2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.1金屬晶體學(xué)案新人教版選擇性必修2

PAGE8-金屬晶體【學(xué)法指導(dǎo)】1.借助金屬晶體等模型相識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.知道金屬鍵的特點(diǎn)與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。3.相識(shí)金屬晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。【基礎(chǔ)梳理】一、金屬鍵1.概念：金屬原子脫落下來(lái)的形成遍布整塊晶體的“”被全部原子所共用，從而把全部的金屬原子維系在一起。2.成鍵微粒：與自由電子。3.存在：金屬單質(zhì)與中。4.金屬鍵沒(méi)有，也沒(méi)有飽和性。微點(diǎn)撥：常溫下，絕大多數(shù)金屬單質(zhì)和合金都是金屬晶體，但汞除外，因汞在常溫下呈液態(tài)。金屬晶體的熔沸點(diǎn)差別較大。金屬陽(yáng)離子半徑越，所帶電荷數(shù)越，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。二、金屬晶體1.定義：金屬原子之間通過(guò)相互結(jié)合形成的晶體，叫做金屬晶體。2.組成粒子：金屬陽(yáng)離子和自由電子。3.微粒間的作用力：金屬鍵微點(diǎn)撥：①在金屬晶體中有陽(yáng)離子，但沒(méi)有陰離子，所以，晶體中有陽(yáng)離子不肯定有陰離子，若有陰離子，則肯定有陽(yáng)離子。②在金屬晶體中，不存在單個(gè)分子或原子，金屬單質(zhì)或合金(晶體鍺、灰錫除外)屬于金屬晶體。③金屬晶體是一個(gè)“巨分子”。三、電子氣理論說(shuō)明金屬的物理性質(zhì)(1)金屬延展性的說(shuō)明當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生回相對(duì)，但不變，金屬離子與自由電子形成的電子氣沒(méi)有破壞，所以金屬有良好的延展性。(2)金屬導(dǎo)電性的說(shuō)明在金屬晶體中，充溢著帶負(fù)電的“電子氣”（自由電子），這些電子氣的運(yùn)動(dòng)是沒(méi)有肯定方向的，但在外加電場(chǎng)的條件下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成電流，所以金屬簡(jiǎn)單導(dǎo)電。不同的金屬導(dǎo)電實(shí)力不同，導(dǎo)電性最強(qiáng)的三中金屬是：Ag、Cu、Al。(3)金屬導(dǎo)熱性的說(shuō)明自由電子移運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子相互碰撞，在碰撞過(guò)程中發(fā)生能量交換。當(dāng)金屬的某一部分受熱時(shí)，從區(qū)域獲得能量的電子會(huì)向別處運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，將能量從溫度高的區(qū)域傳遞到溫度低的區(qū)域，最終使整塊金屬的溫度趨于一樣。金屬的導(dǎo)熱性可以說(shuō)明生活中常見(jiàn)的些現(xiàn)象。比如，在冬天我們感覺(jué)金屬制品比木制品更涼，緣由是當(dāng)人接觸到金屬時(shí)，金屬很快將人體的熱量傳遞出去，因?yàn)槟局破凡灰讓?dǎo)熱所以當(dāng)人接觸到木制品時(shí)，身體的熱量不易散失。(4)有金屬光澤的說(shuō)明金屬晶體內(nèi)部存在自由電子，當(dāng)光線(xiàn)投射到金屬表面時(shí)，自由電子汲取可見(jiàn)光，然后又把各種波長(zhǎng)的光大部分再反射出來(lái),這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)銀灰色或銀白色光澤。而金屬在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬原子的取向雜亂，排列不規(guī)則，汲取可見(jiàn)光后不能再反射出來(lái)，所以金屬粉末常呈暗灰色或黑色。?名師點(diǎn)撥——金屬與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的比較晶體類(lèi)型電解質(zhì)金屬晶體

導(dǎo)電時(shí)的狀態(tài)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電時(shí)發(fā)生的變更導(dǎo)電實(shí)力隨溫度的變更整理與提升——三種晶體類(lèi)型與性質(zhì)的比較晶體類(lèi)型共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體概念作用力構(gòu)成微粒物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性實(shí)例金剛石、二氧化硅、晶體硅、碳化硅

