3.3.1金屬晶體-高二化學(xué)講義（人教版2019選擇性必修2）

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．能描述金屬鍵的成鍵特征。2．能用金屬鍵理論解釋金屬的典型性質(zhì)。3．能利用金屬晶體的通性判斷晶體類型，進(jìn)一步理解金屬晶體中各微粒之間的作用力。4．能舉例說(shuō)明合金的優(yōu)越性能。課前課前預(yù)習(xí)一、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.金屬鍵的本質(zhì)——“電子氣理論”：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，從而把所有的金屬原子維系在一起。這一理論稱為“電子氣理論”。由此可見(jiàn)，金屬晶體跟共價(jià)晶體一樣，是一種“巨分子”。3.金屬鍵的形成(1)金屬原子失去部分或全部外圍電子形成的金屬離子與“脫落”下的自由電子之間存在強(qiáng)烈的相互作用。(2)成鍵粒子：金屬陽(yáng)離子和自由電子。4.金屬鍵的特征：自由電子不是專屬于某個(gè)特定的金屬陽(yáng)離子而是在整塊固態(tài)金屬中自由移動(dòng)。金屬鍵既沒(méi)有方向性，也沒(méi)有飽和性。5.影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素：(1)金屬原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)。(2)單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)。6.存在：金屬鍵存在與金屬單質(zhì)或合金中。7.金屬鍵的強(qiáng)弱及其對(duì)金屬性質(zhì)的影響①金屬鍵的強(qiáng)弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價(jià)電子數(shù)，原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)；反之，金屬鍵越弱。②金屬晶體熔、沸點(diǎn)的高低與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。二、金屬晶體1.概念：金屬原子通過(guò)金屬鍵形成的晶體叫做金屬晶體。2.構(gòu)成微粒：金屬離子和自由電子3.微粒間的相互作用：金屬鍵4.金屬晶體的性質(zhì)①金屬晶體具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。②熔、沸點(diǎn)：金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。A.同周期金屬單質(zhì)，從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點(diǎn)升高。B.同主族金屬單質(zhì)，從上到下(如堿金屬)熔、沸點(diǎn)降低。C.合金的熔、沸點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低。D.金屬晶體熔點(diǎn)差別很大，如汞常溫下為液體，熔點(diǎn)很低；而鐵常溫下為固體，熔點(diǎn)很高。③硬度：金屬鍵越強(qiáng)，晶體的硬度越大。5.電子氣理論解釋金屬材料的有關(guān)性質(zhì)①延展性：當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式,而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。當(dāng)向金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時(shí)，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小而堅(jiān)硬的砂土或碎石一樣，會(huì)使這種金屬的延展性甚至硬度發(fā)生改變，這也是對(duì)金屬材料形成合金以后性能發(fā)生改變的一種比較粗淺的解釋。②導(dǎo)電性：電子氣理論還十分形象地用電子氣在電場(chǎng)中定向移動(dòng)解釋金屬良好的導(dǎo)電性，在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動(dòng)是沒(méi)有方向的，但是在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。注：a.金屬晶體有導(dǎo)電性，但能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是金屬。例如，石墨有導(dǎo)電性卻屬于非金屬。b.還有一大類能導(dǎo)電的有機(jī)高分子化合物，也不屬于金屬。c.金屬導(dǎo)電的粒子是自由電子，導(dǎo)電過(guò)程是物理變化。而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的粒子是自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，導(dǎo)電過(guò)程是化學(xué)變化.