第17讲 3.5金属晶体（含答案）-2024年高中化学同步品讲义（选择性必修二）

第17讲3.5金属晶体（含答案）-2024年高中化学同步精品讲义（选择性必修二）第17课金属晶体1．能描述金属键的成键特征。2．能用金属键理论解释金属的典型性质。3．能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力。4．能举例说明合金的优越性能。一、金属键1.概念：和之间存在的的相互作用称为金属键。2.金属键的本质——“电子气理论”：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。3.金属键的形成(1)金属原子失去部分或全部外围电子形成的与“脱落”下的之间存在强烈的相互作用。(2)成键粒子：和。4.金属键的特征：自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子而是在整块固态金属中自由移动。金属键既没有方向性，也没有饱和性。5.影响金属键强弱的因素：(1)金属原子半径越，金属键越。(2)单位体积内的数目越多，金属键越强。6.存在：金属键存在与或中。7.金属键的强弱及其对金属性质的影响①金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越，价电子数越，金属键越；反之，金属键越。②金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键越，金属的熔、沸点越，硬度越。二、金属晶体1.概念：金属原子通过形成的晶体叫做金属晶体。2.构成微粒：和3.微粒间的相互作用：键4.金属晶体的性质①金属晶体具有良好的性、性和性。②熔、沸点：金属键越，熔、沸点越。A.同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点。B.同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点。C.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点。D.金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很。③硬度：金属键越，晶体的硬度越。【易错提醒】①含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，例如金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，没有阴离子。但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。5.电子气理论解释金属材料的有关性质①延展性：当金属受到外力作用时，晶体中的就会发生相对滑动，但不会改变原来的,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，所以金属有良好的延展性。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入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。【名师点拨】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。②导电性：电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性，在金属晶体中，存在许多，这些电子移动是没有的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向，形成，使金属表现出导电性。注：a.金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。b.还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。c.金属导电的粒子是，导电过程是变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的，导电过程是.③导热性：A.自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的，当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量，运动速度，通过碰撞，把能量传递给。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，从而使能量从温度的部分传到温度的部分，使整块金属达到的温度。B.电导率随温度的变化规律：还可用电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。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，自由电子可以所有频率的光，然后很快各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现银色以至银色光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗色或色。⑤熔沸点：金属单质熔、沸点的高低和硬度的大小与金属键的强弱有关。金属键越，金属晶体的熔、沸点越，硬度越。一般来说，金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目(价电子数)。随着原子半径的，金属键逐渐。单位体积内自由电子的数目(价电子数)越，则金属键就越。如钠、镁、铝的单位体积内价电子数目逐渐，金属键逐渐；Li、Na、K的原子半径逐渐，金属键逐渐。所以由Li到Cs，熔、沸点逐渐，Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐，硬度。合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔点。如生铁比纯铁的熔点，钠-钾合金[w(K)在50%~80%范围内]在室温下呈态。6.常见的合金①以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等②以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等(7)电解质导电和金属导电的区别物质类别电解质金属晶体导电时的状态水溶液或熔融状态下晶体状态导电粒子自由移动的离子自由电子导电时发生的变化化学变化物理变化导电能力随温度的变化温度升高导电能力增强温度升高导电能力减弱►问题一金属键的形成【典例1】有下列关于金属键的叙述中，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，其实质与离子键类似，也是一种电性作用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，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强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【变式1-1】构成金属键的微粒是A．原子 B．正、负离子C．分子 D．金属正离子与自由电子【变式1-2】下列关于金属键的叙述中正确的是A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用B．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子C．金属具有导热性，是通过金属阳离子之间的碰撞来传导热量D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动►问题二金属键强弱与金属晶体的物理性质【典例2】下列有关金属的叙述正确的是()A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流C．金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分D．金属的导电性随温度的升高而降低【变式2-1】下列关于金属及金属键的说法不正确的是A．金属键不具有方向性和饱和性B．金属键是金属阳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作用，因而具有延展性【变式2-2】小波在参观了某渊中学的晶体墙后，对晶体产生了浓厚的兴趣，她决定上网查找相关资料，但不幸的是她登录的网站被不法分子篡改了。她摘录了该网站上的一些表述，请帮她选出其中错误的表述A．金属锗()是一种常见的金属晶体B．