1、第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体第1课时【学法指导】1.借助金属晶体等模型认识晶体的结构特点。2.知道金属键的特点与金属某些性质的关系。3.认识金属晶体的物理性质与晶体结构的关系。【基础梳理】一、金属键1.概念：金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。2.成键微粒： 与自由电子。3.存在：金属单质与 中。4.金属键没有 ，也没有饱和性。微点拨：常温下，绝大多数金属单质和合金都是金属晶体，但汞除外，因汞在常温下呈液态。金属晶体的熔沸点差别较大。金属阳离子半径越 ，所带电荷数越 ，金属键越强，熔沸点越高，硬度越大。二、金属晶体
2、1.定义：金属原子之间通过 相互结合形成的晶体，叫做金属晶体。2.组成粒子：金属阳离子和自由电子。3.微粒间的作用力：金属键微点拨：在金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，所以，晶体中有阳离子不一定有阴离子，若有阴离子，则一定有阳离子。在金属晶体中，不存在单个分子或原子，金属单质或合金(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。金属晶体是一个“巨分子”。三、电子气理论解释金属的物理性质(1)金属延展性的解释当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生回相对 ，但 不变，金属离子与自由电子形成的电子气没有破坏，所以金属有良好的延展性。(2)金属导电性的解释在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”（自由电子），
3、这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下，自由电子定向运动形成电流，所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同，导电性最强的三中金属是：Ag、Cu、Al。(3)金属导热性的解释自由电子移运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换。当金属的某一部分受热时，从区域获得能量的电子会向别处运动并发生碰撞，将能量从温度高的区域传递到温度低的区域，最后使整块金属的温度趋于一致。金属的导热性可以解释生活中常见的些现象。比如，在冬天我们感觉金属制品比木制品更凉，原因是当人接触到金属时，金属很快将人体的热量传递出去，因为木制品不易导热所以当人接触到木制品时，身体的热量不易散失。(4)有金属光
4、泽的解释金属晶体内部存在自由电子，当光线投射到金属表面时，自由电子吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来,这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽。而金属在粉末状态时，金属原子的取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后不能再反射出来，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。名师点拨金属与电解质溶液导电的比较晶体类型电解质金属晶体导电时的状态 导电粒子 导电时发生的变化 导电能力随温度的变化 整理与提升三种晶体类型与性质的比较晶体类型共价晶体分子晶体金属晶体概念 作用力 构成微粒 物理性质熔沸点 硬度 导电性 实例金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅Ar、S等Au、Fe、Cu、钢铁等题型一：金属键与金属晶
5、体【典例1】下列关于金属及金属键的说法正确的是( )A.金属键具有方向性与饱和性B.金属键是金属离子与自由电子间的相互作用C.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D.金属具有光泽是因为金属离子吸收并放出可见光【典例2】按下列四种有关性质的叙述,可能属于金属晶体的是()A.由分子间作用力结合而成,熔点很低B.固体易导电,熔点在1000左右C.由共价键结合成网状晶体,熔点很高D.固体不导电,但溶于水或熔融后能导电【典例3】物质结构理论推出，金属晶体中金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高。据研究表明，一般说来，金属原子半径越小，价电子数越多，
6、则金属键越强。由此判断下列说法错误的是( )A.镁的硬度小于铝 B.镁的熔沸点低于钙C.镁的硬度大于钾D.钙的熔沸点高于钾题型二：用电子气理论解释金属的物理性质【典例4】金属具有的通性是()具有良好的导电性具有良好的导热性具有延展性都具有较髙的溶点通常状况下都是固体都具有很大的硬度A.B.C.D.【典例5】下列关于金属的叙述中,不正确的是( )A.金属键是金属阳离子和“自由电子”这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用,其实质也是一种静电作用B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,所以与共价键类似也有方向性和饱和性C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和“自由电子”间的相互作
7、用,故金属键无饱和性和方向性D.构成金属的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动题型三：分子晶体、共价晶体、金属晶体的比较【典例6】下列有关晶体的叙述中，错误的是( )A.金属晶体在熔化时，金属键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏B.白磷晶体中，结构粒子之间通过分子间作用力结合C.石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D.构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键【课后练习】1.关于晶体的下列说法正确的是( )A.任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子B.原子晶体中只含有共价键C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键2.
