al　　B.K　　C.Na　　D.Ca
7.下列生活中涉及的化學知識,不能用金屬鍵理論解釋的是　(　　)
A.用鐵制品作炊具　　　　
B.鐵易生銹
C.用鉑金作首飾　　　　
D.金屬鋁制成導線
8.某新型“防盜玻璃”為多層結構,每層中間嵌有極細的金屬線,當玻璃被擊碎時,與金屬線相連的警報系統就會立即報警?！胺辣I玻璃”能報警是利用了金屬的(　　)
A.延展性　　　　B.導電性
C.彈性　　　　D.導熱性
9.“烏銅走銀”是云南特有的中國傳統銅制工藝品。它以銅為胎,在胎上雕刻各種花紋圖案,然后將熔化的銀(或金)水填入花紋圖案中,完成制作后需經常用汗濕的手摩擦器物,使銅胎變為烏黑,透出銀(或金)紋圖案。下列有關該工藝的說法錯誤的是(　　)
A.用銅和少量的貴金屬熔煉成的銅胎仍具有金屬性能
B.熔化銀(或金)時需破壞金屬鍵
C.銅胎變烏黑的原因是汗液中存在氧化性物質使銅變成了氧化銅
D.“自由電子”的存在使金、銀等金屬具有金屬光澤
題組三　金屬晶體的結構與性質
10.下列各組金屬熔點的高低順序判斷正確的是(　　)
A.Mg>Al>Ca　　　　
B.Al>Na>Li
C.Al>Mg>Ca　　　　
D.Mg>Ba>Al
11.金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結構示意圖如下所示,該合金的化學式為(　　)
A.LaNi5　　　　B.LaNi6　　
C.LaNi8　　　　D.LaNi9
12.金屬鉛的晶粒大小與熔點關系如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.鉛與鍺位于同主族且單質晶體類型相同
B.鉛晶粒越大,其熔點越低
C.鉛晶體中含陽離子,必含陰離子
D.鉛晶體熔點高低與晶粒表面積大小有關
13.云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,也可用于制造仿銀飾品。鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.晶胞中銅原子與鎳原子的個數比為3∶1
B.銅鎳合金是含有金屬鍵的化合物
C.Cu的電導率隨溫度的升高而減小
D.鎳白銅晶體具有較大的硬度
14.鎂鋁合金具有優異的性能,其晶胞結構如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.鎂鋁合金的化學式為MgAl2
B.鎂鋁合金的熔點高于其組分金屬鎂
C.晶體中存在的化學鍵類型為金屬鍵
D.該晶胞的質量是g(NA表示阿伏加德羅常數的值)
能力提升練
題組一　金屬鍵和金屬晶體
1.下列有關說法正確的是(　　)
A.金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子
B.金屬導電的實質是金屬陽離子在外加電場作用下的定向移動
C.金屬原子在化學變化中失去的電子數越多,其還原性越強
D.金屬晶體的堆積方式會影響金屬的性質
銅鈀晶胞的結構如圖所示。設NA為阿伏加德羅常數的值,Cu、Pd的原子半徑分別為apm、bpm。下列敘述正確的是(　　)
A.該晶胞中Cu、Pd的原子個數之比為8∶1
B.該晶胞的邊長為4apm
C.該晶胞中Pd的配位數為8
D.Cu是金屬晶體,由“自由電子”和Cu原子之間強的相互作用而形成
3.如圖a、b、c分別代表三種金屬晶體的結構示意圖,則圖示結構內金屬原子個數比為(　　)
a　b　c
A.3∶2∶1　　　　B.11∶8∶4
C.9∶8∶4　　　　D.21∶14∶9
4.磁性形狀記憶材料Cu-Mn-Al合金的晶胞如圖所示,Mn、Al位于Cu形成的小立方體體心。下列說法正確的是(　　)
