1、第三节 金属晶体 学习目标 知识梳理 1.在金属单质的晶体中，原子之间以_相互结合.描述金属键本质的最简单理论是_ 理论. 构成金属晶体的粒子是_和_. 2.金属键的强度差别_.例如,金属钠的熔点较低,硬度较小,而_是熔点最高,硬度最大的金属, 这是由于_的缘故. 铝硅合金在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸 造。在铝硅铝硅合金三种晶体中，它们的熔点从低到高的顺序是_。 3.金属材料有良好的延展性是由于_.金属材料有良好的导电性是由于 _.金属的热导率随温度升高而降低是由于 _. 4. 金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层,其配位数分别为_和_. 5.金属晶体可看成金属原子在_里
2、堆积而成.金属原子堆积有 4 种基本模式,分别是 _,_,_,_. 金属晶体的最密堆积是_,配位数是_. 方法导引 1.金属晶体性质及理论解释 导电性 导热性 延展性 金属离子和自由电子 自由电子在外加电场的 作用下发生定向移动 自由电子与金属离子碰 撞传递热量 晶体中各原子层相对滑 动仍保持相互作用 2.金属晶体的熔点变化规律 金属晶体熔点差别较大，汞在常温下是液体，熔点很低(38.9)，而钨的熔点高达 3410这是由 于金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同而造成的差别 一般情况下(同类型的金属晶体)，金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少 而定金属离
3、子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高例如，熔点： 知道金属键的涵义 能用金属键理论解释金属的物理性质 能列举金属晶体的基本堆积模型 了解金属晶体性质的一般特点 理解金属晶体的类型与性质的关系 NaKRbCs 例 1金属的下列性质中和金属晶体无关的是（ ） A良好的导电性 B反应中易失电子 C良好的延展性 D良好的导热性 解析：备选答案 A、C、D 都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的，备选答案 B，金 属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关 答案：B 例 2关于晶体的下列说法正确的是（ ） A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B、在
4、晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 解析：只有认识四类晶体物理性质差异的本质原因才能对此题进行正确判断。在四类晶体中，金属晶体的 结构及物理性质最特殊，应予重视。金属晶体中，构成晶体的微粒既有金属原子，又有金属阳离子，且二 者不断转换，晶体中自由电子与金属离子间的电性作用形成了金属键。因此晶体中有阳离子，不一定有阴 离子，如金属晶体。金属键强弱相差很大（主要由阳离子半径大小决定） ，因此金属晶体的熔、沸点、硬 度等物理性质相差极大，它与其他类晶体相比很特殊，有的晶体熔沸点很低，甚至小于分子晶体如金属汞、 碱金属等；有的金
5、属熔沸点很高，甚至高于原子晶体如金属钨。 答案：A 例 3.下列有关金属元素特征的叙述正确的是（ ） A、金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B、金属元素在一般化合物中只显正价 C、金属元素在不同的化合物中的化合价均不同 D、金属元素的单质在常温下均为金属晶体 解析：A、对于变价金属中，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如 Fe2+。B、金属元素的原 子只具有还原性，故在化合物中只显正价。C、金属元素有的有变价，有的无变价，如 Na+。D、金属汞常 温下为液体。 答案：B。 例 4.物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键金属键越强， 其金属的硬
6、度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键 越强由此判断下列说法错误的是( ) A镁的硬度大于铝 B镁的熔沸点低于钙 C镁的硬度大于钾 D钙的熔沸点高于钾 解析：价电子数 AlMg，原子半径 AlMg，所以 Al 的金属键更强，所以 A 的说法错误Mg 和 Ca 的价电 子数相同，而原子半径 MgCa，所以金属键的强弱 MgCa，所以 B 的说法错误价电子数 MgK，原子 半径 MgCaK，所以 C 的说法正确价电子数 CaK，原子半径 CaK，所以 D 的说法也正确 答案：AB 基础训练 1下列有关金属元素的特征叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有
7、还原性，离子只有氧化性 D金属元素的化合价一定显正价 C金属元素在不同化合物中的化合价均不相同 D金属元素的单质在常温下均为金属晶体 2下列有关金属元素特征的叙述中正确的是 ( ) A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B金属元素在化合物中一定显正价 C金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D金属单质在常温下都是金属晶体 3金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是 ( ) A易导电 B易导热 C有延展性 D易锈蚀 4下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( ) A白磷 B氦 C金刚石 D金属镁 5金属具有延展性的原因是( ) A金属原子半径都较大，价电子较少 B金属受外力作用变形