③導(dǎo)熱性：A.自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子碰撞而引起能量的交換，當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳遞給金屬陽(yáng)離子。自由電子與金屬陽(yáng)離子頻繁碰撞，從而使能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。B.電導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律：還可用電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞解釋金屬的電導(dǎo)率隨溫度升高而降低的現(xiàn)象。④顏色：由于金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面上時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色以至銀白色光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬的取向雜亂，晶格排列得不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。⑤熔沸點(diǎn)：金屬單質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低和硬度的大小與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來(lái)說(shuō)，金屬鍵的強(qiáng)度主要取決于金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目(價(jià)電子數(shù))。隨著原子半徑的增大，金屬鍵逐漸減弱。單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目(價(jià)電子數(shù))越多，則金屬鍵就越強(qiáng)。如鈉、鎂、鋁的單位體積內(nèi)價(jià)電子數(shù)目逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)；Li、Na、K的原子半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱。所以由Li到Cs，熔、沸點(diǎn)逐漸降低，Na、Mg、Al的熔、沸點(diǎn)逐漸升高，硬度增大。合金的熔點(diǎn)一般比它的各組分純金屬的熔點(diǎn)低。如生鐵比純鐵的熔點(diǎn)低，鈉鉀合金[w(K)在50%~80%范圍內(nèi)]在室溫下呈液態(tài)。6.常見(jiàn)的合金①以鐵為主要成分的碳鋼、錳鋼、不銹鋼等②以銅為主要成分的黃銅、青銅、白銅等(7)電解質(zhì)導(dǎo)電和金屬導(dǎo)電的區(qū)別物質(zhì)類別電解質(zhì)金屬晶體導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)水溶液或熔融狀態(tài)下晶體狀態(tài)導(dǎo)電粒子自由移動(dòng)的離子自由電子導(dǎo)電時(shí)發(fā)生的變化化學(xué)變化物理變化導(dǎo)電能力隨溫度的變化溫度升高導(dǎo)電能力增強(qiáng)溫度升高導(dǎo)電能力減弱知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)一：金屬鍵與金屬晶體1．金屬鍵(1)定義：金屬陽(yáng)離子和自由電子的較強(qiáng)的相互作用叫做金屬鍵。金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽(yáng)離子和自由電子，陽(yáng)離子整體共同吸引自由電子而結(jié)合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用就叫做金屬鍵。(2)成鍵微粒：金屬陽(yáng)離子和自由電子(3)本質(zhì)：金屬陽(yáng)離子和自由電子間的作用叫靜電作用(4)特征：沒(méi)有飽和性和方向性(5)金屬鍵強(qiáng)弱的影響因素：金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目及所帶電荷的多少2．金屬晶體(1)定義：通過(guò)金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的單質(zhì)晶體，叫金屬晶體。(2)微粒間的相互作用：金屬鍵3．電子氣理論經(jīng)典的金屬鍵理論叫做“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬原子上“脫落”下來(lái)的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負(fù)電的“電子氣”，金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。