A.金屬晶體的熔點都很高
B.該合金的化學式為AlMnCu2
C.與Cu距離最近且相等的Cu有12個
D.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的強烈的靜電吸引作用
5.鐵與鎂組成的儲氫合金的立方晶胞結構如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.晶體中距離Fe原子最近的Mg原子數為4
B.晶體中存在金屬陽離子,所以該合金是離子晶體
C.Fe原子與Mg原子間最短距離為bnm
D.晶體儲氫時,H2在晶胞的體心和棱的中心位置,則儲氫后化學式為FeMg2H2
6.某50Sn和41Nb形成的立方晶胞結構如圖。
下列說法正確的是(　　)
A.該晶體屬于離子化合物
B.Sn周圍距離最近的Sn原子個數為8
C.該晶胞沿x軸、y軸、z軸的投影圖完全相同
D.該晶體在高溫時導電能力更強
題組二　金屬晶體的有關計算
7.金晶體的晶胞如圖所示,
設金原子的直徑為d,NA表示阿伏加德羅常數,M表示金原子的摩爾質量。下列說法錯誤的是(　　)
A.金晶體每個晶胞中含有4個金原子
B.金晶體中金原子的配位數為12
C.一個金晶胞的體積是2d3
D.金晶體的密度是
8.某鎂鎳合金儲氫后所得晶體的立方晶胞如圖1(為便于觀察,省略了2個圖2的結構),晶胞邊長為apm。下列說法正確的是(　　)
　
A.晶體的化學式為Mg2NiH6
B.晶胞中與1個Mg配位的Ni有6個
C.晶胞中2個Ni之間的最近距離為apm
D.鎂鎳合金中Mg、Ni通過離子鍵結合
9.某立方晶系的銻鉀(Sb-K)合金可作為鉀離子電池的電極材料,其晶胞如圖1所示(圖2為晶胞中的一部分),設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是(　　)
　
A.該晶體是共價晶體
B.該合金的組成可表示為K2Sb
C.與每個Sb原子距離相等且最近的Sb原子有6個
D.該晶體的密度為×1021g·cm-3
10.一種鋰鋅合金的晶胞結構如圖所示。晶胞參數為apm,Li+、Zn2+的半徑依次為76pm、74pm。下列敘述錯誤的是(　　)
已知:①NA為阿伏加德羅常數的值。
②晶胞空間利用率等于粒子總體積與晶胞體積之比。
③Li+位于頂點、面心和晶胞內部,Zn2+位于棱心和晶胞內部。
A.鋰鋅晶體由陽離子和電子構成
B.該晶胞中兩種陽離子數目之比為1∶1
C.該晶胞空間利用率φ=×100%
D.該晶體密度ρ=g·cm-3
11.Fe有δ、γ、α三種同素異形體,其晶胞結構如圖所示:
(1)α-Fe晶體中每個鐵原子周圍與它最接近且距離相等的鐵原子有　　　　個。
(2)α-Fe延展時,　　　　　(填“可以”或“不可以”)轉變為γ-Fe。
(3)若δ-Fe晶體的晶胞邊長為acm,設NA表示阿伏加德羅常數的值,則δ-Fe晶體的密度為　　　　　。
(4)若δ-Fe晶胞邊長為bpm,則Fe原子半徑r=　　　　pm。
答案與分層梯度式解析
第三章　晶體結構與性質
第三節　金屬晶體與離子晶體
第1課時　金屬鍵　金屬晶體
基礎過關練
1.B　含有金屬元素的離子不一定是陽離子,如Mn是陰離子,A正確;金屬晶體中有陽離子,沒有陰離子,B錯誤;金屬鍵無方向性和飽和性,C正確;金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的高,如Hg常溫下是液態,S的熔點高于Hg,D正確。
2.C　金屬晶體中自由電子在金屬陽離子之間移動,電子不在固定位置上,A錯誤;汞常溫下是液體,B錯誤;金屬晶體通常具有導電性、導熱性和良好的延展性,C正確;金屬晶體中的金屬鍵無方向性,當發生形變時,金屬鍵并未被破壞,D錯誤。