8、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.易导热B.易导电C.只能作还原剂D.有延展性3.下列各物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )A. B. C. D.石墨金刚石4.下列说法正确的是( )A.金属的通性表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型B.金属原子之间的相互作用即为金属键C.电子很小,不可能是形成化学键的粒子D.金属键的强弱与金属阳离子的半径无关5.下列有关金属的说法正确的是()A.金属原子的核外电子在金属中都是自由电子B.金属不透明且具有金属光泽与自由电子有关C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多,其还原性越强D.金属导电的实质是金属阳离子在外加电
9、场作用下的定向移动6.金属具有延展性的原因是()A.金属原子半径都较大,价电子数较少B.金属受外力作用变形时,金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈的作用C.金属中大量自由电子受外力作用时,运动速率加快D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量7.下列关于晶体的说法，一定正确的是（ ）A.分子晶体中都存在共价键B.如上图，晶体中每个和12个相紧邻C.晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高8.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是()ANH3、CH4、NaCl、Na BH2O、H2S、MgSO4、SO2CCH4、H2O、NaCl、SiO2 DLi、Na、K、
10、Rb、Cs9.铁有、三种同素异形体，如下图所示，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是（ ）A将铁加热到1500C分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同B-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个C若-Fe晶胞边长为a cm，-Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3:a3D-Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个10.金属钠晶体为体心立方晶格(如图),实验测得钠的密度为(gcm3).已知钠的相对原子质量为a,阿伏加德罗常数为(molC1),假定金属钠原子为等径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径为( )A. B. C. D.答案及解析
11、1.答案：B解析：A不正确,金属晶体中有金属阳离子,但没有阴离子。原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体,B正确。C中不一定,例如金属钨的熔点就高于许多原子晶体的熔点。含有离子键的化合物是离子化合物,即在离子晶体中,可以含有共价键,例如氢氧化钠,D不正确。答案选B。2.答案：C3.答案：D解析：晶体熔点的高低取决于该晶体的结构和粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体,其熔点高低取决于分子间作用力的大小,一般来说,结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高,A项不正确;B项物质均为离子晶体,离子晶体熔点高低取决于晶格能的大小,一般来说,离子的半径越小
12、,电荷数越多,晶格能越大,熔点越高,B项不正确;C项物质均为同主族的金属晶体,其熔点高低取决于金属键的强弱,而金属键的键能由金属原子的半径、价电子数决定,金属原子半径依Li的顺序增大,价电子数相同,故熔点应是Li最高, 最低,C项不正确;D项,金刚石和均为原子晶体,原子晶体的熔点取决于共价键的键能,而共价键的键能与键长成反比,石墨中键键长比金刚石中键的键长更短些,所以石墨的熔点比金刚石略高,金刚石的熔点又比高。4.答案：A解析：金属具有特殊的金属光泽、较好的导电性、导热性及延展性等通性,多数金属具有较高的密度、硬度、熔点和沸点,这些共同性质表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型。金属阳离
13、子与自由电子之间存在着较强的相互作用,这种相互作用称为金属键。金属晶体中金属阳离子的半径越小,离子所带电荷数越多,其金属阳离子与自由电子间的作用力越强。5.答案：B解析：一般说金属的价电子是自由电子而不是核外所有的电子,A项错误;金属的还原性与失去的电子数多少无关,C项错误;金属导电的实质是自由电子在外加电场作用下定向移动形成电流,D项错误。6.答案：B解析：当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用,所以金属一般都有良好的延展性。7.答案：B解析：分子晶体中不都存在共价键,例如稀有气体的
14、晶体,其中不含有共价键,故A错误;从图可以看出晶体中每个和12个相紧邻,故B正确;晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合,故C错误;熔融时化学键没有破坏的晶体不一定是金属晶体,例如分子晶体熔融有些化学键也没有变化,故D错误。8.答案：C9.答案：A解析：A. 将铁加热到1500分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，得到的晶体类型不相同，故错误；B. Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数=23=6，故正确；C. 若Fe晶胞边长为acm,Fe晶胞边长为bcm,则两种晶体中铁原子个数之比=(1+8):(8)=2:1,密度比=，故正确；D. Fe晶体中，以体心铁原子为例，与之距离相等且最近的铁原子位晶胞的8个顶点上，故正确；故选A.10.答案：C解析：1个钠晶胞中实际含有2个钠原子，晶胞边长为，则，计算可得。