4．金屬通性的解釋⑴金屬導(dǎo)電性的解釋在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子的移動(dòng)是沒(méi)有方向的，但是在外加電場(chǎng)的作用下，自由電子就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。⑵金屬導(dǎo)熱性的解釋自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬陽(yáng)離子碰撞，引起兩者能量的交換。當(dāng)金屬某部分受熱時(shí)，那個(gè)區(qū)域里的自由電子能量增加，運(yùn)動(dòng)速度加快，通過(guò)碰撞，把能量傳給金屬陽(yáng)離子。自由電子在熱的作用下與金屬陽(yáng)離子頻繁碰撞把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。⑶金屬延展性的解釋大多數(shù)金屬具有較好的延展性，與金屬離子和自由電子之間的較強(qiáng)作用有關(guān)。當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，彌漫在金屬原子間的“電子氣”可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。(4)熔沸點(diǎn)金屬單質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低和硬度的大小與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來(lái)說(shuō)，金屬鍵的強(qiáng)度主要取決于金屬元素的原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目(價(jià)電子數(shù))。隨著原子半徑的增大，金屬鍵逐漸減弱。單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目(價(jià)電子數(shù))越多，則金屬鍵就越強(qiáng)。如鈉、鎂、鋁的單位體積內(nèi)價(jià)電子數(shù)目逐漸增多，金屬鍵逐漸增強(qiáng)；Li、Na、K的原子半徑逐漸增大，金屬鍵逐漸減弱。所以由Li到Cs，熔、沸點(diǎn)逐漸降低，Na、Mg、Al的熔、沸點(diǎn)逐漸升高，硬度增大。合金的熔點(diǎn)一般比它的各組分純金屬的熔點(diǎn)低。如生鐵比純鐵的熔點(diǎn)低，鈉鉀合金[w(K)在50%~80%范圍內(nèi)]在室溫下呈液態(tài)。(5)顏色由于金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面上時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色以至銀白色光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬的取向雜亂，晶格排列得不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色?！敬笳锌偨Y(jié)】1.含有陽(yáng)離子的晶體中不一定含有陰離子，例如金屬晶體中只有金屬陽(yáng)離子和自由電子，沒(méi)有陰離子。但晶體中有陰離子時(shí)，一定有陽(yáng)離子。2.當(dāng)向金屬晶體中摻人不同的金屬或非金屬原子時(shí)，就像在滾珠之間摻人了細(xì)小而堅(jiān)硬的砂土或碎石一樣，會(huì)使這種金屬的延展性甚至硬度發(fā)生改變，這也是對(duì)金屬材料形成合金以后性能發(fā)生改變的一種比較粗淺的解釋。純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難。因此合金比純金屬延展性要差。3.金屬鍵的強(qiáng)弱差別很大。例如鈉、鉀的熔點(diǎn)低，存在的金屬鍵較弱，鉻的硬度較大，沸點(diǎn)高，存在的金屬鍵的較強(qiáng)。同主族元素，隨著核電荷數(shù)的增大，金屬原子半徑增大，金屬鍵變?nèi)酰I能減?。煌芷谠?，隨著核電荷數(shù)的增加，金屬原子半徑減小，金屬鍵增強(qiáng)，鍵能增大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高。4.注意：含金屬陽(yáng)離子的晶體中不一定含陰離子，含陽(yáng)離子的晶體不一定含有離子鍵5.金屬共同的物理性質(zhì)：容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。6.在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電的“電子氣”，這些電子氣的運(yùn)動(dòng)是沒(méi)有一定方向的，但在外加電場(chǎng)的條件下電子氣就會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。7.