3.B　金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發生定向移動,故能導電,B正確。
4.B　金屬元素與非金屬元素也可形成共價鍵,如AlCl3,A錯誤;記憶合金中存在金屬鍵,存在金屬陽離子和自由電子,有一定的導熱性,B正確;原子半徑Li5.C　鎢價層電子數多,金屬鍵強,其熔點很高,可用作白熾燈的燈絲,A正確;“石膽化鐵為銅”中反應為Fe+CuSO4FeSO4+Cu,涉及金屬鍵的斷裂和形成,B正確;溫度升高,會使金屬的導電性減弱,C錯誤;鋁合金可作制造飛機的材料是因其硬度高、密度小,D正確。
知識拓展
金屬晶體微觀結構與其物理性質的關系
　　(1)在不通電的情況下,金屬晶體中的自由電子在整塊金屬中作無規則運動。在外加電場作用下,自由電子發生定向移動,形成電流。
(2)溫度升高,自由電子與金屬原子碰撞次數增多,電阻增大,金屬導電能力變弱,這與電解質溶液導電是有區別的。
6.A　金屬單質中,一般金屬陽離子所帶電荷數越多、半徑越小,金屬陽離子與自由電子間的作用力越強,故Al中金屬陽離子與自由電子間的作用力最強。
7.B　用鐵制品作炊具是利用了金屬的導熱性,能用金屬鍵理論解釋,A項不符合題意;日常生活中的鐵易生銹是因為鐵易發生電化學腐蝕,不能用金屬鍵理論解釋,B項符合題意;用鉑金作首飾是因為其有金屬光澤,且具有延展性,能用金屬鍵理論解釋,C項不符合題意;金屬鋁制成導線利用了金屬的導電性,能用金屬鍵理論解釋,D項不符合題意。
8.B　新型“防盜玻璃”為多層結構,每層中間嵌有極細的金屬線,當玻璃被擊碎時,與金屬線相連的警報系統就會立即報警,利用的是金屬的導電性。
9.C　合金具有金屬性能,用銅和少量的貴金屬熔煉成的銅胎仍具有金屬性能,A正確;銀(或金)為金屬晶體,熔化時需破壞金屬鍵,B正確;用汗濕的手摩擦能提供電解質溶液,與銅和銀(或金)形成原電池,銅為負極,更容易被空氣中的O2氧化,C錯誤;金屬中的自由電子吸收了可見光,又把各種波長的光幾乎全部反射出去,所以金屬具有金屬光澤,D正確。
10.C　金屬陽離子的半徑:r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),金屬陽離子所帶電荷數:Al3+>Mg2+=Ba2+=Ca2+>Li+=Na+,則熔點:Al>Mg>Ca,Al>Li>Na,Al>Mg>Ba,C正確。
方法規律
　　在金屬晶體中,金屬陽離子的半徑越小,所帶電荷數越多,則金屬鍵越強,金屬的熔點越高。
11.A　由晶胞結構可知,晶胞中鑭原子個數為8×=1,鎳原子個數為8×+1=5,則合金的化學式為LaNi5。
12.D　鉛晶體是金屬晶體,由金屬陽離子和自由電子構成,含陽離子,不含陰離子,鍺晶體是共價晶體,A、C錯誤;根據題圖可知,鉛晶粒越大熔點越高,B錯誤;根據題圖可知,鉛晶體熔點高低與晶粒表面積大小有關,D正確。
13.B　晶胞中Cu原子的數目為6×=3、Ni原子的數目為8×=1,則晶胞中Cu與Ni原子數目之比為3∶1,A正確;合金不是化合物,B錯誤;Cu的電導率隨溫度升高而減小,C正確;合金的硬度比組分金屬大,且鎳白銅可用于造幣,則鎳白銅晶體具有較大的硬度,D正確。
14.B　晶胞中Mg的數目為8×=4,Al的數目為8,化學式為MgAl2,A正確;合金的硬度高于其組分金屬,熔點低于其組分金屬,B錯誤;合金屬于金屬晶體,存在金屬鍵,C正確;一個晶胞中含有4個“MgAl2”,其質量為g,D正確。
能力提升練
1.D　金屬原子的價電子在金屬晶體中為自由電子,而不是所有的核外電子,A項錯誤;金屬導電的實質是在外加電場作用下自由電子定向移動產生電流,B項錯誤;金屬原子在化學變化中失去電子越容易,其還原性越強,C項錯誤;金屬晶體中原子的堆積方式會影響金屬的性質,如延展性,D項正確。