根据电子气理论，金属具有良好的延展性是由于其受到外力时，各原子层发生相对滑动，改变原来的排列方式C．能带理论是一种描述金属键的理论D．在水晶晶体中，平均每1个原子被1个十二元环占有1．金属能导电的原因是A．金属阳离子与自由电子间的作用较弱B．金属在外加电场作用下可失去电子C．金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．自由电子在外加电场作用下可发生定向移动2．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是A．易传热 B．加工易变性但不碎C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽3．科学家对液氢施加约4.95×1011Pa压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是A．可能具有很好的导电性 B．与氢气互为同素异形体C．摩尔质量与氢气相同 D．制造金属氢过程属于化学变化4．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是A．Al B．K C．Cu D．Zn5．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1000℃左右的晶体可能是金属晶体C．Li、Na、K的熔点逐渐升高D．金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样6．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中不正确的是()A．Al>Mg>BaB．Al>Na>Li C．Al>Mg>CaD．Al>Mg>Na1．下列金属的性质中与自由电子无关的是A．密度 B．导热性 C．导电性 D．金属光泽2．下列熔点比较正确的是A．> B．金属锂>金属钠>金属钾C．新戊烷>异戊烷>正戊烷 D．H2O>CH4>SiO23．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。下列说法正确的是

A．铁镁合金的化学式可表示为B．晶胞中有14个铁原子C．晶体中存在的化学键类型为共价键D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值)4．下列说法正确的是①晶体中分子间作用力越大，分子越稳定②共价晶体中共价键越强，熔点越高③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关④正四面体构型的分子，键角都是109°28′，其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体⑤分子晶体中都含有化学键⑥4.8g金刚石晶体中碳碳键的数目为⑦在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子⑧晶体状态下能导电的一定是金属晶体A．④⑥⑦ B．②③⑥ C．①③⑤ D．④⑤⑧5．下列物质的性质不能用化学键解释的是A．金属铜具有导电性 B．氮气化学性质稳定C．金刚石硬度大 D．碘单质常温为固体6．美国“深度撞击”号飞船释放的探测器以大约每小时3.67万公里的高速撞击“坦普尔1号”彗星。“深度撞击”号探测器的总重量为372公斤，分为飞越舱和撞击舱两部分，撞击舱重113公斤，主要是一块铜合金锥体。“深度撞击”使彗星表面的细粉状碎屑腾空而起。这些细粉状碎屑中含有水、二氧化碳和简单有机物。(1)构成撞击舱的铜合金中含有下列哪种化学键？()A．共价键 B．金属键C．离子键(2)“深度撞击”号探测器的撞击舱选用铜作主要材料，与铜的性质有密切关系。下列说法中一定错误的有哪些？()A．铜是较活泼金属，利用铜燃烧产生巨大的能量来引爆彗星B．铜对撞击时的观测产生的干扰小，并且也不会留下残余物而妨碍未来的观测C．铜合金中的化学键作用强，保证了可用其制造结构上足够“硬”的撞击器D．铜有较好的稳定性，其合金的硬度较大，这些都是铜“入选”的理由(3)铜为金属晶体，具有延展性，金属晶体具有延展性的原因为下列哪一个？()A．金属键很微弱B．金属键没有饱和性C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键D．金属阳离子之间存在斥力第17课金属晶体1．能描述金属键的成键特征。2．能用金属键理论解释金属的典型性质。3．能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力。4．能举例说明合金的优越性能。一、金属键1.概念：金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。2.金属键的本质——“电子气理论”：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。3.金属键的形成(1)金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与“脱落”下的自由电子之间存在强烈的相互作用。(2)成键粒子：金属阳离子和自由电子。4.金属键的特征：自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子而是在整块固态金属中自由移动。金属键既没有方向性，也没有饱和性。5.影响金属键强弱的因素：(1)金属原子半径越小，金属键越强。(2)单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。6.存在：金属键存在与金属单质或合金中。7.金属键的强弱及其对金属性质的影响①金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强；反之，金属键越弱。②金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关，金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。二、金属晶体1.概念：金属原子通过金属键形成的晶体叫做金属晶体。2.构成微粒：金属离子和自由电子3.微粒间的相互作用：金属键4.金属晶体的性质①金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。②熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。A.同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。B.同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。C.合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。D.金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。③硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。【易错提醒】①含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，例如金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，没有阴离子。但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。5.电子气理论解释金属材料的有关性质①延展性：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，所以金属有良好的延展性。当向金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入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。【名师点拨】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。②导电性：电子气理论还十分形象地用电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性，在金属晶体中，存在许多自由电子，这些电子移动是没有方向的，但是在外加电场的作用下，自由电子就会发生定向移动，形成电流，使金属表现出导电性。注：a.金属晶体有导电性，但能导电的物质不一定是金属。例如，石墨有导电性却属于非金属。b.还有一大类能导电的有机高分子化合物，也不属于金属。c.金属导电的粒子是自由电子，导电过程是物理变化。而电解质溶液导电的粒子是自由移动的阴阳离子，导电过程是化学变化.③导热性：A.