在金屬晶體中，自由電子不專屬于某幾個(gè)特定的金屬離子，它們幾乎均勻地分布在整個(gè)晶體中，被許多金屬離子所共有。金屬離子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是在一定范圍內(nèi)振內(nèi)，而不是自由移動(dòng)。8.當(dāng)向金屬晶體中摻人不同的金屬或非金屬原子時(shí)，就像在滾珠之間摻人了細(xì)小而堅(jiān)硬的砂土或碎石一樣，會(huì)使這種金屬的延展性甚至硬度發(fā)生改變，這也是對(duì)金屬材料形成合金以后性能發(fā)生改變的一種比較粗淺的解釋。純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整。而合金中加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難。因此合金比純金屬延展性要差。9．合金是什么？合金中存在金屬鍵嗎？合金就是由兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬組成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金中含有金屬陽(yáng)離子和自由電子，所以，含有金屬鍵。10．記憶合金是否具有一定的導(dǎo)熱性？為什么？具有。因?yàn)橛洃浐辖鹬幸泊嬖诮饘冁I，也存在金屬陽(yáng)離子和自由電子，所以二者相互碰撞可以傳遞熱量。11．記憶金屬在醫(yī)學(xué)上有何應(yīng)用？鎳鈦合金的生物相容性很好，利用其形狀記憶效應(yīng)和超彈性的醫(yī)學(xué)實(shí)例相當(dāng)多。如血栓過(guò)濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、腦動(dòng)脈瘤夾、接骨板、髓內(nèi)針、人工關(guān)節(jié)、避孕器、心臟修補(bǔ)元件、人造腎臟用微型泵等。(此答案合理即可)。12．導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，那么金屬晶體導(dǎo)熱過(guò)程中電子氣中的自由電子擔(dān)當(dāng)什么角色？金屬容易導(dǎo)熱，是由于電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。13．金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電有什么不同？金屬導(dǎo)電的微粒是電子，離子晶體熔融狀態(tài)下或溶于水后導(dǎo)電的微粒是陽(yáng)離子和陰離子；金屬導(dǎo)電過(guò)程不生成新物質(zhì)，屬物理變化，而電解質(zhì)導(dǎo)電的同時(shí)要在陰、陽(yáng)兩極生成新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化，故兩者導(dǎo)電的本質(zhì)是不同的。14．金屬鍵強(qiáng)弱的影響因素金屬鍵的強(qiáng)弱取決于金屬陽(yáng)離子所帶電荷及陽(yáng)離子半徑的大小。一般來(lái)說(shuō)，金屬陽(yáng)離子所帶電荷越多，陽(yáng)離子半徑越小，金屬鍵就越強(qiáng)。15．“電子氣理論”對(duì)金屬性質(zhì)的解釋(1)金屬的導(dǎo)電性在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電荷的“電子氣”，“電子氣”的運(yùn)動(dòng)是沒(méi)有方向的，但在外加電場(chǎng)的作用下“電子氣”會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，從而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電，如圖所示：(2)金屬的導(dǎo)熱性金屬容易導(dǎo)熱，是由于“電子氣”中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞，從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。(3)金屬的延展性當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不會(huì)改變?cè)瓉?lái)的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下發(fā)生形變，也不易斷裂，因此，金屬都有良好的延展性。如圖所示：金屬晶體微觀結(jié)構(gòu)與其物理性質(zhì)的關(guān)系16．金屬晶體中有金屬陽(yáng)離子和自由電子，兩者間的強(qiáng)烈相互作用形成金屬鍵，金屬鍵無(wú)方向性和飽和性，這些特點(diǎn)決定了金屬晶體的物理性質(zhì)，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性等。17．在不通電的情況下，金屬晶體中的自由電子在整塊金屬中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。