复习题教学设计及课堂实录

第三章

导学复习课与习题

第一节

晶体的常识

导学案

制作人：刘绵瑞

适合学生：高二年级理科

【目标要求】

1.认识晶体和非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。

2.了解获得晶体的途径。

3.知道晶胞的概念，学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法)，能根据晶胞的结构确定晶体的化学式。

【基础落实】

一、晶体与非晶体

1．观察分析下列物质的结构模型，回答问题：

(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？

(2)由上述分析可知：

①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈________________构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。

②非晶体：内部原子或分子的排列呈____________的分布状态的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。

2．思考下列问题：

(1)在室温下，将一块不规则的CuSO4·5H2O固体放入饱和CuSO4溶液中，经过一段时间后会发生什么变化？

(2)将冰和玻璃加热各有什么现象？

(3)观察下列三个图片，说明了什么？

通过以上分析，晶体的性质为

①晶体具有自范性。

它是指在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。它是晶体中结构微粒在微观空间呈现________________的宏观表象。

②晶体具有固定的熔点。

③晶体具有各向异性。

它是指在________________________的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。例如：蓝晶石(Al2O3·SiO2)

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在不同方向上的硬度是________的。

3．“盐成卤水，暴晒日中，即成方印，洁白可爱”，说明______可获得晶体，除此之外，熔融态物质________，气态物质的________均可得到晶体。

【归纳总结】

晶体与非晶体的特征和性质

晶体

非晶体

结构特征(本质区别) 自范性

性质特征

熔、沸点

某些物理性质

二者区别方法

间接方法

科学方法

结构微粒周期性有序排列

有

固定

各向异性

结构微粒无序排列

无

不固定

各向同性

看是否有固定的熔、沸点

对固体进行X-射线衍射实验

二、晶胞

1．由于晶体的微粒在微观空间中是呈现有规律的周期性排列，因此，描述晶体在微观空间里原子的排列时，常从晶体微观空间里“截取”一个具有代表性的基本单元。

(1)描述________________叫做晶胞。

(2)一般来说，晶胞都是____________。

(3)晶胞只是晶体微观空间里的一个____________，在它的上下左右前后____________地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的原子种数、个数及几何排列都是完全________的。

2．金属铜的晶胞如图所示：

回答下列问题：

(1)位于顶角上的铜原子为____个晶胞共有。

(2)位于面心上的铜原子为____个晶胞共有。

(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是____。

3．晶胞中微粒个数的计算(均摊法) 计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用均摊法。即某个粒子为________个晶胞所共有，则该粒子的________属于这个晶胞。

(1)长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：

①处于顶点上的粒子，同时为____个晶胞所共有，每个粒子有________属于该晶胞。

②处于棱边上的粒子，同时为____个晶胞所共有，每个粒子有________属于该晶胞。

③处于晶面上的粒子，同时为____个晶胞所共有，每个粒子有________属于该晶胞。

④处于晶胞内部的粒子，则________属于该晶胞。

(2)非长方体(正方体)晶胞中粒子数视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占________。

【归纳总结】

(1)晶体是由无数个晶胞堆积得到的。知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空

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间位置，就可以认识整个晶体的结构。

(2)晶胞中微粒个数的计算，其关键是正确分析晶胞中任意位置上的一个微粒被几个晶胞所共用。不同形状的晶胞，情况不同。

【学习小结】

【课堂练习】

1．非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。

试探究下列问题：

(1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？

a：____________；b：____________。

(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是________(填字母)。

A．玻璃是非晶体

B．固体粉末都是非晶体

C．晶体内部质点具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性

D．区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X-射线衍射实验

(3)下列有关说法正确的是________(填字母)。

A．玛瑙与水晶的化学成分不同

B．雪花是由水蒸气直接转变而成的固体，雪花可能属于晶体

C．不同的雪花外形不同，但都可认为是晶体

D．石英玻璃与水晶均属于晶体

2．现有甲、乙、丙(如下图)三种晶体的晶胞(甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是__________，乙晶胞中a与b的个数比是__________，丙晶胞中有________个c离子，有________个d离子。