自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传递给金属阳离子。自由电子与金属阳离子频繁碰撞，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。B.电导率随温度的变化规律：还可用电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象。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，自由电子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灰色以至银白色光泽。而金属在粉末状态时，金属的取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。⑤熔沸点：金属单质熔、沸点的高低和硬度的大小与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，硬度越大。一般来说，金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和单位体积内自由电子的数目(价电子数)。随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱。单位体积内自由电子的数目(价电子数)越多，则金属键就越强。如钠、镁、铝的单位体积内价电子数目逐渐增多，金属键逐渐增强；Li、Na、K的原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱。所以由Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，Na、Mg、Al的熔、沸点逐渐升高，硬度增大。合金的熔点一般比它的各组分纯金属的熔点低。如生铁比纯铁的熔点低，钠-钾合金[w(K)在50%~80%范围内]在室温下呈液态。6.常见的合金①以铁为主要成分的碳钢、锰钢、不锈钢等②以铜为主要成分的黄铜、青铜、白铜等(7)电解质导电和金属导电的区别物质类别电解质金属晶体导电时的状态水溶液或熔融状态下晶体状态导电粒子自由移动的离子自由电子导电时发生的变化化学变化物理变化导电能力随温度的变化温度升高导电能力增强温度升高导电能力减弱►问题一金属键的形成【典例1】有下列关于金属键的叙述中，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，其实质与离子键类似，也是一种电性作用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，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强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【答案】B【解析】从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，A正确；金属键特征都是无方向性和饱和性，B不正确，C正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键无方向性和饱和性，D正确，故选B。【解题必备】1．金属键（1）成键微粒：金属阳离子和自由电子。（2）存在：在金属单质和合金中都存在金属键。2．金属键的本质和特点金属键的本质是一种电性作用，即金属阳离子和自由电子之间的静电作用。金属键的特征是没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个晶体内运动，属于整块金属。【变式1-1】构成金属键的微粒是A．原子 B．正、负离子C．分子 D．金属正离子与自由电子【答案】D【解析】金属晶体由金属正离子和自由电子组成，构成金属键的微粒是金属正离子和自由电子，故选D。【变式1-2】下列关于金属键的叙述中正确的是A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的静电吸引作用B．金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子C．金属具有导热性，是通过金属阳离子之间的碰撞来传导热量D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动【答案】D【解析】A．金属键是金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。既有金属阳离子和自由电子间的静电吸引作用，也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，故A错误；B．金属原子的最外层电子在金属晶体中是自由电子，故B错误；C．金属具有导热性，是通过金属阳离子与自由电子之间的碰撞来传导热量，故C错误；D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动，自由电子属于整块金属，故D正确；选D。►问题二金属键强弱与金属晶体的物理性质【典例2】下列有关金属的叙述正确的是()A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流C．金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分D．金属的导电性随温度的升高而降低【答案】D【解析】金属受外力作用时变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动形成电流，B项不正确；金属的导热性是由于自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞将能量进行传递，故C项不正确。温度升高，金属离子振动频率加大，阻碍了电子的移动，电阻增大，导电性减弱，故D项正确。故选D。【解题必备】1．影响金属键强弱的因素金属的原子半径和单位体积内自由电子数目的多少及金属阳离子所带电荷的多少。（1）金属键的强弱差别较大。如钠、钾的熔、沸点低，存在的金属键较弱；铬的硬度大，熔、沸点高，存在的金属键较强。（2）同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。（3）同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。2．金属键的强弱与金属的物理性质的关系（1）金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、沸点越高。同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。（2）金属导电性与电解质导电性的区别金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。【变式2-1】下列关于金属及金属键的说法不正确的是A．金属键不具有方向性和饱和性B．金属键是金属阳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作用，因而具有延展性【答案】C【解析】A．金属键存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A项正确；B．金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用，B项正确；C．金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，C项错误；D．金属具有具有良好的延展性，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作用，D项正确；答案选C。【变式2-2】小波在参观了某渊中学的晶体墙后，对晶体产生了浓厚的兴趣，她决定上网查找相关资料，但不幸的是她登录的网站被不法分子篡改了。她摘录了该网站上的一些表述，请帮她选出其中错误的表述A．金属锗()是一种常见的金属晶体B．根据电子气理论，金属具有良好的延展性是由于其受到外力时，各原子层发生相对滑动，改变原来的排列方式C．能带理论是一种描述金属键的理论D．在水晶晶体中，平均每1个原子被1个十二元环占有【答案】A【解析】A．锗属于金属，但锗的晶体是共价晶体，选项A错误；B．由于金属晶体中各原子层发生相对滑动，但不会改变原理的排列方式，也不破坏金属键，金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，具有良好的延展性，选项B正确；C．金属键的另一种理论是能带理论，选项C正确；D．