
1.知道金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),能辨識(shí)常見(jiàn)的金屬晶體,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。
2.能借助金屬晶體模型說(shuō)明金屬晶體中的粒子及粒子間的相互作用。
3.借助NaCl、CsCl的晶胞模型認(rèn)識(shí)離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),能辨識(shí)常見(jiàn)的離子晶體。
4.能說(shuō)明離子鍵的形成,并能從微觀角度理解離子鍵對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響,從宏觀角度解釋離子晶體性質(zhì)的差異,促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。
重點(diǎn):金屬晶體與離子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。
難點(diǎn):金屬晶體與離子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。
1.金屬鍵
(1)概念:金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的相互作用稱為金屬鍵。
(2)本質(zhì):金屬原子脫落下來(lái)的 形成遍布整塊晶體的“ ”,被所有原子共用,從而把所有的 維系在一起,形成一種“巨分子”。
(3)描述金屬鍵本質(zhì)的最簡(jiǎn)單理論是“ ”。
2.金屬晶體
(1)通過(guò)金屬陽(yáng)離子與 之間的較強(qiáng)作用形成的晶體,叫做金屬晶體,包括純金屬和合金。
(2)用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)
3.離子晶體
(1)定義:由 和 相互作用而形成的晶體。
(2)微粒間的作用力: 。
(3)離子晶體的性質(zhì)
1.判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。
(1)常溫下,金屬晶體都以晶體形式存在。( )
(2)金屬鍵在一定外力作用下,不因形變而消失。( )
(3)金屬原子脫落下來(lái)的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”,被所有原子所共用。( )
(4)金屬晶體單指純金屬。( )
(5)金屬晶體都有很高的熔點(diǎn)和很大的硬度。( )
(6)能導(dǎo)電的物質(zhì)一定是金屬。( )
(7)離子晶體中一定含金屬陽(yáng)離子。( )
(8)只要含有金屬陽(yáng)離子的晶體就一定是離子晶體。( )
(9)離子晶體中只存在離子鍵,不可能存在其他化學(xué)鍵。( )
(10)某晶體溶于水后,可電離出自由移動(dòng)的離子,該晶體一定是離子晶體。( )
(11)可通過(guò)某一晶體的離子鍵成分來(lái)判斷該晶體屬于離子晶體還是共價(jià)晶體。(
2.下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.金屬晶體中含有陽(yáng)離子和陰離子
B.金屬鍵越強(qiáng),則該金屬的金屬性越強(qiáng)
C.金屬鎢的熔點(diǎn)高于金屬鈉的熔點(diǎn),是因?yàn)殒u的金屬鍵比鈉的金屬鍵強(qiáng)
D.金屬導(dǎo)電的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是金屬鍵被破壞的過(guò)程,不能用“電子氣理論”來(lái)解釋
3.下圖是金屬晶體內(nèi)部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來(lái)解釋金屬的性質(zhì),其中正確的是( )
A.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)
B.金屬能導(dǎo)熱是因?yàn)樽杂呻娮釉跓岬淖饔孟孪嗷ヅ鲎?,從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)
C.金屬具有延展性是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟?,金屬各原子層間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),但自由電子可以起到潤(rùn)滑的作用,使金屬不會(huì)斷裂
D.合金與純金屬相比,由于增加了不同的金屬或非金屬,使電子數(shù)目增多,所以合金的延展性比純金屬?gòu)?qiáng),硬度比純金屬小
4.某新型“防盜玻璃”為多層結(jié)構(gòu),每層中間嵌有極細(xì)的金屬線。當(dāng)玻璃被擊碎時(shí),與金屬線相連的警報(bào)系統(tǒng)就會(huì)立即報(bào)警?!胺辣I玻璃”能報(bào)警是利用了金屬的( )
A.延展性 B.導(dǎo)電性
C.彈性 D.導(dǎo)熱性
考點(diǎn)1金屬鍵與金屬晶體
1.對(duì)金屬晶體的組成、性質(zhì)的正確理解
(1)金屬單質(zhì)和合金都屬于金屬晶體。
(2)金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子,但沒(méi)有陰離子。
(3)金屬導(dǎo)電的微粒是自由電子,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的微粒是自由移動(dòng)的陽(yáng)離子和陰離子;前者導(dǎo)電過(guò)程中不生成新物質(zhì),為物理變化,后者導(dǎo)電過(guò)程中有新物質(zhì)生成,為化學(xué)變化。因而,兩者導(dǎo)電的本質(zhì)不同。
2.金屬晶體熔、沸點(diǎn)的比較
金屬晶體熔點(diǎn)變化差別較大。如汞在常溫下是液體,熔點(diǎn)很低(-38.9 ℃),而鐵(1535 ℃)等金屬熔點(diǎn)很高。這是由于金屬陽(yáng)離子與自由電子的靜電作用(金屬鍵)不同而造成的差別。