3．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是(

)

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【课后作业】

1．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(

) A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体

B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块

C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性

D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性

2．云母属于晶体，用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为(

) A．云母是热的不良导体，传热不均匀

B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀

C．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同

D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同

3．已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为(

)

A．XYZ B．X2Y4Z C．XY4Z D．X4Y2Z 4．下列有关晶胞的叙述，不正确的是

(

) A．晶胞是晶体的最小的结构重复单元

B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同

C．晶胞中的粒子可能不完全属于该晶胞

D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成

5．某晶体的晶胞结构如下图所示。X(•)位于立方体顶点，Y(○)位于立方体中心。试分析：

(1)晶体中每一个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是__________。

(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。

(3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为____________。

第二节

分子晶体与原子晶体

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[学习目标] 

了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。



理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系



了解分子间作用力对物质物理性质的影响



了解氢键及其物质物理性质的影响。

[知识梳理] 1.分子间作用力

(1)分子间作用力__________；又称范德华力。分子间作用力存在于____________之间。

(2)影响因素：①分子的极性

②组成和结构相似的

思考：CO2分子内存在键能很大的C=O键，为什么干冰熔点很低？

2.分子晶体

(1)定义：________________________________ (2)构成微粒________________________________ (3)粒子间的作用力：________________________________ (4)分子晶体一般物质类别________________________________ (5)分子晶体的物理性质________________________________________________ 思考：分子晶体有哪些物理特性,为什么？

【交流与思考】1、冰中１个水分子周围有＿＿＿＿＿＿水分子

2、1mol冰中有＿＿＿＿＿＿氢键

3、冰中１个水分子与周围有＿＿＿＿＿＿个水分子形成

3.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。

4.构成粒子：______________；。

5.粒子间的作用______________，

6.原子晶体的物理性质

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(1)熔、沸点__________，硬度___________ (2) ______________一般的溶剂。

(3)______________导电。

原子晶体具备以上物理性质的原因____________________________ 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式______________ 原因____________________________。

7.常见的原子晶体有____________________________等。

思考：

在金刚石晶体中，每个碳与周围多少个碳原子成键？

形成怎样的空间结构？碳原子的杂化方式？C-C键夹角？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？

在金刚石晶体中，碳原子个数与C-C键数之比为多少1 mol金刚石C-C键数为多少NA？

练习

1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C 原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）

A、

①

③

② B、

②

③

①

C、

③

①

② D、

②

①

③

2、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（ ）

A、熔点2700 ℃

，导电性好，延展性强

B、无色晶体，熔点3550 ℃

，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂

C、无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃

，熔化是能导电

D、熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电

[方法导引] 1.判断晶体类型的依据

(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。

对分子晶体,构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是___________；

对于原子晶体，构成晶体的微粒是_______，微粒间的相互作用是___________键。

(2)看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。

一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是 ________晶体>_______晶体。原子晶体比分子晶

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体的熔、沸点高得多

（3）依据物质的分类判断

金属氧化物（如K2O、Na2O2等），强碱（如NaCl、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金都是金属晶体。

2．晶体熔、沸点比较规律：

（1）不同晶体类型的物质：原子晶体>分子晶体

。

（2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部结构粒子间作用力，作用力越大，熔沸点越高。

原子晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。

分子晶体：组成结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如熔沸点：O2>N2, HI>HBr>HCl。组成结构不相似的物质，分子的极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点：CO>N2。

由上述可知，同类晶体熔沸点比较思路为：

原子晶体→共价键键能→键长→原子半径

分子晶体→分子间作用力→相对分子质量

思考：

在二氧化硅晶体中，每个硅与多少个氧原子成键？每个氧与多少个硅成键？1 mol二氧化硅晶体Si-O键数为多少NA？

练习

下列晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ）

A、SO2与SiO2 B、CO2与H2O C、HCl与金刚石 D、CCl4与SiC

例1．共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘

解析：干冰是分子晶体，分于内存在共价键，分子间存在范德华力。NaCl是离子晶体只存

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在离子键。 NaOH是离子晶体，不仅存在离子键，还存在H—O间共价键。碘也是分子晶体，分子内存在共价键，分子间存在分子间作用力。