在外加電場(chǎng)作用下，自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流。但金屬陽(yáng)離子只在一定范圍內(nèi)振動(dòng)，而不會(huì)自由移動(dòng)，溫度升高，碰撞次數(shù)增多，電阻增大，金屬導(dǎo)電能力變?nèi)?，這與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是有區(qū)別的。典型例題典型例題【例1】金屬鍵的實(shí)質(zhì)是A．金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的相互排斥B．陰、陽(yáng)離子之間的相互作用C．金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的相互吸引D．金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的相互作用【答案】D【解析】金屬晶體中存在金屬陽(yáng)離子和自由電子之間的吸引作用，金屬陽(yáng)離子之間的排斥作用、自由電子之間的排斥作用，故選：D?！纠?】下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是A．用鉑金做首飾不能用金屬鍵理論解釋B．固態(tài)和熔融時(shí)易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右的晶體可能是金屬晶體C．Al、Na、Mg的熔點(diǎn)逐漸升高D．溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好【答案】B【解析】A．用鉑金做首飾利用了金屬晶體的延展性，能用金屬鍵理論解釋，A錯(cuò)誤；B．金屬晶體在固態(tài)和熔融時(shí)能導(dǎo)電，其熔點(diǎn)差異很大，故題設(shè)條件下的晶體可能是金屬晶體，B正確；C．一般來(lái)說(shuō)，金屬中單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬元素的原子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，故金屬鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)锳l>Mg>Na，其熔點(diǎn)的高低順序?yàn)锳l>Mg>Na，C錯(cuò)誤；D．金屬的導(dǎo)電性隨溫度的升高而降低，溫度越高，其導(dǎo)電性越差，D錯(cuò)誤；故選：B?！纠?】要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔點(diǎn)的高低和硬度的大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說(shuō)法正確的是A．金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鋁 B．堿金屬的熔點(diǎn)從到是逐漸增大的C．金屬鋁的硬度大于金屬鈉 D．金屬鈣的硬度小于金屬鋇【答案】C【解析】A．鎂離子的半徑比鋁離子大且所帶電荷數(shù)少，所以金屬鎂的金屬鍵比金屬鋁弱，熔點(diǎn)和硬度都小，A錯(cuò)誤；B．從到，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷數(shù)相同，金屬鍵逐漸減弱，熔點(diǎn)和硬度都逐漸減小，B錯(cuò)誤；C．因離子的半徑小而所帶電荷數(shù)多，故金屬鋁的金屬鍵比金屬鈉強(qiáng)，所以金屬鋁的熔點(diǎn)和硬度比金屬鈉都大，C正確；D．鈣離子的半徑比鋇離子小而所帶電荷數(shù)相同，則金屬鈣的金屬鍵比金屬鋇強(qiáng)，所以金屬鈣的熔點(diǎn)和硬度比金屬鋇都大，D錯(cuò)誤；故選C。【例4】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)與金屬離子發(fā)生碰撞，傳遞了能量D．金屬晶體具有良好的延展性，是因?yàn)榻饘倬w中的原子層可以滑動(dòng)而不破壞金屬鍵【答案】A【解析】金屬中的自由電子吸收了可見(jiàn)光，又把各種波長(zhǎng)的光大部分再反射出來(lái)，因而金屬一般顯銀白色光澤；金屬具有導(dǎo)電性是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下，自由電子定向移動(dòng)形成電流；導(dǎo)熱性是自由電子受熱后，與金屬離子發(fā)生碰撞，傳遞能量；良好的延展性是因?yàn)樵訉踊瑒?dòng)，但金屬鍵未被破壞。強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1．下列說(shuō)法正確的是A．分子晶體中一定存在共價(jià)鍵 B．金屬鍵有飽和性和方向性C．金屬晶體一定具有較高的熔點(diǎn) D．離子鍵越強(qiáng)，離子晶體硬度越大【答案】D【詳解】A．分子晶體中可能存在共價(jià)鍵，也可能沒(méi)有共價(jià)鍵，比稀有氣體形成的分子晶體，故A錯(cuò)誤；B．