在水晶晶体中，最小环为十二元环，其中有6个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被12个十二元环共有，每个Si-O键被6个十二元环共有，每个十二元环所拥有的Si原子数为6×=1，即平均每1个原子被1个十二元环占有,选项D正确；答案选A。1．金属能导电的原因是A．金属阳离子与自由电子间的作用较弱B．金属在外加电场作用下可失去电子C．金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．自由电子在外加电场作用下可发生定向移动【答案】D【解析】金属晶体能导电的原因是其自由电子在外加电场的作用下能够定向移动，不是失去电子。金属键在整个晶体范围内起作用，自由电子在外加电场作用下的定向移动并不破坏金属键，金属晶体能导电的原因不是金属中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱。金属晶体中的金属阳离子紧密堆积，不能在外加电场的作用下定向移动。综上，答案选D。2．金属的下列性质中，不能用金属键解释的是A．易传热 B．加工易变性但不碎C．易锈蚀 D．有特殊的金属光泽【答案】C【解析】A．金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故A正确；B．金属有延展性，加工易变形，发生形变时，自由电子仍然可以在金属于离子之间流动，使金属不会断裂破碎，能用金属晶体结构，即能用金属键理论解释加以解释，故B正确；C．金属易锈蚀与金属晶体结构无关、与化学性质有关，金属的化学性质比较活泼，容易被空气中的氧气所氧化，故金属易锈蚀不能用金属晶体结构加以解释，故C错误；D．自由电子很容易被激发，所以它们可以吸收许多光并发射各种可见光，所以大部分金属为银白色，能用金属晶体结构加以解释，即能用金属键理论解释加以解释，故D正确；故选C。3．科学家对液氢施加约4.95×1011Pa压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是A．可能具有很好的导电性 B．与氢气互为同素异形体C．摩尔质量与氢气相同 D．制造金属氢过程属于化学变化【答案】C【解析】A．由题干信息可知，金属氢中含有氢离子和自由电子，类似于金属晶体，则可能具有很好的导电性，A正确；B．金属氢与氢气是由氢元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，B正确；C．金属氢是一种以氢离子和自由电子为基本单元构成的晶体，是原子构成的单质，与氢气分子不同的单质，则摩尔质量不相同，C错误；D．制造金属氢过程，单质结构发生变化，有旧化学键的断裂和新的化学键的形成，则属于化学变化，D正确；故答案为：C。4．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是A．Al B．K C．Cu D．Zn【答案】C【解析】金属单质中，金属阳离子与自由电子间的作用力越强，则该金属越难失去电子，即金属活动性越弱，已知金属活动顺序为：K、Al、Zn、Cu，故Cu中金属阳离子与自由电子间的作用力最强，故答案为：C。5．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1000℃左右的晶体可能是金属晶体C．Li、Na、K的熔点逐渐升高D．金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样【答案】B【解析】A．用铂金制作首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释，A项错误；B．金属晶体在固态和熔融态下都能导电，其熔点由于金属的不同差异很大，熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体，B项正确；C．原子半径越小，金属性越强，则Li、Na、K的熔点逐渐降低，C项错误；D．金属导电是自由电子导电，电解质溶液导电是阴阳离子导电，原理不一样，D项错误；答案选B。6．在金属晶体中，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属键越强，金属的熔、沸点越高。由此判断下列各组金属熔、沸点高低顺序，其中不正确的是()A．Al>Mg>BaB．Al>Na>Li C．Al>Mg>CaD．Al>Mg>Na【答案】B【解析】电荷数：Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋；而金属原子半径：r(Ba)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Li)，则A、C、D正确。B中Li>Na，Al>Na，符合题意。1．下列金属的性质中与自由电子无关的是A．密度 B．导热性 C．导电性 D．金属光泽【答案】A【解析】A．密度大小与自由电子无关，密度大小取决于原子之前的距离、原子的堆积方式，原子的大小和质量等，故A与自由电子无关；B．金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，故B与自由电子有关；C．自由电子在金属内部定向移动使金属能够导电，故C与自由电子有关；D．金属光泽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，自由电子吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现不同颜色的光泽，故D与自由电子有关；答案选A。2．下列熔点比较正确的是A．> B．金属锂>金属钠>金属钾C．新戊烷>异戊烷>正戊烷 D．H2O>CH4>SiO2【答案】B【解析】A．由于形成分子内氢键导致熔点降低，而只能形成分子间氢键导致熔点升高，故熔点＜，A错误；B．锂、钠、钾均为金属晶体，且原子半径：锂小于钠小于钾，导致锂、钠、钾中的金属键键能依次减小，故熔点为：金属锂>金属钠>金属钾，B正确；C．正戊烷、异戊烷和新戊烷为同分异构体，均形成分子晶体，则支链越多熔点越低，故熔点：新戊烷＜异戊烷＜正戊烷，C错误；D．已知SiO2形成原子(共价)晶体，H2O和CH4形成分子晶体，且H2O中存在分子间氢键，导致熔点升高，故熔点：SiO2>H2O>CH4，D错误；故答案为：B。3．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。下列说法正确的是

A．铁镁合金的化学式可表示为B．晶胞中有14个铁原子C．晶体中存在的化学键类型为共价键D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值)【答案】D【解析】A．根据均摊法，该晶胞中，Mg个数为8，Fe个数为=4，故铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe，A错误；B．根据均摊法，该晶胞中含有Fe个数为=4，B错误；C．铁镁合金属于金属晶体，晶体中含有金属键没有共价键，C错误；D．该晶胞中含有8个Mg和4个Fe，该晶胞的质量为，D正确；故答案选D。4．下列说法正确的是①晶体中分子间作用力越大，分子越稳定②共价晶体中共价键越强，熔点越高③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关④正四面体构型的分子，键角都是109°28′，其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体⑤分子晶体中都含有化学键⑥4.8g金刚石晶体中碳碳键的数目为⑦在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子⑧晶体状态下能导电的一定是金属晶体A．④⑥⑦ B．②③⑥ C．①③⑤ D．④⑤⑧【答案】B【解析】①分子间作用力影响的是物质的熔沸点，不影响分子的稳定性，①错误；②共价晶体中共价键越强，越难断裂，熔点越高，②正确；③给金属晶体加电压时，晶体中的自由电子定向移动形成电流，自由电子的移动能传递热量，金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，③正确；④正四面体构型的分子，键角不一定都是109°28′，如白磷键角为60°，④错误；⑤分子晶体不一定都含有化学键，如稀有气体为分子晶体，但是不含化学键，⑤错误；⑥4.8g金刚石中碳的物质的量为0.4mol，金刚石中1个碳原子形成4条共价键，每条共价键被2个碳原子共用，一个碳原子占用2条共价键，故0.4molC原子形成共价键数目为0.8mol，⑥正确；⑦金属晶体中只有阳离子没有阴离子，⑦错误；⑧晶体状态下能导电的不一定是金属晶体，如Si晶体和石墨都能导电但不是金属晶体，⑧错误；正确的为②③⑥，答案选B。5．下列物质的性质不能用化学键解释的是A．金属铜具有导电性 B．氮气化学性质稳定C．金刚石硬度大 D．