答案：

B [例2]单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据

熔点

沸点

硬度

金刚石

>3823 5100 10 晶体硅

1683 2628 7.0 晶体硼

2573 2823 9.5

①晶体硼的晶体类型属于____________晶体，理由是________________________。

已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由

____________________个硼原子构成。其中B—B键的键角为____________。

[解析]①原子，理由：晶体的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间，而金刚石和晶体Si均为原予晶体，B与C相邻与Si处于对角线处，亦为原于晶体。

②每个三角形的顶点被5个三角形所共有，所以，此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个这样的点，且晶体B中有20个这样的角形，因此，晶体B中这样的顶点(B原子)有3/5×20=12个。又因晶体B中的三角形面为正三角形，所以键角为60°

〔例3〕石墨的片层结构如右图1所示：试回答：

（1）片层中平均每个六元环含碳原子数为 个。

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（2）在片层结构中，碳原子数、C—C键数、六元环数之比

为 【解析】在石墨的片层结构中，我们以一个六元环为研究对象，由于碳原子为三个六元环共用，即属于每个六元环的碳原子数为6×1/3＝2；另外碳碳键数为二个六元环共用，即属于每个六元环的碳碳键数为6×1/2＝3。

【答案】（1）．2 （2）．2:3:1 [基础训练] 1．下列晶体中属于原子晶体的是( ) A. 氖 B．食盐 C．干冰 D．金刚石

2．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( ) A．固态氢 B．固态氖 C．磷 D．三氧化硫

3.下列晶体中不属于原子晶体的是 ( ) A.干冰 B.金刚砂 C.金刚石 D.水晶 4.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.6个

5.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘

6.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是( ) A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱

B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低

C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高

D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点 7．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个

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碳原子上任意两个C--C键间的夹角是( ) A．6个120° B．5个108° C．4个109°28′ D．6个109°28′

8．结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( ) A．6 B．8 C．10 D．12 9．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA元素的最高价氧化物，它们的熔沸点差别很大的原因是( ) A．二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量 B．C、O键键能比Si、O键键能小

C．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体 D．干冰易升华，二氧化硅不能

10.最近科学家发现了一种新分子，它具有空心的类似足球的结构，分子式为C60，下列说法正确的是 ( ) A.C60是一种新型的化合物

B.C60和石墨都是碳的同素异形体

C.C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体

D.C60相对分子质量为720 11.支持固态氨是分子晶体的事实是( ) A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在

C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水 12.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( ) A.10个 B.18个 C.24个 D.14个

13.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si3N4）固体，氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。则氮化硅所属的晶体类型是( ) A. 原子晶体

B. 分子晶体 C. 离子晶体

D. 金属晶体 14.2003年美国《科学》杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将CO2加热到1800K，成功制得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是( ) A. 晶体中C、O原子个数比为1∶2 B. 该晶体的熔点、沸点高、硬度大

C. 晶体中C—O—C键角为180°

D. 晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构

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15、氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是( ) A、硝石和金刚石 B、晶体硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽

16.碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（ ）

A. ①③② B. ②③① C. ③①② D. ②①③

[拓展提高] 17．右图为金刚石的晶体结构。每个C原子、每条C—C键被多少个六元环共用？

18．右图为晶体硼的基本结构单元，已知它为正二十面体有二十个等边三角形和一定数目的顶角，每一个顶点各有一个硼原子，通过观察，此基本结构单元由多少硼原子构成？

19.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13000C反应获得。

(1)氮化硅晶体属于______________晶体。

(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_______. (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_________________. 第三节