2.C　晶胞中Cu原子的個數為8×=1,Pd原子的個數為1,該晶胞中Cu、Pd的原子個數之比為1∶1,A錯誤;Cu與Pd相切,體對角線長度為(2a+2b)pm,則該晶胞邊長為pm,B錯誤;距離Pd最近且等距離的Cu為8個,該晶胞中Pd的配位數為8,C正確;Cu是金屬晶體,由“自由電子”和Cu2+之間強的相互作用而形成,D錯誤。
3.A　a中原子個數=12×+3=6,b中原子個數=8×=4,c中原子個數=1+8×=2,所以原子個數比是6∶4∶2=3∶2∶1,故選A。
4.B　金屬晶體的熔點不一定都高,如Na、K、Rb的熔點就比較低,A錯誤;該晶胞內Cu原子數目為8×+1=8,Mn原子數目為4,Al原子數目為4,該合金的化學式為AlMnCu2,B正確;與體心Cu距離最近且相等的Cu有6個,C錯誤;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈的相互作用,D錯誤。
5.D　以上底面面心Fe原子為研究對象,與之最近的Mg原子為該晶胞內上方4個Mg原子、上層晶胞中下方4個Mg原子,則鐵原子的配位數為8,A錯誤;晶體中存在金屬陽離子,沒有陰離子,有自由電子,所以該合金是金屬晶體,B錯誤;由晶胞結構知,鐵原子與鎂原子間最短距離為體對角線長的,即bnm,C錯誤;晶胞中位于頂點和面心的鐵原子個數為8×=4,位于體內的鎂原子個數為8,儲氫后位于體心和棱的中心位置的H2個數為12×+1=4,則儲氫后化學式為FeMg2H2,D正確。
6.B　該晶體是由Sn和Nb形成的金屬晶體,A錯誤;Sn原子位于晶胞的頂點、體心,體心周圍距離最近且相等的Sn原子個數是8,B正確;晶胞沿x軸、y軸、z軸的投影圖不完全相同,C錯誤;高溫時,金屬的導電能力減弱,D錯誤。
7.D　金晶體每個晶胞中含有6×=4個金原子,A正確;金晶胞為面心立方晶胞,晶體中金原子的配位數為12,B正確;在立方體的各個面的對角線上3個金原子相切,金原子的直徑為d,面對角線長度為2d,棱長為d,則晶胞的體積為(d3,C正確;每個晶胞中含有4個金原子,晶胞質量為,晶胞的體積為2d3,則晶體密度為,D錯誤。
8.A　圖1中省略了2個圖2的結構,Ni位于晶胞的頂點和面心,有8×=4個,每個Ni原子周圍有6個H,則晶胞中有24個H,晶胞體內有8個Mg,晶體的化學式為Mg2NiH6,A正確;晶胞中Mg周圍距離最近且相等的Ni有4個,晶胞中與1個Mg配位的Ni有4個,B錯誤;晶胞中最近的2個Ni距離為面對角線長的一半,即apm,C錯誤;Mg、Ni均為金屬元素,合金中Mg、Ni通過金屬鍵結合,D錯誤。
9.D　
合金組成表示為K3Sb,B錯誤;一個晶胞中含有4個“K3Sb”,晶胞質量為g,晶胞的密度為×1021g·cm-3,D正確。
10.C　鋰鋅晶體屬于金屬晶體,由陽離子和電子構成,A正確;Li+位于頂點、面心和晶胞內部,有8×+4=8個,Zn2+位于棱心和晶胞內部,有12×+5=8個,晶胞中兩種陽離子數目之比為1∶1,B正確;該晶胞空間利用率φ=×100%,C錯誤;該晶體密度為g·cm-3=g·cm-3,D正確。
11.答案　(1)6　(2)不可以　(3)b
解析　(1)分析題圖可知,α-Fe晶體中每個頂點的鐵原子周圍與它最接近且距離相等的鐵原子有6個。
(2)金屬延展時金屬鍵不變,金屬結構不變,α-Fe延展時不可以轉變為γ-Fe。
(3)δ-Fe晶體中Fe的數目為1+8×=2,晶胞質量為g,密度為g/cm3。
(4)若δ-Fe晶胞邊長為bpm,體對角線長=4r,因此Fe原子半徑r=bpm。
15(共28張PPT)
1.金屬鍵
