2018-2019学年鲁科版高中化学选修3：第2节金属晶体与离子晶体学案（含答案）

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1、第 2 节 金属晶体与离子晶体1能用金属键和离子键的理论解释金属晶体和离子晶体的物理性质。(重点)2了解金属晶体的三种原子堆积模型和几种典型离子晶体的晶胞结构。(难点)3了解晶格能的概念和意义。金 属 晶 体基础初探1概念金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。2特点由于金属键没有饱和性和方向性，从而导致金属晶体最常见的结构型式具有堆积密度大、原子配位数高、能充分利用空间等特点。3常见堆积方式三种典型结构型式面心立方最密堆积 A1 体心立方密堆积 A2 六方最密堆积 A3常见金属Ca，Cu，Au，Al，Pd，Pt，AgLi，Na，K，Ba，W，FeMg，Zn，Ti结构示意图配位数 12 8

2、12晶体结构 面心立方晶胞 体心立方晶胞 六方晶胞4.物理通性金属晶体具有金属光泽，有良好的导电、导热和延展性。1金属在发生变形延展时，金属键断裂吗？【提示】 不断裂。2金属在通常状况下都是晶体吗？金属晶体的性质与哪些因素有关？【提示】 不是，如汞；金属键和金属原子的堆积方式决定金属的性质。核心突破1金属物理通性的解释2金属晶体熔点的影响因素同类型的金属晶体的熔点由金属阳离子半径、离子所带的电荷决定，阳离子半径越小，所带电荷越多，相互作用力就越强，熔点就越高。例如熔点：LiNaKRbCs，NaMgAl。题组冲关1金属能导电的原因是( )A金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B金属晶体

3、中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D金属晶体在外加电场作用下可失去电子【解析】 金属原子失去电子后变为金属离子，失去的电子称为自由电子，自由电子可以在金属晶体中自由移动，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。【答案】 B2关于金属晶体的体心立方密堆积的结构型式的叙述中，正确的是( )A晶胞是六棱柱 B属于 A2型最密堆积C每个晶胞中含 4 个原子 D配位数为 12【解析】 金属晶体的体心立方密堆积的晶胞是平行六面体，体心立方密堆积的堆积方式为立方体的顶点和体心各有 1 个原子，属于 A2型最密堆积，每个晶胞中含有8 12

4、 个原子，A 2型的配位数为 8。18【答案】 B3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少B金属晶体中有自由电子C金属原子的原子半径大D金属键没有饱和性和方向性【解析】 这是因为借助于没有方向性的金属键形成的金属晶体的结构中，都趋向于使原子吸引尽可能多的原子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。【答案】 D4下列关于金属晶体的叙述正确的是( )A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B金属离子与自由电子之间有强烈的相互作用，在一定外力作用下，不因形变而消失C钙的熔点低于钾D温度越高，金属的导电性越好【解析】 A 项，汞在常温

5、下为液态；C 项，由于原子半径 r(Ca) r(K)且价电子数CaK，所以金属键 CaK，故熔点 CaK。【答案】 B离 子 晶 体基础初探1概念由阳离子和阴离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列而形成的晶体。2常见 AB 型的离子晶体晶体类型 NaCl 型 CsCl 型 ZnS 型晶体结构模型配位数 6 8 4晶胞中微粒数Na 4Cl 4Cs 1Cl 1Zn2 4S2 4符号类型Li、Na、K、Rb 的卤化物、AgF、MgO 等CsBr、CsI、NH 4Cl 等 BeO、BeS 等3.晶格能(1)概念：将 1 mol 离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量。(2)意义：衡量离子

6、键的强弱。晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定。(3)影响因素：晶格能 ，即与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离q1q2r成反比。与离子晶体的结构型式有关。4特性(1)熔点、沸点较高，而且随着离子电荷的增加，离子间距的缩短，晶格能增大，熔点升高。(2)一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。(3)在固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。离子晶体的化学式是表示真正的分子构成吗？【提示】 不是。离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子个数比，并不代表分子构成，所以离子晶体中不存在分子。核心突破对离子晶体特性的理解1离子晶体熔、沸点的比较：一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离