金属晶体

一、金属键

1、定义： 和 的较强的相互作用叫做金属键。

2、成键微粒： 和 3、本质：金属阳离子和自由电子间的作用叫静电作用

4、特征：没有

和

5、影响因素：金属键的强弱与离子 、离子 有关。

6、金属键对物质性质的影响

金属 越小，离子所带的电荷越多，则金属键越 ，金属的熔点沸

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点 ，硬度越 。同周期的金属单质，从左到右点熔沸点 ，硬度 ；同主族的金属单质，从上至下熔沸点 ，硬度

【注意】：一般地，合金的熔沸点比其他各成分金属的熔沸点 。

金属晶体的熔点变化差别很大。如Hg在常温下为液态，熔点低而Fe等金属熔点高，这是由于金属晶体密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同造成的。

二、电子气理论及其对金属通性的解释

1．电子气理论: (1)理论内容：金属原子上“脱落”下来的 形成遍布整块晶体的 ，被所有原子 ，从而把所有的金属原子维系在一起，由此可见，金属晶体和原子晶体一样，是一种 金属晶体的电子气理论示意图

在金属晶体中，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有。金属离子的运动状态是在一定范围内振内，而不是自由移动

2.用电子气理论解释一些金属的物理性质

⑴金属导电性的解释

在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，这些电子气的运动是

一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会发生

，因而形成电流，所以金属容易导电。

⑵金属导热性的解释

金属容易导热是由于电子气中的

在热的作用下与金属原子频繁碰撞，从而把能量从温度

的部分传到温度

的部分，从而使整块金属达到

的温度。

⑶金属延展性的解释

大多数金属具有较好的延展性，与金属离子和自由电子之间的较强作用有关。当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生

，但不会改变

，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，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易

。因此，金属都有良好的延展性。

电子气理论对金属良好延展性的解释：

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［讲］当向金属晶体中掺人不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺人了细小而坚硬的砂土或碎石一样，会使这种金属的延展性甚至硬度发生改变，这也是对金属材料形成合金以后性能发生改变的一种比较粗浅的解释。

纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此合金比纯金属延展性要差。

(4)颜色

由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时， 可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现银白色或 光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向 ，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈 色。

三、金属晶体

（一）.金属晶体：

（1）定义： 和 通过 形成的晶体。

（2）构成微粒： 。

（3）微粒间相互作用： 。

（二）、金属晶体的原子堆积模型

1．概念

①紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间

②空间利用率：空间被晶格质点占满的百分数。用来表示紧密堆积的程度

③配位数：在晶体中，与离子直接相连的带异电荷的离子数称为配位数

2．金属晶体的原子堆积模型

（1）金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层

_ __层，配位数为 _______层，配位数为 （2）金属原子在三维空间里有四种堆积方式

①简单立方体堆积

非密置层排列的金属原子，在空间内可能的排列。

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这种堆积方式形成的晶胞是一个 ，每个晶胞含 个原子，被称为 堆积。这种堆积方式的空间利用率 ，只有金属钋采取这种堆积方式。

②体心立方堆积----钾型

如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如下图：

这种堆积方式所得的晶胞是一个含 个原子的立方体，一个原子在立方体的 ，另一个在立方体的 ，称为体心立方堆积，这种堆积方式的空间利用率（ ）显然比简单立方堆积的 多了，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。

③六方最密堆积和面心立方最密堆积

对于密置层的原子按钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式---- 和 ，即：镁型和铜型。六方最密堆积如下图左侧，按 的方式堆积; 面心立方最密堆积如图右侧,按 的方式堆积.这两种堆积方式都是金属晶体的 堆积,配位数均为 ,空间利用率均为 ,但所得的晶胞的形式不同。