Ar、S等Au、Fe、Cu、鋼鐵等題型一：金屬鍵與金屬晶體【典例1】下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說(shuō)法正確的是()A.金屬鍵具有方向性與飽和性B.金屬鍵是金屬離子與自由電子間的相互作用C.金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵谕饧与妶?chǎng)作用下產(chǎn)生自由電子D.金屬具有光澤是因?yàn)榻饘匐x子汲取并放出可見(jiàn)光【典例2】按下列四種有關(guān)性質(zhì)的敘述,可能屬于金屬晶體的是(

)A.由分子間作用力結(jié)合而成,熔點(diǎn)很低

B.固體易導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1000℃左右

C.由共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀晶體,熔點(diǎn)很高

D.固體不導(dǎo)電,但溶于水或熔融后能導(dǎo)電【典例3】物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論推出，金屬晶體中金屬離子與自由電子之間劇烈的相互作用，叫金屬鍵。金屬鍵越強(qiáng)，其金屬的硬度越大，熔沸點(diǎn)越高。據(jù)探討表明，一般說(shuō)來(lái)，金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)。由此推斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.鎂的硬度小于鋁 B.鎂的熔沸點(diǎn)低于鈣C.鎂的硬度大于鉀 D.鈣的熔沸點(diǎn)高于鉀題型二：用電子氣理論說(shuō)明金屬的物理性質(zhì)【典例4】金屬具有的通性是(

)①具有良好的導(dǎo)電性②具有良好的導(dǎo)熱性③具有延展性④都具有較髙的溶點(diǎn)⑤通常狀況下都是固體⑥都具有很大的硬度A.①②③

B.②④⑥

C.④⑤⑥

D.①③⑤【典例5】下列關(guān)于金屬的敘述中,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劇烈相互作用,其實(shí)質(zhì)也是一種靜電作用

B.金屬鍵可以看作是很多原子共用很多電子所形成的劇烈的相互作用,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)題型三：分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體的比較【典例6】下列有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.金屬晶體在熔化時(shí)，金屬鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)化學(xué)鍵不被破壞B.白磷晶體中，結(jié)構(gòu)粒子之間通過(guò)分子間作用力結(jié)合C.石英晶體是干脆由硅原子和氧原子通過(guò)共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體D.構(gòu)成分子晶體的結(jié)構(gòu)粒子中肯定存在共價(jià)鍵【課后練習(xí)】1.關(guān)于晶體的下列說(shuō)法正確的是(

)A.任何晶體中,若含有陽(yáng)離子就肯定有陰離子

B.原子晶體中只含有共價(jià)鍵

C.原子晶體的熔點(diǎn)肯定比金屬晶體的高

D.離子晶體中只含有離子鍵,不含有共價(jià)鍵2.金屬的下列性質(zhì)中,不能用金屬的電子氣理論加以說(shuō)明的是(

)A.易導(dǎo)熱

B.易導(dǎo)電

C.只能作還原劑

D.有延展性3.下列各物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由高到低的依次排列正確的是(

)A.

B.

C.

D.石墨金剛石4.下列說(shuō)法正確的是(

)A.金屬的通性表明金屬具有類(lèi)似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相同的化學(xué)鍵類(lèi)型

B.金屬原子之間的相互作用即為金屬鍵

C.電子很小,不行能是形成化學(xué)鍵的粒子

D.金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽(yáng)離子的半徑無(wú)關(guān)5.下列有關(guān)金屬的說(shuō)法正確的是(

)A.金屬原子的核外電子在金屬中都是自由電子

B.金屬不透亮且具有金屬光澤與自由電子有關(guān)

C.金屬原子在化學(xué)變更中失去的電子數(shù)越多,其還原性越強(qiáng)

D.金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是金屬陽(yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下的定向移動(dòng)6.金屬具有延展性的緣由是(

)A.金屬原子半徑都較大,價(jià)電子數(shù)較少

B.金屬受外力作用變形時(shí),金屬陽(yáng)離子與自由電子間仍保持較劇烈的作用

C.金屬中大量自由電子受外力作用時(shí),運(yùn)動(dòng)速率加快

D.自由電子受外力作用時(shí)能快速傳遞能量7.下列關(guān)于晶體的說(shuō)法，肯定正確的是（）A.分子晶體中都存在共價(jià)鍵B.如上圖，晶體中每個(gè)和12個(gè)相緊鄰C.晶體中每個(gè)硅原子與兩個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合D.金屬晶體的熔點(diǎn)都比分子晶體的熔點(diǎn)高8.下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高的依次排列的是()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs9.鐵有δ、γ、α三種同素異形體，如下圖所示，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法不正確的是（）

