专题3 第1单元 第1课时 金属键与金属特性(课件PPT+Word教案)-【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修第二册教师用书（苏教版2019）

第一单元　金属键　金属晶体 第1课时　金属键与金属特性 ［核心素养发展目标］　1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能结合原子半径、原子化热解释和比较金属单质性质的差异，促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。2.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。 一、金属键与金属特性 1.金属键 概念 金属离子与自由电子之间强烈的相互作用 形成 通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，它们可以从原子上“脱落”下来，形成自由移动的电子。金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用 实质 金属键本质是一种电性作用 特征 （1）金属键无方向性和饱和性 （2）金属键中自由电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属 2.金属的特性 （1）金属的物理特性 特性 原因 导电性 通常情况下，金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性，但在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向运动，从而形成电流 导热性 当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量增加，运动速率增大，自由电子与金属离子（或金属原子）的碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子（或金属原子），从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域 延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用 （2）金属键强弱的影响因素 金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。 ①金属的原子化热是指1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。  ②影响金属键强弱的主要因素有金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。 下表给出了部分金属的原子半径、原子化热： 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 原子化热/ （kJ·mol-1） 108.4 146.4 326.4 397.5 根据上表数据，思考下列问题。 （1）金属Na、Mg、Al的熔点高低顺序是　　　　。  （2）金属键的强弱与金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目有关，请总结金属键、金属熔、沸点与原子半径、自由电子数目间的规律：　　　 　　　　。  提示　（1）Al>Mg>Na （2）一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高 金属熔、沸点高低的比较 金属中的金属键越强，金属的熔、沸点越高。 （1）同周期金属单质，从左到右（如Na、Mg、Al）熔、沸点逐渐升高。 （2）同主族金属单质，从上到下（如碱金属）熔、沸点逐渐降低。 （3）一般来说，合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。 （4）金属的熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低，而铁等金属熔点很高。 1.正误判断 （1）常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在 （　　） （2）金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失 （　　） （3）金属晶体的构成粒子为金属原子 （　　） （4）同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱 （　　） 答案　（1）×　（2）√　（3）×　（4）√ 2.下列叙述错误的是 （　　） A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子 B.金属晶体内部都有自由电子 C.金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子 D.金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性 答案　C 解析　金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，故A、B正确，C错误。 3.金属的下列性质中，不能用金属键理论加以解释的是 （　　） A.易导电 B.易导热 C.有延展性 D.易锈蚀 答案　D 解析　金属键理论只能解释金属的导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。 4.下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是 （　　） A.Mg>Al>Na B.Al>Na>Li C.Li>Na>K D.Be>Mg>Al 答案　C 解析　一般而言，金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。 二、晶体的常识 1.概念 内部粒子（原子、离子或分子）在空间呈现有规则的重复排列，外观具有规则几何外形的固体物质。如金刚石、食盐、干冰、大多数金属单质及其合金等。 2.晶体的基本特性 （1）基本特性 ①有规则的几何外形。 ②有固定的熔点。 （2）区分晶体和非晶体的方法：X射线衍射。 3.晶胞 能够反映晶体结构特征的基本重复单位。相邻晶胞之间没有任何间隙，并置排列。常规的晶胞都是平行六面体。 晶胞中原子的相对位置的表示方法——原子分数坐标 （1）概念 原子分数坐标表示晶胞中各原子的相对位置。 （2）原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 晶胞中的任一一个原子的位置均可用3个分别小于1的数在空间直角坐标系中表示出来，如位于晶胞原点（顶点）的原子分数坐标为（0，0，0）；位于晶胞体心的原子分数坐标为（，，）；位于xOz面心的原子的分数坐标为（，0，）等（如图所示）。 