(1)金屬鍵:金屬陽離子與自由電子之間強烈的相互作用。
(2)成鍵粒子:金屬陽離子和自由電子。
(3)存在:金屬單質或合金中。
(4)金屬鍵的本質
　　金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子所共用,從而
把所有的金屬原子維系在一起。
(5)金屬鍵的特征
　　金屬鍵沒有方向性和飽和性。
必備知識 清單破
知識點 1　金屬鍵和金屬晶體
第一節　金屬晶體與離子晶體
2.金屬晶體
(1)概念
　　金屬原子之間通過金屬鍵相互結合形成的晶體。
(2)用電子氣理論解釋金屬的性質(詳見定點1)
(3)金屬晶體結構特點
　　金屬晶體的結構就好像很多硬球一層一層很緊密地堆積,每一個金屬原子的周圍有較多
相同的原子圍繞著。
(4)物理性質
　　大多數金屬為銀白色固體,有金屬光澤,有導電性、導熱性、延展性。
知識拓展　常見金屬晶體的三種堆積模型
堆積模型 面心立方最密堆積 體心立方密堆積 六方最密堆積
結構示意圖
配位數 12 8 12
實例 Ca、Al、Cu、 Ag、Au、Pt Li、Na、K、 Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti
1.概念及結構特點
(1)概念:陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。
(2)構成粒子:陽離子和陰離子。
(3)粒子間作用力:離子鍵。
2.常見的AB型離子晶體(詳見定點2)
3.物理性質
(1)硬度較大,難以壓縮。
(2)熔點和沸點較高。
(3)固體不導電,但在熔融狀態下或水溶液中能導電。
知識點 2　離子晶體
1.過渡晶體
(1)四類典型的晶體是指分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體。
(2)過渡晶體:介于典型晶體之間的晶體。
①幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數:
知識點 3　過渡晶體與混合型晶體
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵的 百分數/% 62 50 41 33
　　由表可知,表中4種氧化物晶體中的化學鍵既不是純粹的離子鍵,也不是純粹的共價鍵,這
些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價晶體,只是離子晶體與共價晶體之間的過渡
晶體。
②歸納
a.純粹的典型晶體是不多的,大多數晶體是四種典型晶體類型之間的過渡晶體。
b.晶體性質偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理。
2.混合型晶體(以石墨為例)
(1)結構特點——層狀結構
①同層內,碳原子采用sp2雜化,以共價鍵相結合形成平面六元并環結構。每個碳原子的配位
數為3,有一個未參與雜化的2p電子,它的原子軌道垂直于碳原子平面,由于所有的p軌道相互
平行且相互重疊,使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。
②層與層之間靠范德華力維系。
(2)晶體類型
　　石墨晶體中,既有共價鍵,又有類似金屬晶體的導電性,還有范德華力,屬于混合型晶體。
(3)物理性質:①導電性,②導熱性,③潤滑性。
1.含有陽離子的晶體中一定含有陰離子,這種說法正確嗎
如金屬晶體中只有陽離子和自由電子,沒有陰離子,但有陰離子時,一定有陽離子。
2.離子晶體的熔點一定低于共價晶體,這種說法正確嗎
離子晶體的熔點不一定低于共價晶體,如MgO是離子晶體,SiO2是共價晶體,MgO