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四、混合晶体

石墨不同于金刚石,它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化.而是呈

杂化,形成

____________结构,因此石墨晶体是

结构的，每一层内部碳原子间是靠

相维系，层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠

维系的；石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。

[归纳与整理] 金属晶体的四种堆积模型对比（填表）：

堆积模型

采用这种堆积的典型代表

空间利用率

配位数

晶胞

简单立方

钾型

镁型

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铜型

第三章

第三节

金属晶体课后习题

1．下列有关金属键的叙述中，错误的是(

) A．金属键没有饱和性和方向性

B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用

C．金属键中的电子属于整块金属

D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关

2．金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是(

) A．金属原子的价电子数较少

B．金属晶体中存在自由移动的电子

C．金属晶体的原子半径较大

D．金属键不具有方向性和饱和性

3．下列能说明石墨具有分子晶体的性质的是(

) A．晶体能导电

C．硬度小

4．下列关于金属晶体的叙述中，正确的是(

) A．温度越高，金属的导电性越强

B．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在

C．金属晶体堆积密度大，能充分利用空间的原因是金属键没有饱和性和方向性

D．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在外力作用下会发生断裂，故金属无延展性

5．钠钾合金在通常状况下呈液态，可作为原子反应堆的导热剂。以下是对钠钾合金具有导热性的主要原因的分析，其中正确的是(

) A．钠钾合金的熔点很低

B．钠、钾原子的电离能都很小

C．钠钾合金中有自由电子

D．钠钾合金中有金属离子

6．下列有关金属晶体的说法中不正确的是(

) A．金属晶体是一种“巨型分子”

B．“电子气”为所有原子所共有

C．简单立方堆积的空间利用率最低

D．体心立方堆积的空间利用率最高

7．下列叙述不正确的是(

) A．金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高

B．熔点高

D．燃烧产物是CO2

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B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定

C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理

D．金属铜和镁均以ABAB……方式堆积

8．下列关于金属晶体的叙述正确的是(

) A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释

B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体

C．Al、Na、Mg的熔点逐渐升高

D．温度越高，金属的导电性越好

9．金属钠晶体为体心立方晶胞()，晶胞的边长为a。假定金属钠原子为等径的刚性球，且晶胞中处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r为(

) a3a3aA.

B.

C.

242D．2a

10．铝硅合金(含硅13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合于铸造。现有下列三种晶体：①铝

②硅

③铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是(

) A．①②③

B．②①③ C．③②①

D．③①②

11．几种晶体的晶胞如图所示：

所示晶胞从左到右分别表示的物质正确的排序是(

) A．碘、锌、钠、金刚石

C．钠、锌、碘、金刚石

B．金刚石、锌、碘、钠

D．锌、钠、碘、金刚石

12．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为(

)

A．3:2:1

B．11:8:4

C．9:8:4

D．21:4:9 二、填空题(共52分) 13．(8分)判断下列晶体类型。

第

17 页

(1)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：________。

(2)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：________。

(3)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：________。

(4)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电：________。

14．(9分)

(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化，其晶胞结构如图所示。

它的化学式为________。

(2)镁系合金是最早问世的合金之一，经X-射线衍射实验分析得镁铜合金为面心立方结构，镁镍合金为六方最密堆积。镁系合金的优点是价格较低，缺点是要加热到250 ℃以上时才释放出氢气。下列有关说法不正确的是(

) A．金属铜的晶胞结构为

B．已知钛和镁的堆积方式相同，均为六方最密堆积，则其堆积方式为

C．镁铜合金晶体的原子空间利用率为74% D．镁镍合金晶体的配位数为12 (3)《X-射线金相学》中记载关于铜与金可形成两种有序的金属互化物，其结构如图。下列有关说法正确的是(

)

第

18 页

A．图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同

B．图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3

C．图Ⅱ中与每个铜原子紧邻的铜原子有3个

D．设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm，则图Ⅰ中合金的密度为261－cm3

3

g·NAa15．(11分)如下图所示为金属原子的四种基本堆积模型，请回答以下问题：

(1)以下原子堆积方式中，空间利用率最低的是________(在图中选择，填字母)，由非密置层互相错位堆积而成的是________。

(2)金属铜的晶胞模型是________，每个晶胞含有______个Cu原子，每个Cu原子周围有________个紧邻的Cu原子。

16．(15分)铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：

(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_________________________________________________________。

(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是________。

(3)SO24的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是________。

－(4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子价层电子的排布式为________；一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au

第

19 页

原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子的数量之比为________；该晶体中，原子之间的作用力是________。