1.晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单位，在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。已知某晶体的晶胞如图： （1）位于顶点上的原子为　　　　个晶胞共有。  （2）位于面心上的原子为　　　　个晶胞共有。  （3）晶体中完全属于某一晶胞的原子数是　　　　。  提示　（1）8　（2）2　（3）4 2.现有甲、乙、丙（如图）三种晶体结构（甲中x处于该结构的中心，乙中a处于该结构的中心），可推知：甲中x与y的个数比是　　　　　，乙中a与b的个数比是　　　，丙中有　　　　个c离子，有　　个d离子。  提示　4∶3　1∶1　4　4 晶胞中微粒的计算方法——均摊法 均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞所共享，则该微粒就有属于该晶胞。 长方体（或正方体）晶胞中微粒数的计算。 1.（2024·陕西汉中高二检测）已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为 （　　） A.XYZ　　　　　　 B.X2Y4Z C.XY4Z D.X4Y2Z 答案　C 解析　该晶体的晶胞是立方体。该晶胞拥有的X粒子数为8×=1；Y位于晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心，故该晶体的化学式为XY4Z。 　　　　　　　　　　　　　　　　 2.有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为 （　　） A.Ti14C13 B.TiC C.Ti4C4 D.Ti4C3 答案　A 解析　由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个钛原子和13个碳原子构成。 3.如图依次是金属钠（Na）、金属锌（Zn）、碘（I2）、金刚石（C）晶胞的示意图。 平均含有的原子数：钠　　　　个；锌　　　个；碘　　　个；金刚石　　　　个。  答案　2　2　8　8 解析　金属钠的1个晶胞含有的原子数为8×+1=2，金属锌的1个晶胞含有的原子数为8×+1=2，碘（I2）的1个晶胞含有的原子数为（8×+6×）×2=8，金刚石的1个晶胞含有的原子数为8×+6×+4=8。 课时对点练　［分值：100分］ （选择题1~13题，每小题6分，共78分） 题组一　金属键 1.下列关于金属键的叙述不正确的是 （　　） A.金属键是金属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　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。 2.下列叙述正确的是 （　　） A.金属在通常情况下都是固体 B.金属单质中有阳离子，但没有阴离子 C.Mg晶体中1个Mg2+跟2个外围电子有较强的作用 D.金属发生形变时，其内部金属离子与自由电子相互作用不再存在 答案　B 解析　汞在常温下为液态，A错误；金属晶体的构成粒子是金属离子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，B正确；金属虽然发生形变，各层之间发生了相对滑动，但不会断裂，就是因为金属离子与自由电子之间的较强作用仍然存在，D错误。 题组二　用金属键理论解释金属的物理性质 3.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形变而不易折断，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 4.要使金属熔化必须破坏其中的金属键，而原子化热是比较金属键强弱的依据之一。下列说法正确的是 （　　） A.金属镁的硬度大于金属铝 B.金属铍的熔点低于金属镁 C.金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热 D.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 答案　C 解析　镁原子比铝原子的半径大且所带的外围电子数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，硬度小，A错误；因铍原子的半径小且所带外围电子数与镁相同，使金属铍比金属镁的金属键强，所以金属铍比金属镁的熔点高，B错误；因镁原子的半径小且所带外围电子多，使金属镁比金属钠的金属键强，原子化热比钠大，C正确；从Li到Cs，原子的半径逐渐增大，所带外围电子数相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小，D错误。 5.下列关于金属性质和原因的描述不正确的是 （　　） A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 B.金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的外围电子，形成了“自由电子”，在外电场的作用下自由电子定向运动便形成了电流，所以金属易导电 C.金属具有良好的导热性，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子（或金属原子）发生碰撞，传递了能量 D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 答案　A 解析　金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了各种波长的可见光，吸收后又把它们几乎全部反射出去，因而金属一般显银白色光泽。 6.下列金属中金属离子与自由电子间的作用最强的是 （　　） A.Na B.Mg C.Al D.K 答案　C 解析　Na、Mg、Al均位于第3周期，原子半径逐渐减小，外围电子数目逐渐增多，所以金属键逐渐增强，其中Al的金属键最强，Na的金属键最弱，而K和Na位于同一主族，且K的原子半径比Na大，故K的金属键比Na弱。 题组三　晶体与晶胞 7.不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是 （　　） A.石墨和金刚石互为同素异形体 B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列 C.石墨的熔点为3 625 ℃ D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 答案　A 解析　原子在三维空间里呈周期性有序排列、有固定的熔点、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。 8.