8、时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用 C金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快 D自由电子受外力作用时能迅速传递能量 6下列说法不正确的是( ) A金属单质的熔点一定比非金属单质高 B离子晶体中不一定含有金属元素 C在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子 D含有金属元素的离子不一定是阳离子 7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金属原子间产生相互作用 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 8 关于金属元素的特征，下列叙述正确的是( ) 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 金属元素在化合物中一般显正价 金属性越强的元 素相
9、应的离子氧化性越弱 金属元素只有金属性，没有非金属性 价电子越多的金属原子的金属性越 强 A B C D全部 9金属的下列性质中，与自由电子无关的是 ( ) A密度大小 B容易导电 C延展性好 D易导热 10下列有关金属的叙述正确的是( ) A金属元素的原子具有还原性，其离子只有氧化性 B金属元素的化合价般表现为正价 C熔化状态能导电的物质定是金属的化合物 D金属元素的单质在常温下均为金属晶体 11.下列叙述正确的是 ( ) A原子晶体中可能存在离子键 B分子晶体中不可能存在氢键 C在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子 D金属晶体导电是金属离子所致 12.金属能导电的原因是（ ） A.金属晶体
10、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 13下列叙述正确的是 （ ） A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键 14.在核电荷数 118 的元素中，其单质属于金属晶体的有 ，属于分子晶体的有 ，属于原子晶体的有 15. 简要填空： (1)金属导电是_的结果 (2)金属导热是_的结果 (3)金属抽成丝或压成薄板是金属受到外力作用，
11、紧密堆积的原子(离子)层发生了_，而 金属离子和自由电子之间的_没有改变 16. 碱金属单质的熔点顺序为 LiNaKRbCs，试用金属晶体结构的知识加以解释 17.在金属晶体中存在的粒子是_和_通过_形成的单质晶体叫 做金属晶体 18.(1)请描述金属晶体中自由电子的存在状态 答：_ (2)请说明金属晶体中自由电子所起的作用 答：_ 19. 金属导电靠_，电解质溶液导电靠_;金属导电能力随温度升高而_, 溶液导电能力随温度升高而_. 20.有一种金属结构单元是一个“面心立方体” （注：八个顶点和六个面分别有一个金属原子） 。该单元平 均是由_个金属原子组成的。 拓展提高 21.晶胞是晶体中最小
12、的重复单元已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征 如下图乙所示若铁原子的半径为 ，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图 丙中 AB 的长m1027. 度为_m 22. 某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积，即在晶体结构中可以划出一块正立方 体的结构单元，金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上，试计算这类金属晶体中原子的空间利用 率。 23.石墨片层结构如右图所示，问： （1）平均多少个碳原子构成一个正六边形？ （2）n g 碳原子可构成多少个正六边形？ 第三节 金属晶体 基础训练参考答案 1B 2B 3D 4BC 5B 6AC 7C 8B 9A
13、 10B 11. C 12. B 13. B 14.答案： Li、Be、Na、Mg、Al ; H 2、He、N 2、O 2、F 2、Ne、P 4、S、Cl 2、Ar ; C、Si、B 15.答案 (1)自由电子在电场作用下定向移动 (2)自由电子碰撞金属离子而将能量传给金属离子 (3)相对滑动 较强烈的相互作用(金属键) 16.金属晶体的熔点高低取决于晶体中金属离子与自由电子之间的作用力大小，由库仑定律 可知，作用力的大小又取决于金属离子的半径和自由电子的数量，显然，半径越小，作用力21rqkF 越强，熔点越高而离子的半径顺序为 ，因此锂的熔点最高CsRbKNaLi 17.金属离子；自由电子；
14、金属键 18.(1)自由电子均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有 (2)使金属阳离子结合在一起形成晶体; 使金属晶体具有导电性、导热性和延展性 19. 自由电子；自由离子；减弱；增强 20. 4 21 1059.3 提示： 22ACB107.41）（ A059.3 22. 依题意画出侧面图，设正立方体边长为 a，则体积为 a3。 原子半径 ，每个正立方体包括金属原子42ar 818+61/24(个)，球体体积共 4 空间利用率为： .,74.02(3433a %741074.3a 23.解析： （1）方法 1：利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需碳原子数：61/3=2； 方法 2：利用点、线、面的关系，每个碳原子提供的边数：31/2=1.5 (61/2)/1.5=2 （2）(n/12)N A/2.