(5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的化学式应为________。

17．(9分)金晶体是面心立方体，立方体的每个面上5个金

原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为A cm，

求：

(1)金晶体中最小的一个立方体含有________个金原子。

(2)金的密度为________g·cm3。(用带A计算式表示) －(3)金原子空间占有率为________。(Au的相对原子质量为197，用带A计算式表示) 第四节

离子晶体

一、了解离子晶体的结构和性质

1、定义：由 通过 结合而成的晶体

（1）成键微粒： （2）相互作用力： （3）种类繁多： 、活泼 、绝大多数 2、离子晶体的物理性质

离子晶体的熔沸点 ，硬度 ，因为离子晶体中存在较强的 ，破坏离子键需提供较多的 。

3、影响离子键强度的因素：（1） （2）

离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强

，熔沸点越高，硬度越大. [科学探究1]：参考P78图3-27、图3-28，分析NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数。

离子晶体

NaCl CsCl 阴离子的配位数

[来源:学。科。网Z。X。X。K]

阳离子的配位数

[来源:学科网ZXXK]

4、离子晶体中离子键的配位数（C.N.）

（1）定义：是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目

[科学探究2]：参考P79—表3-5：思考决定离子晶体结构的主要因素。

离子

离子半径/pm Na+

95 Cs+

169 Cl-

181 NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数

NaCl CsCl

第

20 页

r/r = C.N.=6 +-r+/r- = C.N.=8 [自主探究]：对照P79—图3-29 CaF2的晶胞，分析CaF2晶体中阴、阳离子的配位数：

Ca2+的配位数为 ，F-的配位数为 。

（2）影响阴、阳离子的配位数的因素：

① 的大小；②正、负离子所带 的多少

[科学视野]：

阅读P79—科学视野：了解几种碳酸盐的热分解温度与阳离子半径的关系，及碳酸盐分解的原因。

活动二、了解晶格能对离子晶体性质的影响。

1、定义： 离子形成 离子晶体时 的能量。

2、规律：（1）离子电荷越 ，离子半径越 的离子晶体的晶格能越大。

（2）晶格能越大，形成的离子晶体越 ，熔点越 ，硬度越 。

[科学视野]：阅读P81----科学视野，从中你知道了什么？

[归纳总结]：四种类型晶体的比较

晶体类型

构成粒子

粒子间相互作用

硬度

熔沸点

导电性

溶解性

典型实例

离子晶体

分子晶体

[来源:学科网]原子晶体

金属晶体

比较物质熔点高低的方法：

1、若晶体类型不同，一般情况下：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

2、若晶体类型相同，则有：

⑴离子晶体中，结构相似时，离子所带电荷数越高，离子半径越小，离子键就越强（晶格能越大），熔点就越高。

⑵原子晶体中，结构相似时，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。

⑶分子晶体中（不含氢键时），分子组成和结构相似时，相对分子质量越大，范德华力就越强，熔点就越高。

第

21 页

⑷金属晶体中，离子电荷越高，离子半径越小，金属键就越强，熔点就越高。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。

离子晶体

一、选择题

1．下列有关晶体的叙述错误的是(

) 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

2．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是(

) A．SiO2

CsCl

CBr4

CF4

B．SiO2

CsCl

CF4

CBr4

C．CsCl

SiO2

CBr4

CF4

D．CF4

CBr4

CsCl

SiO2 13．碱金属卤化物是典型的离子晶体，它们的晶格能与成正比(d0是晶体中最邻近的异电性d0离子的核间距)。下面说法错误的是(

)