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为 （　　） A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 答案　C 解析　根据均摊法可知，该晶胞中K的个数为2×6×=6，C60的个数为1+8×=2，所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2=3∶1。 9.下列叙述正确的是 （　　） A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子间的相互作用 C.外围电子数越多，金属元素的金属性越强 D.含有金属元素的离子不一定是阳离子 答案　D 解析　金属晶体中虽然存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，B错误；外围电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的外围电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如Al是阴离子，D正确。 10.如图所示是晶体结构中具有代表性的基本重复单位的排列方式，图中—X、—Y、—Z。其对应的化学式不正确的是 （　　） 答案　B 解析　A中X、Y原（离）子的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B中化学式应为XY，错误；C中X的数目：4×+1=，Y的数目：4×=，化学式为X3Y，正确；D中X的数目：8×=1，Y的数目：6×=3，Z位于内部，数目为1，化学式为XY3Z，正确。 11.铁有δ⁃Fe、γ⁃Fe、α⁃Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是 （　　） δ⁃Fe　　γ⁃Fe　　α⁃Fe A.三种同素异形体的性质相同 B.γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 C.α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 答案　C 解析　由于三种同素异形体的结构不同，所以三者的性质不同，A项错误；γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，B项错误；α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，C项正确；将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不同的铁，D项错误。 12.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0，部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是 （　　） A.超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K+和8个 B.晶体中每个K+周围有8个，每个周围有8个K+ C.晶体中与每个K+距离最近且相等的K+有8个 D.晶体中0价氧与-2价氧的个数之比为3∶1 答案　D 解析　该晶胞中含有K+的个数为8×+6×=4，的个数为12×+1=4，A项错误；晶体中每个K+周围有6个，每个周围有6个K+，B项错误；晶体中与每个K+距离最近且相等的K+的个数为12，C项错误；设晶体中0价氧与-2价氧的个数分别为x、y，则有x+y=2n（n为任意正整数），2y=n，解得x∶y=3∶1，D项正确。 13.已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单位无隙并置排列而成，下列关于该化合物的叙述错误的是 （　　） A.1 mol该化合物中含有1 mol Y B.1 mol该化合物中含有3 mol Cu C.1 mol该化合物中含有2 mol Ba D.该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 答案　D 解析　由图可知，Y原子位于长方体的八个顶点上，Ba原子位于长方体的四条棱上，Cu原子位于长方体的内部，O原子位于长方体的内部和面上，运用均摊法可计算出Y原子个数为8×=1，Ba原子个数为8×=2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×+2=7，故该化合物的化学式为YBa2Cu3O7。 14.（10分）（1）在下列物质中，　　　 （填序号，下同）是晶体，　　　　　　　是非晶体。  ①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蜡　⑧单晶硅　⑨铝块 ⑩橡胶 （2）晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有　　　　　　　　　　，而非晶体　　　　。  （3）判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是　　　　（填序号）。  ①从外形上来判断　②从导电性能来判断 ③从有无固定熔点来判断 答案　（1）②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩ （2）规则的几何外形　没有规则的几何外形 （3）③ 解析　（1）明矾是KAl（SO4）2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。 15.（12分）如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构： 试写出： （1）甲晶体化学式（X为阳离子）为　　　　。  （2）乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是　　　。  （3）丙晶体中每个D周围结合E的个数是　　　。  答案　（1）X2Y　（2）1∶3∶1　（3）8 解析　（1）甲中X位于立方体体心，算作1，Y位于立方体顶点，实际占有×4=，X∶Y（个数比）=1∶=2∶1，所以甲的化学式为X2Y。（2）乙中A占有×8=1，B占有×6=3，C占有1，由此推出A∶B∶C（个数比）=1∶3∶1。（3）丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围有8个E。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3　第一单元　金属键　金属晶体 <<< 第1课时 金属键与金属特性 1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能结合原子半径、原子化热解释和比较金属单质性质的差异，促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。 2.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。 