碘单质常温为固体【答案】D【解析】A．金属铜具有导电性，是因为金属中自由电子和金属阳离子形成金属键，金属的导电性能用化学键解释，故不选A；B．氮分子内存在氮氮三键，键能大，所以氮气化学性质稳定，能用化学键解释，故不选B；C．金刚石是原子晶体，碳原子间通过共价键结合，所以金刚石硬度大，能用化学键解释，故不选C；D．碘单质常温为固体，是因为碘分子间作用力大，与化学键无关，故选D；选D。6．美国“深度撞击”号飞船释放的探测器以大约每小时3.67万公里的高速撞击“坦普尔1号”彗星。“深度撞击”号探测器的总重量为372公斤，分为飞越舱和撞击舱两部分，撞击舱重113公斤，主要是一块铜合金锥体。“深度撞击”使彗星表面的细粉状碎屑腾空而起。这些细粉状碎屑中含有水、二氧化碳和简单有机物。(1)构成撞击舱的铜合金中含有下列哪种化学键？()A．共价键 B．金属键C．离子键(2)“深度撞击”号探测器的撞击舱选用铜作主要材料，与铜的性质有密切关系。下列说法中一定错误的有哪些？()A．铜是较活泼金属，利用铜燃烧产生巨大的能量来引爆彗星B．铜对撞击时的观测产生的干扰小，并且也不会留下残余物而妨碍未来的观测C．铜合金中的化学键作用强，保证了可用其制造结构上足够“硬”的撞击器D．铜有较好的稳定性，其合金的硬度较大，这些都是铜“入选”的理由(3)铜为金属晶体，具有延展性，金属晶体具有延展性的原因为下列哪一个？()A．金属键很微弱B．金属键没有饱和性C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键D．金属阳离子之间存在斥力【答案】（1）B（2）A（3）C【解析】（1）铜合金属于金属晶体，含有金属键。（2）用铜合金撞击彗星主要是因为铜稳定性好，合金密度适中、硬度较大，且对观测的干扰小，不留残余物。（3）当金属受到外力作用时，金属内原子层之间容易发生相对位移，金属发生形变而不易断裂。第18课离子晶体1．能结合实例描述离子键的成键特征及其本质。2．能解释和预测同类型离子化合物的某些性质。3．能描述常见类型的离子化合物的晶体结构。4．会运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。一、离子键1.概念：阴、阳离子之间通过形成的化学键，叫做离子键。2.成键微粒：和。①阴离子可以是离子或离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。②阳离子可以是离子(如K+、Ag+、Fe3+)或离子（NH4+）。3.实质：离子键的本质是一种。静电作用包括力和力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。①阴、阳离子之间的使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的使阴、阳离子相互排斥。②当阴、阳离子之间的和达到平衡时，阴、阳离子保持一定的，形成稳定的离子键，整个体系达到状态。4.特征：离子键没有性和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。5.形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。6.影响因素：离子晶体中离子半径越，离子所带电荷越，离子键越。二、离子合物与离子晶体1.离子合物：(1)由形成的化合物叫离子化合物。【特别提醒】有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。(2)离子液体与离子化合物的区别①表示的物质不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。②不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的大多数含有体积很大的阴、阳离子。③不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。(3)常见的离子化合物①金属元素与非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。②金属元素与形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。③与形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。2、离子晶体(1)定义：离子晶体是由离子和离子相互作用而形成的晶体(2)结构特点①构成微粒：和，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是。②微粒间的作用力：。③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的。【易错提醒】离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。(3)常见的离子晶体：强碱、金属氧化物和过氧化物、大部分的。(4)离子晶体的物理性质①的熔点和沸点，挥发、于压缩。一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。②硬而脆，延展性离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。③导电，但熔化后或溶于水后导电。离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。④大多数离子晶体易溶于溶剂中，难溶于溶剂中。大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽油、苯等),遵循“相似相溶”规律。【名师点拨】①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。3．离子晶体的判断(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。三、常见离子晶体的晶胞结构1.NaCl晶体结构模型（1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有个，每个Cl-周围与它等距的Na+有个，即Na+和Cl-配位数都是。个Na+（或Cl-）围成一个体。（2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有个（同层个，上层个，下层个）。（3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：个（写出计算过程），含Cl-个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为。（4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2.CsCl晶体结构模型（1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有个，每个Cl-周围与它等距的CS+有个。CS+和Cl-配位数都是。（2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有个（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：个（写出计算过程），含Cl-个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为。3.CaF2晶体结构模型（1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着个F-，每个F-周围同时吸引着个Ca2+。Ca2+的配位数为，F-的配位数为。（2）晶胞中含Ca2+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个，含F-：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F-在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。4.ZnS晶体结构模型（1）ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着个S2-，每个S2-周围同时吸引着个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为。（2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个。晶胞的组成为Zn4S4。【易错提醒】①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。