①

晶格能/(kJ·mol1) －离子半径/pm Li

Na

K

60

95

133 F

Cl

Br

I

136

181

195

216 －－－－＋＋＋LiF

LiCl

LiBr

LiI

1 031 845

807

752

NaF

NaCl

NaBr

NaI 915

777

740

693 KF

KCl

KBr

KI 812

708

676

641 ②

③

①晶格能的大小与离子半径成正比

②阳离子相同阴离子不同的离子晶体，阴离子半径越大，晶格能越小

③阳离子不同阴离子相同的离子晶体，阳离子半径越小，晶格能越大

④金属卤化物晶体中，晶格能越小，氧化性越强

A．①②

B．②③ C．③④

D．①④

4．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是(

) A．碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电

B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电

C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中

D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电

5．下表给出几种氯化物的熔点和沸点。

物质

熔点/℃

沸点/℃

NaCl 801 1 465 MgCl2

712 1 418 AlCl3

190 183 CCl4

－68 57

第

22 页

关于表中4种氯化物有下列说法：

①AlCl3在加热时可升华

②CCl4属于分子晶体

③1 500 ℃时NaCl的分子组成可用NaCl表示

④AlCl3是典型的离子晶体

其中与表中数据一致的是(

) A．只有①和②

B．只有③ C．只有①②③

D．全部一致

6. 实现下列变化，需克服相同类型作用的是(

) A. 石墨和干冰的熔化

B. 纯碱和烧碱的熔化

C. 氯化钠和铁的熔化

D. 食盐和冰醋酸的熔化

7. 有关晶体的结构如图所示，则下列说法中不正确的是(

)

A. 在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体

B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋

C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数比为1 ：2 D. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE

8．下列图是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是(

)

A.

①和③

B．②和③ C．①和④

D．只有④

9．下列有关晶体的叙述中，不正确的是(

) A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子

B．氯化钠晶体中，每个Na周围紧邻且距离相等的Na共有6个

C．氯化铯晶体中，每个Cs周围紧邻8个Cl

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

第

23 页

＋－＋＋

10．食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρ g·cm3，摩尔质量为M g·mol1，－－阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na和Cl的间距大约是(

) 32NA32M3M3MA.

cm

B.

cm

C.

cm ρM

cm

D. ρNA2ρNA8ρNA11．下列有关晶体的叙述中，错误的是(

) A．在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键

B．在NaCl晶体中，与每个Na或Cl周围紧邻的有6个Cl或Na

C．在CsCl晶体中，与每个Cs周围紧邻的有8个Cl，而与每个Cs等距离紧邻的有6个Cs

D．在面心立方密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有4个金属原子

二、填空题

12. 下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：

＋＋－＋＋－－＋＋－

(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。

(2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。

(3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。

(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。

(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。

(6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。

13．离子晶体溴化钠、氯化钠和氧化镁的核间距和晶格能(部分)如下表所示。

离子的核间距/pm 晶格能/(kJ·mol1) －NaBr 290

NaCl 276 787 MgO 205 3 890

(1)溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________(填“大”或“小”)，主要原因是

第

24 页

________________________________________________________________________。

(2)氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因是________________________________________________________________________ (3)溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是______________。工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是________________________________________________________________________。

14．现有几组物质的熔点(℃)数据：

A组

金刚石：3 550 硅晶体：1 410 硼晶体：2 300 二氧化硅：1 723

据此回答下列问题：

(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是______________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

①有金属光泽

②导电性

③导热性

④延展性

(3)C组中HF熔点反常是由于______________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。

①硬度小

②水溶液能导电

③固体能导电

④熔融状态能导电

(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 15．如图所示是钾、氧两元素形成的一种晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。晶体中氧的化合价可看作是部分为0价，部分为－2价。

(1)该结构与________的结构相似(填选项字母，下同)。

A．NaCl

B．CsCl

C．干冰

D．SiO2

(2)钾、氧两元素所形成化合物的化学式是________。

A．K2O

B．K2O2

C．K2O3

D．KO2

(3)下列对此晶体结构的描述正确的是________。

A．晶体中与每个K距离最近的K有8个

B．晶体中每个K周围有8个O2，每个O2周围有8个K

＋－－＋＋＋B组

Li：181 Na：98 K：64 Rb：39 C组

HF：－83 HCl：－115 HBr：－89 HI：－51 D组

NaCl：801 KCl：776 RbCl：718 CsCl：645

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C．每个O2周围最近且等距离的K所围成的立体构型为正八面体

D．晶体中，0价氧原子与－2价氧原子的数目比为3∶1

－＋

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