A．將鐵加熱到1500°C分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類(lèi)型相同B．α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有6個(gè)C．若δ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm，α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm，則兩種晶體密度比為2b3:a3D．δ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子等距離且最近的鐵原子有8個(gè)10.金屬鈉晶體為體心立方晶格(如圖),試驗(yàn)測(cè)得鈉的密度為ρ(g?cm?3).已知鈉的相對(duì)原子質(zhì)量為a,阿伏加德羅常數(shù)為(molC?1),假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對(duì)角線(xiàn)上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑為()

A.

B.

C.

D.

答案及解析1.答案：B解析：A不正確,金屬晶體中有金屬陽(yáng)離子,但沒(méi)有陰離子。原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體是原子晶體,B正確。C中不肯定,例如金屬鎢的熔點(diǎn)就高于很多原子晶體的熔點(diǎn)。含有離子鍵的化合物是離子化合物,即在離子晶體中,可以含有共價(jià)鍵,例如氫氧化鈉,D不正確。答案選B。2.答案：C3.答案：D解析：晶體熔點(diǎn)的凹凸取決于該晶體的結(jié)構(gòu)和粒子間作用力的大小。A項(xiàng)物質(zhì)均為結(jié)構(gòu)相像的分子晶體,其熔點(diǎn)凹凸取決于分子間作用力的大小,一般來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)相像的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔點(diǎn)越高,A項(xiàng)不正確;B項(xiàng)物質(zhì)均為離子晶體,離子晶體熔點(diǎn)凹凸取決于晶格能的大小,一般來(lái)說(shuō),離子的半徑越小,電荷數(shù)越多,晶格能越大,熔點(diǎn)越高,B項(xiàng)不正確;C項(xiàng)物質(zhì)均為同主族的金屬晶體,其熔點(diǎn)凹凸取決于金屬鍵的強(qiáng)弱,而金屬鍵的鍵能由金屬原子的半徑、價(jià)電子數(shù)確定,金屬原子半徑依Li~的依次增大,價(jià)電子數(shù)相同,故熔點(diǎn)應(yīng)是Li最高,最低,C項(xiàng)不正確;D項(xiàng),金剛石和均為原子晶體,原子晶體的熔點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的鍵能,而共價(jià)鍵的鍵能與鍵長(zhǎng)成反比,石墨中鍵鍵長(zhǎng)比金剛石中鍵的鍵長(zhǎng)更短些,所以石墨的熔點(diǎn)比金剛石略高,金剛石的熔點(diǎn)又比高。4.答案：A解析：金屬具有特別的金屬光澤、較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及延展性等通性,多數(shù)金屬具有較高的密度、硬度、熔點(diǎn)和沸點(diǎn),這些共同性質(zhì)表明金屬具有類(lèi)似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相同的化學(xué)鍵類(lèi)型。金屬陽(yáng)離子與自由電子之間存在著較強(qiáng)的相互作用,這種相互作用稱(chēng)為金屬鍵。金屬晶體中金屬陽(yáng)離子的半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用力越強(qiáng)。5.答案：B解析：一般說(shuō)金屬的價(jià)電子是自由電子而不是核外全部的電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬的還原性與失去的電子數(shù)多少無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是自由電子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)形成電流,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.答案：B解析：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)變更原來(lái)的排列方式,而且充溢在金屬原子間的電子氣可以起到類(lèi)似軸承中滾珠之間潤(rùn)滑劑的作用,所以金屬一般都有良好的延展性。7.答案：B解析：分子晶體中不都存在共價(jià)鍵,例如稀有氣體的晶體,其中不含有共價(jià)鍵,故A錯(cuò)誤;從圖可以看出晶體中每個(gè)和12個(gè)相緊鄰,故B正確;晶體中每個(gè)硅原子與四個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合,故C錯(cuò)誤;熔融時(shí)化學(xué)鍵沒(méi)有破壞的晶體不肯定是金屬晶體,例如分子晶體熔融有些化學(xué)鍵也沒(méi)有變更,故D錯(cuò)誤。8.答案：C9.答案：A解析：A.