的熔點高于SiO2的熔點。
3.金屬晶體中的自由電子專屬于某個金屬離子,這種說法正確嗎
自由電子幾乎均勻地分布在整個晶體中,被許多金屬離子共有,不專屬于某個金屬
離子。
知識辨析 判斷正誤，正確的畫“ √” ，錯誤的畫“ ” 。
提示
提示
提示
(　 )

(　 )

(　 )

4.NaCl的熔點為801 ℃,CsCl的熔點為645 ℃,說明離子半徑對離子鍵的強弱有影響,這種說法
正確嗎
Na+、Cs+所帶電荷數一樣,但Na+的半徑小于Cs+的半徑,NaCl中離子鍵強于CsCl中離
子鍵,所以NaCl的熔點高于CsCl的熔點。
5.石墨為混合型晶體,因層間存在分子間作用力,故熔點低于金剛石,這種說法正確嗎
石墨的熔點高于金剛石。
6.Na2O通常當作離子晶體來處理,因為Na2O是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質上與純
粹的離子晶體接近,這種說法正確嗎
Na2O中離子鍵成分占62%,既不是純粹的離子鍵,也不是純粹的共價鍵,Na2O是偏向
離子晶體的過渡晶體,Na2O通常當作離子晶體來處理,在許多性質上與純粹的離子晶體接近。
提示
提示
提示
(　 )
√
(　 )

(　 )
√
1.金屬鍵與電子氣理論
(1)對金屬鍵的理解:金屬原子的電離能小,容易失去電子而形成陽離子和自由電子,陽離子整
體共同吸引自由電子而結合在一起。金屬鍵可看成是由許多金屬原子共用許多電子的一種
特殊形式的共價鍵,但這種鍵既沒有方向性也沒有飽和性,其特征是自由電子可以在金屬中
自由移動,使金屬呈現出特有的屬性。在金屬單質的晶體中,原子之間以金屬鍵相互結合。
(2)電子氣理論:描述金屬鍵本質的最簡單理論是“電子氣理論”。該理論把金屬鍵形象地
描述成金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子所共用,從
而把所有的金屬原子維系在一起。由此可見,金屬晶體跟共價晶體一樣,是一種“巨分子”。
關鍵能力 定點破
定點 1　金屬鍵
2.電子氣理論對金屬部分通性的解釋
　　金屬共同的物理性質:易導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等。
(1)對金屬導電性的解釋
　　在金屬晶體中,自由電子的運動是沒有一定方向的,但在外加電場的作用下自由電子發
生定向移動,從而形成電流,所以金屬容易導電。
(2)對金屬導熱性的解釋
　　金屬的導熱性就是通過自由電子的運動把能量從溫度高的區域傳到溫度低的區域,從而
使整塊金屬達到同樣的溫度。
(3)對金屬延展性的解釋
　　當金屬受到外力作用時,晶體中的各原子層就會發生相對滑動,但不會改變原來的排列
方式,彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用,因而即使金
屬在外力作用下發生形變,金屬鍵也不會斷裂。因此,金屬有良好的延展性。當向金屬晶體
中摻入不同的金屬或非金屬原子時,就像在滾珠之間摻入了細小而堅硬的砂土或碎石一樣,
會使這種金屬的延展性甚至硬度發生改變,這也是對金屬材料形成合金以后性能發生改變的
一種比較粗淺的解釋。
說明 金屬除有共同的物理性質外,還具有各自的特性。不同的金屬在某些性質方面(如密
度、硬度、熔點等)又表現出很大差別。這與金屬鍵強弱、晶體中原子的排列方式等因素
有關。
要點詮釋　金屬晶體熔點的判斷
　　金屬晶體熔點變化差別較大。如汞在常溫下是液體,熔點較低,而鐵等金屬熔點較高。
金屬晶體的熔點高低和金屬鍵的強弱有關。金屬陽離子半徑越小,所帶電荷越多,則金屬鍵
越強,金屬的熔、沸點就越高。