金屬鍵屬于整個(gè)晶體，沒(méi)有飽和性和方向性，故B錯(cuò)誤；C．金屬晶體不一定具有較高的熔點(diǎn)，比如汞常溫時(shí)為液態(tài)，熔點(diǎn)低，故C錯(cuò)誤；D．離子鍵越強(qiáng)，離子晶體硬度越大，故D正確。綜上所述，答案為D。2．根據(jù)表中幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，判斷下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是物質(zhì)單質(zhì)M熔點(diǎn)/℃19023002830A．為離子晶體 B．單質(zhì)M可能是共價(jià)晶體C．是分子晶體 D．的熔點(diǎn)比金剛石低【答案】A【詳解】A．的熔點(diǎn)為190℃，熔點(diǎn)較低，因此為分子晶體，故A錯(cuò)誤；B．單質(zhì)M的熔點(diǎn)為2300℃，熔點(diǎn)高，可能是共價(jià)晶體，故B正確；C．的熔點(diǎn)為?70℃，熔點(diǎn)低，因此為分子晶體，故C正確；D．中C?Si鍵比金剛石中C?C鍵鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，鍵能小，因此的熔點(diǎn)比金剛石低，故D正確。綜上所述，答案為A。3．下列敘述中正確選項(xiàng)的個(gè)數(shù)是①含有共價(jià)鍵的化合物不一定是共價(jià)化合物；②原子間以極性鍵結(jié)合而成的分子必定是極性分子；③只含有共價(jià)鍵的物質(zhì)一定是共價(jià)化合物；

④離子晶體中可能含有共價(jià)鍵，但一定含有金屬元素；⑤不含非極性共價(jià)鍵的分子晶體一定是共價(jià)化合物；⑥熔化不導(dǎo)電的化合物一定是共價(jià)化合物；⑦分子晶體中一定含有共價(jià)鍵；⑧離子晶體都是化合物；⑨冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂。A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè)【答案】B【詳解】①含有共價(jià)鍵的化合物可能是離子化合物，也可能是共價(jià)化合物，因此不一定是共價(jià)化合物；正確；②原子間以極性鍵結(jié)合而成的分子，若空間排列的對(duì)稱的就是非極性分子，否則就是極性分子，錯(cuò)誤；③只含有共價(jià)鍵的物質(zhì)可能是非金屬單質(zhì)，也可能是共價(jià)化合物，錯(cuò)誤；④離子晶體中可能含有共價(jià)鍵，但不一定含有金屬元素，如NH4Cl只含有非金屬元素，錯(cuò)誤；⑤不含非極性共價(jià)鍵的分子晶體可以是單質(zhì)，錯(cuò)誤；⑥熔化不導(dǎo)電的化合物沒(méi)有離子，因此一定是共價(jià)化合物，正確；⑦惰性氣體是單原子分子，分子中無(wú)共價(jià)鍵，因此分子晶體中不一定含有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；⑧離子晶體是由陽(yáng)離子、陰離子構(gòu)成的離子化合物，因此都是化合物，正確；⑨冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生不斷裂，斷裂的是分子間作用力和氫鍵，錯(cuò)誤。故正確的是①⑥⑧，選項(xiàng)是B。4．鍶(Sr)元素與鎂元素是同主族元素，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．單質(zhì)Sr保存在煤油中 B．的堿性比強(qiáng)C．是離子晶體 D．的分解溫度比低【答案】D【詳解】A．鍶(Sr)元素與鎂元素是同主族元素，則與Ca也同周期，同主族元素自上而下金屬性增強(qiáng)，所以Sr的活潑性比Ca要強(qiáng)，則易和空氣中的氧氣、水蒸氣等反應(yīng)，其密度比煤油大，所以可以保存在煤油中，A正確；B．同主族元素自上而下金屬性增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物的水化物的堿性增強(qiáng)，所以的堿性比強(qiáng)，B正確；C．Sr金屬性很強(qiáng)，而Cl的非金屬性較強(qiáng)，所以是有Sr2+和Cl構(gòu)成的離子晶體，C正確；D．Sr2+的半徑要大于Mg2+，對(duì)O的吸引力較小，不容易與碳酸根中的O形成離子鍵，所以的分解溫度比高，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為D。5．下列說(shuō)法正確的是A．和所含化學(xué)鍵類型完全相同，陽(yáng)離子和陰離子的個(gè)數(shù)比分別為1∶1和1∶2B．因?yàn)榉肿娱g存在氫鍵，所以比穩(wěn)定C．溶于水和干冰升華都只有分子間作用力改變D．是含非極性鍵和極性鍵的極性分子【答案】D【詳解】A．Na2O2含有非極性共價(jià)鍵和離子鍵，陽(yáng)離子和陰離子個(gè)數(shù)比為2:1，CaH2只含離子鍵，陽(yáng)離子和陰離子個(gè)數(shù)比為1:2，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．