③离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。④由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；全由非金属元素形成的晶体也可能是离子晶体，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐为离子晶体。【思考与讨论p88】参考答案：化合物熔点/℃化合物熔点/℃CaO2613Na2SO4884CuCl2498Ca2SiO42130NH4NO3170Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270结论：离子晶体的熔点有的很高，如Ca0的熔点为2613℃，有的较低，如LiPF6的熔点为200℃（分解温度)，故离子晶体的熔点差异很大。注意：离子晶体的熔点不一定比共价晶体的熔点低，如CaO晶体的熔点是2613℃，石英晶体的熔点约为1710℃。►问题一离子键的形成【典例1】下列说法正确的是()A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键C．含有离子键的化合物一定是离子化合物D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失【变式1-1】以下叙述中，错误的是()A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低【变式1-2】下列叙述正确的是A．离子键只有饱和性没有方向性B．离子化合物中只含有离子键C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量D．离子键就是离子间的吸引作用►问题二离子化合物及离子晶体的性质【典例2】萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B．CaF2的熔点较高，硬度较大C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【变式2-1】碱金属和卤素形成的化合物通常具有的性质是①能溶于水

②水溶液能导电

③熔融状态不导电A．①② B．②③ C．①③ D．①②③【变式2-2】离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是A． B．C． D．►问题三有关离子晶体的计算【典例3】现有冰晶石(Na3AlF6)的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。(1)冰晶石属于______晶体。(2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的微粒______。(3)晶胞中Na＋的配位数为_____，与Na＋距离相等且最近的Na＋有_____个。(4)计算冰晶石晶体的密度_____________。【变式3-1】如图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图(晶胞是指晶体中最小的重复单元)，其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为acm，氯化铯的摩尔质量为Mg·mol－1，则氯化铯晶体的密度为()A．eq\f(2M,NAa3)g·cm－3B．eq\f(M,2NAa3)g·cm－3 C．eq\f(M,NAa3)g·cm－3D．eq\f(Ma3,NA)g·cm－3【变式3-2】食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρg·cm－3，摩尔质量为Mg·mol－1，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()A．eq\r(3,\f(2M,ρNA))cm B．eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm C．eq\r(3,\f(2NA,ρM))cmD．eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm1．下列关于、的化合物的说法错误的是A．为离子化合物，可推知也为离子化合物B．与相比，熔点更高C．与晶体中的配位数均为8D．与晶体中离子的配位数不同主要原因是离子半径的差异2．图a～d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．a和c B．b和c C．b和d D．a和d3．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的C存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是：A．1个Ca2＋周围距离最近且等距离的C数目为6B．该晶体中的阴离子与F2是等电子体C．6.4gCaC2晶体中含阴离子0.1molD．与每个Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋共有12个4．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是（

）A．图（2）和图（3） B．图（1）和图（4）C．只有图（1） D．图（1）和图（3）5．碱金属与形成的球碳盐，实验测得该物质属于离子晶体，且有良好的超导性，下列的组成和结构分析正确的是A．该物质分子式为B．的摩尔质量是837C．中的阴、阳离子通过静电引力相结合D．中既有离子键，又有共价键，在熔融状态下能导电6．下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。(1)以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。A．________，B．________，C．________，D．________。(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。①FeS2晶体中具有的化学键类型是________。②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为acm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。1．如图所示为NaCl和CsCl的晶胞结构，下列说法错误的是A．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同C．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8D．NaCl和CsCl都属于AB型离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同2．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是A．熔点： B．离子半径：C．阴离子的配位数： D．硬度：3．试根据学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaO＞BaOC．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl D．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl4．已知某离子晶体晶胞如图所示。已知该晶体的密度为ρg/cm3，摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法中正确的是A．该晶胞中阴、阳离子个数均为1B．其中的阴、阳离子的配位数都是4C．该晶胞可能是CsCl的晶胞D．该晶胞中两个阳离子最近的核间距为5．下列有关离子晶体的说法正确的是A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键C．离子晶体中不可能含有共价键D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化6．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物7．下列有关离子晶体的比较不正确的是A．熔点：B．离子键强弱：C．离子晶体中除了含有离子键外，还可能存在共价键、氢键等D．硬度：8.根据要求回答下列问题：(1)下列有关晶体结构和性质的说法中，正确的是_______(填序号)。