典例　關于金屬性質的相關敘述不正確的是 (　 )
A.金屬一般具有金屬光澤,是物理性質,與金屬鍵沒有關系
B.金屬具有良好的導電性,是因為在外加電場的作用下自由電子定向移動形成了電流
C.金屬具有良好的導熱性能,是因為自由電子在受熱后,加快了運動速率,自由電子通過與金
屬原子發生碰撞,傳遞了能量
D.金屬晶體具有良好的延展性,是因為金屬晶體中的原子層可以滑動而不破壞金屬鍵
思路點撥 明確金屬鍵的本質是解答本題的關鍵。
解析 金屬中的自由電子吸收了所有頻率的光并迅速釋放,使金屬不透明并具有金屬光澤,
與金屬鍵有關;金屬導電是因為在外加電場作用下,自由電子定向移動形成了電流;金屬導熱
是因為自由電子受熱后,與金屬原子頻繁碰撞,傳遞能量;金屬具有良好的延展性是由于金屬
晶體中原子層能夠滑動,但此時金屬鍵未被破壞。
答案　A
1.NaCl晶胞

(1)每個Na+(Cl-)周圍距離相等且最近的Cl-(Na+)是6個(配位數是6),構成正八面體;每個Na+(Cl-)
周圍距離相等且最近的Na+(Cl-)是12個。
(2)每個晶胞中實際擁有的Na+個數是4,Cl-個數是4。
(3)若晶胞參數為a pm,則氯化鈉晶體的密度為 g·cm-3(設NA表示阿伏加德羅常數
的值)。
定點 2　常見離子晶體的結構
2.CsCl晶胞

(1)每個Cs+(Cl-)周圍距離最近的Cl-(Cs+)有8個(配位數是8),構成正六面體;每個Cs+(Cl-)周圍距
離最近的Cs+(Cl-)有6個,構成正八面體。
(2)每個晶胞中實際擁有的Cs+有1個,Cl-有1個。
(3)若晶胞參數為a pm,則氯化銫晶體的密度為 g·cm-3(設NA為阿伏加德羅常數的
值)。
典例　CaF2的晶胞為立方晶胞,結構如圖所示:
(1)CaF2晶體中,Ca2+的配位數為　　　 。
(2)原子坐標參數可表示晶胞內部各原子的相對位置,已知A、B兩點的原子坐標參數如圖所
示,則C點的原子坐標參數為(　 ,　 , )。
(3)晶胞中兩個F-的最近距離為273.1 pm,用NA表示阿伏加德羅常數的值,則晶胞的密度為　
　 g·cm-3(列出計算式即可)。
解析 (1)以面心Ca2+為研究對象,在一個晶胞中連接4個F-,通過該Ca2+可形成2個晶胞,所以與
該Ca2+距離相等且最近的F-共有8個,因此Ca2+的配位數是8。
(2)內部的8個F-形成小立方體結構,該小立方體的棱長等于晶胞棱長的 ,故圖中C到左側面
距離等于晶胞棱長的 ,到前平面距離為晶胞棱長的 ,到下底面距離等于晶胞棱長的 ,故C
點的原子坐標參數為( , , )。
(3)根據晶胞結構可知,在一個晶胞中含有Ca2+的個數為 ×8+ ×6=4,含有F-的個數為8,即一個
晶胞中含有4個“CaF2”,根據C點的坐標可知,晶胞中F-之間的距離為晶胞邊長的一半,所以
晶胞參數a=2×273.1 pm=546.2 pm,則該晶胞的密度ρ= = g·cm-3。
答案 (1)8 (2)
(3)
1.依據構成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷
①離子晶體的構成粒子是陰、陽離子,粒子間的作用力是離子鍵。
②共價晶體的構成粒子是原子,粒子間的作用力是共價鍵。
③分子晶體的構成粒子是分子,粒子間的作用力為分子間作用力。
④金屬晶體的構成粒子是金屬陽離子和自由電子,粒子間的作用力是金屬鍵。
2.依據物質的分類判斷
①活潑金屬氧化物(K2O等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數的鹽是離子晶體。
②大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、