非金屬氫化物的穩(wěn)定性取決于非金屬元素的非金屬性強(qiáng)弱，因?yàn)镹原子半徑小于P原子，所以N的非金屬性比P強(qiáng)，NH3比PH3穩(wěn)定，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．CO2溶于水生成H2CO3是化學(xué)變化，分子內(nèi)碳氧鍵發(fā)生改變，干冰升華是物理變化，只改變分子間作用力，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．H2O2的結(jié)構(gòu)式為HOOH，是含有非極性鍵和極性鍵的極性分子，D選項(xiàng)正確；答案選D。6．元素周期表中VA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛。HNO3常用于制硝酸銨、硝酸鉀等；H3PO2是一元酸，可由PH3制得，PH3(g)燃燒放出大量熱，其燃燒熱為；砷化鎵可用作半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示；鉍(Bi)熔點(diǎn)為271.3℃，鉍酸鈉(NaBiO3)不溶于水，有強(qiáng)氧化性，能與Mn2+反應(yīng)生成和Bi3+。下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是A．液氨具有還原性，可用作制冷劑B．P2O5能與堿反應(yīng)，可用作干燥劑C．鉍熔點(diǎn)低，可制成合金用作電器保險(xiǎn)絲D．砷化鎵硬度大，可用作半導(dǎo)體材料【答案】C【詳解】A．液氨氣化時(shí)吸熱，可用作制冷劑，而與還原性無(wú)關(guān)，A不符合題意；B．干燥劑的作用是吸水，P2O5能與水反應(yīng)，可用作干燥劑，B不符合題意；C．電路中安置保險(xiǎn)絲，在電流異常升高到一定的高度和熱度時(shí)，自身熔斷切斷電流，保護(hù)電路安全運(yùn)行，鉍熔點(diǎn)低，可制成合金用作電器保險(xiǎn)絲，C符合題意；D．砷化鎵硬度大，可制成軸承、齒輪等，而用作半導(dǎo)體材料，應(yīng)具有導(dǎo)電性，D不符合題意；故選C。7．有四種不同堆積方式的金屬晶體的晶胞如圖所示，有關(guān)說(shuō)法不正確的是A．①為簡(jiǎn)單立方堆積，②為六方最密堆積，③為體心立方堆積，④為面心立方最密堆積B．每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為：①1個(gè)，②2個(gè)，③2個(gè)，④4個(gè)C．晶胞中原子的配位數(shù)分別為：①6，②8，③12，④12D．空間利用率的大小關(guān)系為：①<②<③＝④【答案】A【詳解】A．①為簡(jiǎn)單立方堆積，②為體心立方堆積，③為六方最密堆積，④為面心立方最密堆積，②與③判斷有誤，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．每個(gè)晶胞含有的原子數(shù)分別為：①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B項(xiàng)正確；C．晶胞①中原子的配位數(shù)應(yīng)6，②中原子的配位數(shù)應(yīng)8，③中原子的配位數(shù)應(yīng)12，④中原子的配位數(shù)應(yīng)12，其他判斷正確，C項(xiàng)正確；D．四種晶體的空間利用率分別為52%、68%、74%、74%，D項(xiàng)正確。答案選A。8．在固體狀態(tài)下和都是離子晶體，已知晶體中含有正四面體形的陽(yáng)離子和八面體形的陰離子，下列說(shuō)法不正確的是A．晶體中八面體的陰離子的結(jié)構(gòu)：B．的完全水解產(chǎn)物是C．與更容易形成D．比更容易水解【答案】C【分析】由五氯化磷晶體中含有正四面體形的陽(yáng)離子和八面體形的陰離子可知，陽(yáng)離子為正四面體形的離子、陰離子為正八面體形的離子。【詳解】A．由分析可知，五氯化磷晶體中陰離子為正八面體形的離子，離子的空間結(jié)構(gòu)為，故A正確；B．五氯化磷分子中磷元素的化合價(jià)為+5價(jià)，由水解反應(yīng)的原理可知，五氯化磷完全水解生成磷酸和鹽酸，故B正確；C．溴離子的離子半徑大于氯離子，所以與氯離子相比，溴離子不易與磷原子形成離子，故C錯(cuò)誤；D．溴原子的原子半徑小于氯原子，磷溴鍵的鍵長(zhǎng)小于磷氯鍵，則磷溴鍵弱于磷氯鍵，所以五溴化磷比五氯化磷更容易水解，故D正確；故選C。9．某鈣鈦礦型氧化物的晶體如圖所示，其中A為鑭系金屬離子，B為過(guò)渡金屬離子，O為氧離子。下列說(shuō)法不正確的是A．A和O聯(lián)合組成面心立方最密堆積B．B離子占據(jù)八面體空隙，占據(jù)率25%C．A離子的配位數(shù)是12D．O2離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)：(1/2，0，0)，(0，1/2，0)，(0，0，1/2)【答案】D【詳解】A．