①由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体②分子晶体中不一定都存在共价键③溶于水能导电的晶体一定是离子晶体④离子晶体一定都含有金属元素⑤通过X—射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体⑥在NaCl晶体中，每个Na+周围与其距离最近的Na+有12个(2)在下列物质形成的晶体中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2O2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。①其中只含有离子键的离子晶体是_______。②其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是_______。③其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是_______。④其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是_______。⑤其中含有极性共价键的共价晶体是_______。⑥其中属于分子晶体的是_______。第18课离子晶体1．能结合实例描述离子键的成键特征及其本质。2．能解释和预测同类型离子化合物的某些性质。3．能描述常见类型的离子化合物的晶体结构。4．会运用模型和有关理论解释不同类型离子化合物的晶胞构成。一、离子键1.概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。2.成键微粒：阳离子和阴离子。①阴离子可以是单核离子或多核离子，如Cl-、O2-、H-、O22-、OH-、SO42-等。②阳离子可以是金属离子(如K+、Ag+、Fe3+)或铵根离子（NH4+）。3.实质：离子键的本质是一种静电作用。静电作用包括静电吸引力和静电排斥力。当这些作用达到平衡后，即形成稳定的离子化合物。①阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，阴、阳离子的核外电子之间、原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。②当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。4.特征：离子键没有方向性和饱和性。阴、阳离子在各个方向上都可以与相反电荷的离子发生静电作用，即没有方向性；在静电作用能够达到的范围内，只要空间允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子，即没有饱和性。因此，以离子键结合的微粒倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，从而达到稳定结构。5.形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。6.影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。二、离子合物与离子晶体1.离子合物：(1)由离子键形成的化合物叫离子化合物。【特别提醒】有的离子化合物只含有离子键，有的离子化合物中既含有离子键又含有共价键。(2)离子液体与离子化合物的区别①表示的物质范围不同：离子化合物是指所有的离子化合物，而离子液体所对应的是部分子化合物。②组成不同：离子化合物对所含的阴、阳离子没有更具体的要求，而离子液体中的大多数含有体积很大的阴、阳离子。③熔点不同：离子化合物的熔点，有的较低，有的较高，有的很高，而离子液体保持液态的温度为室温或稍高于室温。(3)常见的离子化合物①活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化合物，如NaCl、CaF2、K2O、MgO等。②活泼金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2SO4、Fe2(SO4)3等。③铵根与酸根形成的盐类化合物，如NH4Cl、(NH4)2SO4等。2、离子晶体(1)定义：离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体(2)结构特点①构成微粒：阴离子和阳离子，离子晶体中不存在单个分子，其化学式表示的是离子的个数比。②微粒间的作用力：离子键。③离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。【易错提醒】离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。(3)常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分的盐。(4)离子晶体的物理性质①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。一般来说，离子晶体具有较高的熔、沸点。离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏离子键，因此，离子晶体通常具有较高的熔、沸点。②硬而脆，无延展性离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴、阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，分离子键发生断裂，导致晶体破碎。③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，因此离子晶体不导电。④大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽油、苯等),遵循“相似相溶”规律。【名师点拨】①离子晶体的熔、沸点和硬度与离子键的强弱有关，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。②离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带的电荷数越多，离子键越强。3．离子晶体的判断(1)利用物质的分类金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。(2)利用元素的性质和种类如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物形成的晶体。(3)利用物质的性质离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。三、常见离子晶体的晶胞结构1.NaCl晶体结构模型（1）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它等距的Cl-有6个，每个Cl-周围与它等距的Na+有6个，即Na+和Cl-配位数都是6。6个Na+（或Cl-）围成一个正八面体。（2）每个Na+周围与它最近且等距的Na+有12个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有12个（同层4个，上层4个，下层4个）。（3）在NaCl晶体的一个晶胞中，含Na+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个（写出计算过程），含Cl-12×eq\f(1,4)+1=4个（写出计算过程）。NaCl晶体的化学式为NaCl，晶胞的组成为Na4Cl4。（4）属于NaCl型离子晶体的还有KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS等。2.CsCl晶体结构模型（1）在CsCl晶体中，每个CS+周围与它等距的Cl-有8个，每个Cl-周围与它等距的CS+有8个。CS+和Cl-配位数都是8。（2）每个Cs+周围与它最近且等距的Cs+有6个，每个Cl-周围与它最近且等距的Cl-有6个（上、下、左、右、前、后）。（3）在CsCl晶体的一个晶胞中（上图右图），含Cs+：8×eq\f(1,8)=1个（写出计算过程），含Cl-1个。CsCl晶体中Cs+与Cl-的个数比为1:1。3.CaF2晶体结构模型（1）CaF2晶体中，每个Ca2+周围同时吸引着8个F-，每个F-周围同时吸引着4个Ca2+。Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4。（2）晶胞中含Ca2+：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个，含F-：8×1=8个。Ca2+在大立方体的顶点和面心，8个F-在大立方体内构成一个小立方体。晶胞的组成为Ca4F8。4.ZnS晶体结构模型（1）ZnS晶体中，每个Zn2+周围同时吸引着4个S2-，每个S2-周围同时吸引着4个Zn2+。