稀有氣體、幾乎所有的酸、絕大多數有機物是分子晶體。
③常見的共價晶體單質有金剛石、晶體硅、晶體硼等,化合物有碳化硅、二氧化硅等。
定點 3　晶體類型的判斷
④常溫下金屬單質(除汞外)是金屬晶體。
3.依據晶體的熔點判斷
①離子晶體的熔點較高,通常為數百攝氏度至一千攝氏度。
②共價晶體的熔點高,通常為一千攝氏度至幾千攝氏度。
③分子晶體的熔點低,通常為數百攝氏度以下。
④金屬晶體多數熔點高,但也有較低的。
4.依據導電性判斷
①離子晶體溶于水或熔融狀態下能導電。
②共價晶體一般為非導體。
③分子晶體為非導體,但分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水,使分
子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子,也能導電。
④金屬晶體是電的良導體。
5.依據硬度和機械性能判斷
　　離子晶體硬度較大且脆;共價晶體硬度大;分子晶體硬度小且較脆;金屬晶體多數硬度大,
但也有較小的,且具有延展性。
典例?、?現有5種固態物質:四氯化硅、硼、石墨、銻、氖。將符合信息的物質名稱和固體
所屬晶體類型填在表格中。
編號 信息 物質名稱 晶體類型
(1) 熔點:120.5 ℃,沸點:2
71.5 ℃,易水解
(2) 熔點:630.74 ℃,沸點:
1 750 ℃,導電
(3) 由分子間作用力結合
而成,熔點很低,化學
性質穩定
(4) 由共價鍵結合成空間
網狀結構的晶體,熔
點:2 300 ℃,沸點:2 55
0 ℃,硬度大
(5) 原子間以共價鍵結合
和層間靠范德華力維
系構成層狀結構的晶
體,熔點高、能導電,
具有滑膩感
Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一種晶體,具有類似金剛石的結構,其中碳原子和硅原子的位置是交替
的。下列各種晶體:①晶體硅?、谙跛徕洝、劢饎偸、芴蓟琛、莞杀、薇?它們的熔
點由高到低的順序是　　　　　 (填序號)。
(2)繼C60后,科學家又合成了Si60、N60。熔點:Si60>N60>C60,而破壞分子所需要的能量:N60>C60>
Si60,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　 。
解析 Ⅰ.四氯化硅為分子晶體,易水解;硼為共價晶體,熔點高,硬度大;銻為金屬晶體,熔點較
高,易導電;氖化學性質很穩定;石墨是層狀結構的混合型晶體,具有滑膩感。
Ⅱ.(1)這些晶體中屬于共價晶體的有①③④,屬于離子晶體的是②,屬于分子晶體的有⑤⑥。
一般來說,熔點高低順序為共價晶體>離子晶體>分子晶體;對于共價晶體,鍵長:Si—Si>Si
—C>C—C,相應鍵能:Si—Si碳化硅>晶體硅;冰中水分
子存在分子間氫鍵,熔點高于干冰。
(2)分子晶體的熔點與分子間作用力有關,而破壞分子則是分子內的共價鍵斷裂。
答案?、?(1)四氯化硅　分子晶體 (2)銻　金屬晶體 (3)氖　分子晶體 (4)硼　共價晶體
(5)石墨　混合型晶體
Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤
(2)結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,分子間作用力(或范德華力)越強,熔化所需的能
量越多,故熔點:Si60>N60>C60;而破壞分子需斷開化學鍵,元素非金屬性越強其形成的化學鍵越
穩定,斷鍵時所需能量越多,故破壞分子需要的能量大小順序為N60>C60>Si60

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