A原子位于正方體的8個(gè)頂點(diǎn)，O原子為正方體的面心，所以A和O聯(lián)合組成面心立方最密堆積，故A正確；B．B離子占據(jù)O原子圍成的八面體空隙，每個(gè)晶胞能組成4個(gè)相同的八面體，而每個(gè)晶胞只有1個(gè)B離子，所以有占據(jù)率25%，故B正確；C．A和O聯(lián)合組成面心立方最密堆積，所以A離子的配位數(shù)是12，故C正確；D．O2離子位于面心，而坐標(biāo)點(diǎn)(1/2，0，0)，(0，1/2，0)，(0，0，1/2)都位于楞上，故D錯(cuò)誤；選D。10．Li2O的BornHaber循環(huán)如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．金屬鋰的原子化熱為318kJ/mol B．Li的第一電離能為1040kJ/molC．O=O鍵的鍵能為249kJ/mol D．的晶格能為2908kJ/mol【答案】D【詳解】A．由圖中2molLi(g)轉(zhuǎn)變成2molLi(g)所需要的能量為318kJ可知，金屬鋰的原子化熱為=159kJ/mol，A錯(cuò)誤；

B．由圖中2molLi(g)轉(zhuǎn)變成2molLi+(g)所需要的能量為1040kJ可知Li的第一電離能為=520kJ/mol，B錯(cuò)誤；C．由圖中O2(g)轉(zhuǎn)化為1molO(g)所需要的能量為249kJ可知，O=O鍵鍵能為氧氣分子變?yōu)檠踉铀枘芰繛?×249kJ/mol=498kJ/mol，即鍵能為498kJ/mol，C錯(cuò)誤；D．晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量，圖中2Li+(g)+O2(g)=Li2O(s)=2908kJ/mol，則Li2O的晶格能為2908kJ/mol，D正確；故答案為：D。11．填空。(1)MgCl2的熔點(diǎn)714℃，MgO熔點(diǎn)2852℃，從結(jié)構(gòu)上看其原因是。(2)金剛石是自然界硬度最大的物質(zhì)，硫磺則脆而易碎，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看其原因是。【答案】(1)O2離子比Cl半徑小、電荷高，MgO中離子鍵比MgCl2中離子鍵強(qiáng)，故熔點(diǎn)更高(2)金剛石是共價(jià)(原子)晶體，硫磺是分子晶體，金剛石中碳碳共價(jià)鍵比硫磺分子間作用力強(qiáng)得多，故金剛石比硫磺硬度大得多【解析】(1)MgCl2和MgO都是離子晶體，O2離子比Cl半徑小、電荷高，所以MgO中離子鍵比MgCl2中離子鍵強(qiáng)，熔化需克服的鍵能高，故熔點(diǎn)更高，即O2離子比Cl半徑小、電荷高，MgO中離子鍵比MgCl2中離子鍵強(qiáng)，故熔點(diǎn)更高；(2)金剛石是C原子之間通過(guò)共價(jià)鍵形成的共價(jià)(原子)晶體，硫磺是S原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合成的分子，屬于分子晶體，金剛石中碳碳共價(jià)鍵比硫磺分子間作用力強(qiáng)得多，故金剛石比硫磺硬度大得多，即金剛石是共價(jià)(原子)晶體，硫磺是分子晶體，金剛石中碳碳共價(jià)鍵比硫磺分子間作用力強(qiáng)得多，故金剛石比硫磺硬度大得多。12．(1)①NaCl、②干冰、③冰、④Na2O2、⑤白磷(P4)、⑥硫黃、⑦Na2CO3，以上物質(zhì)中屬于離子晶體的是(填序號(hào)，下同)；屬于分子晶體的是。(2)氯化鋇是無(wú)色晶體，溶于水，水溶液能導(dǎo)電，熔點(diǎn)963℃，沸點(diǎn)1560℃。它可能屬于晶體?！敬鸢浮竣佗堍撷冖邰茛揠x子【詳解】（1）NaCl、Na2O2、Na2CO3均為離子化合物，形成離子晶體；干冰、冰、白磷、硫黃均由分子構(gòu)成，形成分子晶體；故答案為：①④⑦；②③⑤⑥；（2）據(jù)BaCl2的物理性質(zhì)可知，BaCl2熔沸點(diǎn)較高，水溶液能導(dǎo)電，則BaCl2應(yīng)為離子晶體。13．回答下列問(wèn)題：(1)氯化氫的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于溴化氫的原因。(2)純金屬內(nèi)所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整，加入其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難，所以合金的硬度一般都較大。請(qǐng)解釋合金的熔點(diǎn)一般都小于其組分金屬(或非金屬)熔點(diǎn)的原因?！敬鸢浮?1)氯原子半徑比溴原子??；鍵能大于(2)同一種金屬原子結(jié)合時(shí)，粒子分布均勻，作用力相對(duì)較強(qiáng)，當(dāng)加入其他原子時(shí)，金屬內(nèi)部粒子分布不均勻，作用力減弱，熔點(diǎn)降低【解析】(1)HCl和HBr屬于共價(jià)化合物，因?yàn)镃l的原子半徑小于Br的半徑，H－Cl的鍵能大于H－Br，斷裂H－Cl吸收的能量大于斷裂H－Br吸收的能量，因此氯化氫的熱穩(wěn)定性