因此Zn2+和S2-的配位数均为4。（2）晶胞中含Zn2+：1×4=4个，含S2-：6×eq\f(1,2)+8×eq\f(1,8)=4个。晶胞的组成为Zn4S4。【易错提醒】①离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。②离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。③离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。④由金属元素和非金属元素形成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；全由非金属元素形成的晶体也可能是离子晶体，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐为离子晶体。【思考与讨论p88】参考答案：化合物熔点/℃化合物熔点/℃CaO2613Na2SO4884CuCl2498Ca2SiO42130NH4NO3170Na3PO4340BaSO41580CH3COOCs194LiPF6200(分解温度)NaNO2270结论：离子晶体的熔点有的很高，如Ca0的熔点为2613℃，有的较低，如LiPF6的熔点为200℃（分解温度)，故离子晶体的熔点差异很大。注意：离子晶体的熔点不一定比共价晶体的熔点低，如CaO晶体的熔点是2613℃，石英晶体的熔点约为1710℃。►问题一离子键的形成【典例1】下列说法正确的是()A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力B．凡是金属元素跟非金属之间都形成离子键C．含有离子键的化合物一定是离子化合物D．任何离子键的形成过程中必定有电子的得与失【答案】C【解析】离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，包括静电吸引和静电排斥，A错误；金属Al与非金属Cl形成的化合物AlCl3中不含离子键，B错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物，C正确；一般来说形成离子键有电子的得失，但也有例外，如NH4Cl等铵盐的形成，D错误，故选C。【解题必备】1.离子键概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。2.离子键成键微粒：阳离子和阴离子。3.离子键实质：离子键的本质是一种静电作用。4.离子键特征：离子键没有方向性和饱和性。5.离子键形成条件：一般应满足两种元素的电负性之差大于1.7这一条件，即活泼的金属与非金属之间通常能形成离子键。6.离子键影响因素：离子晶体中离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强。【变式1-1】以下叙述中，错误的是()A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强B．在氯化钠中，除Cl－和Na＋的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用C．Na＋和Cl－形成的离子键具有方向性D．钠与氯反应生成氯化钠后，体系能量降低【答案】C【解析】活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强，AD正确；Cl－和Na＋之间既有引力也有斥力，B正确；Na＋和Cl－形成的离子键不具有方向性，C不正确，故选C。【变式1-2】下列叙述正确的是A．离子键只有饱和性没有方向性B．离子化合物中只含有离子键C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量D．离子键就是离子间的吸引作用【答案】C【解析】A．离子键是带相反电荷的离子之间的相互作用，它是一种静电作用，没有方向性和饱和性，A错误；B．离子化合物也可含有共价键，如氢氧化钠中含H-O共价键，B错误；C．离子键的强弱可以用离子半径以及所带的电荷来衡量，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，C正确；D．离子键不仅仅是吸引作用也有排斥作用，D错误；故选C。►问题二离子化合物及离子晶体的性质【典例2】萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B．CaF2的熔点较高，硬度较大C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小【答案】C【解析】A．CaF2难溶于水，水溶液的导电性极弱，与其是否是离子晶体没有关系，A不符合；B．CaF2的熔点较高，硬度较大，但不能说明是离子晶体，也可能是原子晶体，B不符合；C．离子晶体是由离子构成的，熔化时克服的是离子键，产生自由移动的离子，能导电，而分子晶体、原子晶体熔化时，不能产生自由移动的离子，不导电，所以CaF2固体不导电，但在熔融状态下可导电一定能说明CaF2是离子晶体，C符合；D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，不能说明是离子晶体，有些分子晶体，例如水也难溶于苯，D不符合；故选C。【解题必备】离子晶体的物理性质①较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。②硬而脆，无延展性。③不导电，但熔化后或溶于水后能导电。④大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。【变式2-1】碱金属和卤素形成的化合物通常具有的性质是①能溶于水

②水溶液能导电

③熔融状态不导电A．①② B．②③ C．①③ D．①②③【答案】A【解析】碱金属为活泼金属，容易失去电子形成阳离子；卤素单质为活泼非金属单质，容易得到电子形成阴离子；故两者形成的化合物为离子化合物；碱金属的卤化物容易溶于水，水溶液能导电；离子化合物熔融状态能导电；故选A。【变式2-2】离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是A． B．C． D．【答案】C【解析】离子晶体中，离子键越强，熔、沸点越高，而离子所带电荷数越多，半径越小，离子键越强。、、都带2个电荷，、、都带1个电荷，，，故熔点，故选：C。►问题三有关离子晶体的计算【典例3】现有冰晶石(Na3AlF6)的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。(1)冰晶石属于______晶体。(2)冰晶石晶胞(大立方体)中体心处的“”代表的微粒______。(3)晶胞中Na＋的配位数为_____，与Na＋距离相等且最近的Na＋有_____个。(4)计算冰晶石晶体的密度_____________。【答案】（1）离子（2）Na＋（3）68（4）ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×\f(210,NA)g,（a×10－10）3cm3)＝eq\f(840,a3NA)×1030g·cm－3【解析】（1）冰晶石晶体结构中含有Na＋和AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))，属于离子晶体。（2）冰晶石的构成微粒是Na＋和AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))，且二者的个数比为3∶1，图中的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。的个数为8＋12×eq\f(1,4)＝11，故代表，即代表Na＋。（3）晶胞中与Na＋(体心Na＋)相连的AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))分别处于Na＋的上、下、前、后、左、右，故Na＋的配位数为6。以体心Na＋分析，处于8个小立方体心的Na＋与之最近，故与Na＋距离相等且最近的Na＋有8个。(4)晶胞中含Na＋数目为8＋1＋12×eq\f(1,4)＝12，含AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，即晶胞中相当于有4个Na3AlF6，晶胞的质量＝4×eq\f(210,NA)g，晶胞的体积＝(a×10－10)3cm3则晶体的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×\f(210,NA)g,（a×10－10）3cm3)＝eq\f(840,a3NA)×1030g·cm－3。【解题必备】1．常