金屬晶體的熔、沸點(diǎn)高低和金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。金屬原子價(jià)電子數(shù)越多,離子半徑越小,金屬離子與自由電子的作用力就越強(qiáng),晶體的熔、沸點(diǎn)就越高,反之越低。
例如:元素周期表中堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從上到下逐漸降低——價(jià)電子數(shù)相同,離子半徑逐漸增大。
下列關(guān)于金屬鍵的敘述中,不正確的是( )
A.金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子這兩種帶異性電荷的微粒間的強(qiáng)烈相互作用,其實(shí)質(zhì)與離子鍵類(lèi)似,也是一種靜電作用
B.金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強(qiáng)烈的相互作用,所以與共價(jià)鍵類(lèi)似,也有方向性和飽和性
C.金屬鍵是帶異性電荷的金屬陽(yáng)離子和自由電子間的相互作用,故金屬鍵無(wú)飽和性和方向性
D.構(gòu)成金屬鍵的自由電子在整個(gè)金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運(yùn)動(dòng)
下列關(guān)于金屬性質(zhì)和原因的描述不正確的是( )
A.金屬一般具有銀白色光澤,是物理性質(zhì),與金屬鍵沒(méi)有關(guān)系
B.金屬具有良好的導(dǎo)電性,是因?yàn)榻饘倬w中共享了金屬原子的價(jià)電子,形成了“電子氣”,在外電場(chǎng)的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流
C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性能,是因?yàn)樽杂呻娮油ㄟ^(guò)與金屬原子發(fā)生碰撞,傳遞了能量
D.Na、Mg、Al的沸點(diǎn)依次升高,是因?yàn)榘霃揭来螠p小,價(jià)電子數(shù)依次增多
考點(diǎn)2離子晶體
1.離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
(1)離子晶體微粒之間的作用力是離子鍵,由于離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性,故離子晶體一般采取密堆積方式。
(2)離子晶體中存在的微粒是陽(yáng)離子和陰離子,離子晶體的化學(xué)式只表示晶體中陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比,而不是表示其分子組成。
(3)離子晶體中,離子半徑越小,離子所帶電荷越多,離子鍵越強(qiáng)。
2.離子晶體的性質(zhì)
3.常見(jiàn)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)
(1)NaCl型
如圖所示,每個(gè)Na+周?chē)嚯x最近的Cl-是6個(gè)(上、下、左、右、前、后各1個(gè),即配位數(shù)是6),構(gòu)成正八面體;每個(gè)Cl-周?chē)嚯x最近的Na+也是6個(gè)(即配位數(shù)是6),構(gòu)成正八面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為NaCl。
每個(gè)Na+周?chē)嚯x最近的Na+是12個(gè)(上層4個(gè),同層4個(gè),下層4個(gè)),每個(gè)Cl-周?chē)嚯x最近的Cl-也是12個(gè)。
每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的Na+數(shù)是4,Cl-數(shù)是4。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為NaCl。
(2)CsCl型
如圖所示,每個(gè)Cs+周?chē)嚯x最近的Cl-是8個(gè)(即配位數(shù)是8),構(gòu)成正六面體;每個(gè)Cl-周?chē)嚯x最近的Cs+也是8個(gè)(即配位數(shù)是8),構(gòu)成正六面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為CsCl。
每個(gè)Cs+周?chē)嚯x最近的Cs+是6個(gè)(上、下、左、右、前、后各1個(gè)),構(gòu)成正八面體;每個(gè)Cl-周?chē)嚯x最近的Cl-也是6個(gè),構(gòu)成正八面體。
每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的Cs+數(shù)是1,Cl-數(shù)是1。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為CsCl。
(3)CaF2型
如圖所示,每個(gè)Ca2+周?chē)嚯x最近的F-是8個(gè)(即配位數(shù)是8),構(gòu)成正六面體;每個(gè)F-周?chē)嚯x最近的Ca2+是4個(gè)(即配位數(shù)是4),構(gòu)成正四面體。由此可推知該晶體的化學(xué)式為CaF2。
每個(gè)Ca2+周?chē)嚯x最近的Ca2+是12個(gè)(上層4個(gè),同層4個(gè),下層4個(gè));每個(gè)F-周?chē)嚯x最近的F-是6個(gè)(上、下、左、右、前、后各1個(gè))。
每個(gè)晶胞中實(shí)際擁有的Ca2+數(shù)是4,F(xiàn)-數(shù)是8。由此也可推知該晶體的化學(xué)式為CaF2。
下列描述符合離子晶體性質(zhì)的是( )
A.熔點(diǎn)1070 ℃,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電
B.熔點(diǎn)10.31 ℃,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電
C.能溶于CS2,熔點(diǎn)112.8 ℃,沸點(diǎn)444.6 ℃
