3.3 金属晶体与离子晶体-【题型分类归纳】2022-2023学年高二化学同步讲与练(人教2019选择性必修2)

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 一、金属键与金属晶体 ◆金属键 (1)概念：“电子气理论”把金属键描述为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。 (2)成键粒子是金属阳离子和自由电子。 (3)金属键的强弱和对金属性质的影响 ①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。 ◆金属晶体 (1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。 (2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。 二、离子晶体 ◆离子键及其影响因素 (1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。 (2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。 特别提醒　离子键没有方向性和饱和性。 ◆离子晶体及其物理性质 (1)概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 (2)离子晶体的性质 ①熔、沸点较高，硬度较大。 ②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。 ③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。 ◆常见离子晶体的结构 (1)NaCl晶胞 NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。 ①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。 ②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。 (2)CsCl晶胞 CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。 ①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。 ②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。 ③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。 三、过渡晶体与混合型晶体 ◆过渡晶体 (1)四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。 (2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。 (3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O、MgO；作为共价晶体处理的是Al2O3、SiO2；作为分子晶体处理的是P2O5、SO3、Cl2O7。 ◆混合型晶体——石墨 (1)结构特点——层状结构 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 (2)晶体类型 石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体。 (3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。 四、晶体类型的比较 ◆四种晶体的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 ◆晶体类型的判断方法 (1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断 分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物