7、子半径越小，则离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高，如 Al2O3MgO；NaClCsCl 等。2对于离子晶体的熔、沸点，要注意“一般来说”和“较高”等字词。 “一般来说”说明离子晶体的熔、沸点还有些特例；“较高”是与其他晶体类型比较的结果。3离子晶体的一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。如在固态时不导电，在熔融状态下能导电的晶体一定是离子晶体。4离子晶体导电的前提是先电离出自由移动的阴、阳离子。难溶于水的强电解质如BaSO4、CaCO 3等溶于水时，由于浓度极小，故导电性极弱。通常情况下，它们的水溶液不导电。题组冲关1下列物质的晶体属于离子晶体的是( )A苛性钾 B碘化氢C硫酸 D醋酸【解析】

8、 苛性钾含有离子键，故属于离子晶体；碘化氢、硫酸、醋酸均含有分子间作用力，故三者均为分子晶体。【答案】 A2下列性质适合于离子晶体的是( )A熔点 1 070 ，固态不导电，液态能导电B熔点 10.31 ，液态不导电，水溶液能导电C能溶于 CS2，熔点 112.8 ，沸点 444.6 D熔点 97.81 ，质软，导电，密度 0.97 gcm3【解析】 离子晶体的性质是熔点较高，固态不导电，液态和水溶液能导电，质脆。【答案】 A3下列说法正确的是( )A晶体中若存在阴离子，就一定存在阳离子B离子晶体不一定是化合物C离子晶体都易溶于水D离子晶体一定是由活泼金属和活泼非金属形成的【解析】 离子晶体的

9、构成微粒是阴离子与阳离子，A 项正确。离子晶体中存在离子键，存在电子得失，一定是化合物，B 项错。CaCO 3、BaSO 4等离子晶体难溶于水，C 项错。NH4Cl 晶体全部由非金属元素组成，D 项错。【答案】 A4 NaCl 晶体模型如下图所示：【导学号：66240026】(1)在 NaCl 晶体中，每个 Cl 周围同时吸引着_个 Na ；在 NaCl 晶胞中含有_个 Na 、_个 Cl ，晶体中每个 Na 周围与它距离最近且相等的 Na 共有_个。(2)对于氯化钠晶体，下列描述正确的是_。A它是六方紧密堆积B相邻的正负离子核间距等于正负离子半径之和C与氯化铯晶体结构相同D每个 Na 与 6

10、 个 Cl 邻近【解析】 (1)在氯化钠晶体中，一个 Na 位于晶胞的中心，12 个 Na 分别位于晶胞的 12 条棱上，则属于该晶胞的 Na 相当于 3 个( 123，棱边上的每个 Na 同时被 4 个14晶胞共用，属于该晶胞的 Na 仅占 )，因此一个晶胞中共含有 4 个 Na ；148 个 Cl 分别位于晶胞的 8 个顶点上，则属于该晶胞的 Cl 相当于 1 个( 81，顶18点上的每个 Cl 同时被 8 个晶胞共用，属于该晶胞的 Cl 仅占 )，6 个 Cl 分别位于晶胞的186 个面心上，则属于该晶胞的 Cl 相当于 3 个( 63，面心上的每个 Cl 同时被 2 个晶12胞共用，属

11、于该晶胞的 Cl 仅占 )，所以一个晶胞中共含有 4 个 Cl 。12可见 NaCl 晶体中 Na 、Cl 的个数比为 11。图中位于晶胞中心的 Na 实际上共有 3个平面通过它，通过中心 Na 的每个平面都有 4 个 Na 位于平面的四角，这 4 个 Na 与中心 Na 距离最近且距离相等。所以在 NaCl 晶体中，每个 Na 周围与它距离最近且距离相等的 Na 共有 12 个，按相似的方法可推出每个 Cl 周围与它最近且距离相等的 Cl 也共有 12个。(2)氯化钠晶体是面心立方最密堆积，故 A 错；氯化铯晶体结构呈体心立方密堆积A2，所以 C 不正确；氯化钠晶体中以 Na 为中心向三维方向伸展，有 6 个 Cl 近邻，所以D 正确；相邻的正、负离子核间距不等于正、负离子半径之和，B 错。【答案】 (1)6 4 4 12 (2)D