D.熔點(diǎn)97.81 ℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度0.97 g·cm-3
如圖為NaCl和CsCl的晶體結(jié)構(gòu),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體
B.NaCl和CsCl晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同
C.NaCl和CsCl晶體中陽(yáng)離子的配位數(shù)分別為6和8
D.NaCl和CsCl都屬于AB型的離子晶體,所以陽(yáng)離子與陰離子的半徑比相同
一、選擇題(每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是( )
A.金屬元素的原子只有還原性,離子只有氧化性
B.一般情況下,金屬元素在化合物中顯正價(jià)
C.金屬元素在不同的化合物中的化合價(jià)均不同
D.金屬元素的單質(zhì)在常溫常壓下均為金屬晶體
2.有關(guān)離子晶體的下列說(shuō)法不正確的是( )
A.離子晶體在熔融狀態(tài)時(shí)都能導(dǎo)電
B.離子晶體具有較高的熔、沸點(diǎn),較大的硬度
C.離子晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1
D.氯化鈉溶于水時(shí)離子鍵被破壞
3.銀是導(dǎo)電性最好的金屬材料,銀能導(dǎo)電的原因是( )
A.金屬銀晶體中銀離子與自由電子間的相互作用力較大
B.銀晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)的作用下可發(fā)生定向移動(dòng)
C.銀晶體中的銀離子在外加電場(chǎng)的作用下可發(fā)生定向移動(dòng)
D.銀晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子
4.下列關(guān)于金屬鍵或金屬的性質(zhì)說(shuō)法正確的是( )
①金屬的導(dǎo)電性是由金屬陽(yáng)離子和自由電子的定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的 ②金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用 ③第三周期金屬元素Na、Mg、Al的沸點(diǎn)依次升高 ④金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性,金屬中的電子在整個(gè)三維空間運(yùn)動(dòng),屬于整個(gè)金屬
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
5.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列關(guān)于CaF2的表述正確的是( )
A.CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
B.F-的半徑小于Cl-,則CaF2的熔點(diǎn)低于CaCl2
C.陰、陽(yáng)離子數(shù)目之比為2∶1的物質(zhì),均與CaF2晶體結(jié)構(gòu)相同
D.Ca2+與F-間只存在靜電吸引
6.下列敘述正確的是( )
A.金屬受外力作用時(shí)常常發(fā)生變形而不易折斷,這是由于金屬原子之間有較強(qiáng)的作用
B.通常情況下,金屬里的自由電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流
C.金屬導(dǎo)熱是借助自由電子的運(yùn)動(dòng),把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分
D.金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而減弱
7.利用反應(yīng)CCl4+4Naeq \(=====,\s\up10(973 K),\s\d8(催化劑))C(金剛石)+4NaCl可實(shí)現(xiàn)人工合成金剛石。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.C(金剛石)具有很高的熔、沸點(diǎn)
B.該反應(yīng)利用了Na的強(qiáng)還原性
C.CCl4和C(金剛石)中C的雜化方式不同
D.Na屬于金屬晶體
8.氯化鈉晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。已知氯化鈉的密度為ρ g·cm-3,摩爾質(zhì)量為M g·ml-1,阿伏加德羅常數(shù)為NA ml-1,則在氯化鈉晶胞中Na+和Cl-的最小間距大約是( )
A.eq \r(3,\f(2M,ρNA)) cm B.eq \r(3,\f(M,2ρNA)) cm
C.eq \r(3,\f(2NA,ρM)) cm D.eq \r(3,\f(M,8ρNA)) cm
9.下列關(guān)于金屬晶體的敘述中,正確的是( )
A.用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋
B.固態(tài)或熔融態(tài)能導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1000 ℃左右的晶體可能為金屬晶體
C.Li、Na、Mg的熔點(diǎn)逐漸升高
D.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越好
10.下列有關(guān)Na、Mg、Al三種金屬元素的說(shuō)法中正確的是( )
A.金屬鍵由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a>Mg>Al
B.金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a>Mg>Al
C.第一電離能由小到大的順序?yàn)镹a
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