核心素养 发展目标 2 一、金属键与金属特性 二、晶体的常识 课时对点练 内容索引 3 金属键与金属特性 > < 一 1.金属键 一、金属键与金属特性 概念 与 之间强烈的相互作用 形成 通常情况下，金属原子的部分或全部外围电子受原子核的束缚比较弱，它们可以从原子上“脱落”下来，形成 。金属原子失去部分或全部外围电子形成的 与__________ 之间存在着强烈的相互作用 金属离子 自由电子 自由移动的电子 金属离子 自由电子 实质 金属键本质是一种 作用 特征 (1)金属键 方向性和饱和性 (2)金属键中自由电子在整个三维空间里运动，属于__________ ______ 电性 无 整块固态 金属 2.金属的特性 (1)金属的物理特性 特性 原因 导电性 通常情况下，金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性，但在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生 ，从而形成______ 定向运动 电流 特性 原因 导热性 当金属某一部分受热时，该区域里自由电子的能量 ，运动速率 ，自由电子与金属离子(或金属原子)的_________ 增加，自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)，从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域 延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，金属原子之间发生 ，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用 增加 增大 碰撞频率 相对滑动 (2)金属键强弱的影响因素 金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关，金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。 ①金属的原子化热是指 金属固体完全气化成相互远离的_________ 时 的能量。  ②影响金属键强弱的主要因素有金属元素的 、单位体积内 等。 1 mol 气态原子 吸收 原子半径 自由电子的数目 下表给出了部分金属的原子半径、原子化热： 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 原子化热/(kJ·mol-1) 108.4 146.4 326.4 397.5 根据上表数据，思考下列问题。 (1)金属Na、Mg、Al的熔点高低顺序是　 　　　。  Al>Mg>Na 思考交流 金属 Na Mg Al Cr 原子外围电子排布 3s1 3s2 3s23p1 3d54s1 原子半径/pm 186 160 143.1 124.9 原子化热/(kJ·mol-1) 108.4 146.4 326.4 397.5 (2)金属键的强弱与金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目有关，请总结金属键、金属熔、沸点与原子半径、自由电子数目间的规律：　　　 　　　　。  提示　一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高 归纳总结 金属熔、沸点高低的比较 金属中的金属键越强，金属的熔、沸点越高。 (1)同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点逐渐升高。 (2)同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点逐渐降低。 (3)一般来说，合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。 (4)金属的熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低，而铁等金属熔点很高。 1.正误判断 (1)常温下，金属单质都以金属晶体的形式存在 (2)金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失 (3)金属晶体的构成粒子为金属原子 (4)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱 × × √ √ 应用体验 2.下列叙述错误的是 A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子 B.金属晶体内部都有自由电子 C.金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子 D.金属内部自由电子的运动不具有固定的方向性 √ 金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，故A、B正确，C错误。 3.金属的下列性质中，不能用金属键理论加以解释的是 A.易导电 B.易导热 C.有延展性 D.易锈蚀 √ 金属键理论只能解释金属的导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。 4.下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是 A.Mg>Al>Na B.Al>Na>Li C.Li>Na>K D.Be>Mg>Al √ 一般而言，金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子数越多，金属键越强，金属的熔、沸点越高。 返回 晶体的常识 > < 二 1.概念 内部粒子(原子、离子或分子)在空间呈现 的重复排列，外观具有 的固体物质。如金刚石、食盐、干冰、大多数金属单质及其合金等。 二、晶体的常识 有规则 规则几何外形 2.晶体的基本特性 (1)基本特性 ①有 的几何外形。 ②有 的熔点。 (2)区分晶体和非晶体的方法： 。 3.晶胞 能够反映晶体 的 。相邻晶胞之间没有任何间隙，并置排列。常规的晶胞都是平行六面体。 规则 固定 X射线衍射 结构特征 基本重复单位 拓展应用 晶胞中原子的相对位置的表示方法——原子分数坐标 (1)概念 原子分数坐标表示晶胞中各原子的相对位置。 (2)原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的分数坐标确定坐标系取向。 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 拓展应用 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 晶胞中的任一一个原子的位置均可用3个分别小于1的数在空间直角坐标系中表示出来，如位于晶胞原点(顶点)的原子分数坐标为 (0，0，0)；位于晶胞体心的原子分数坐标为(，， )；位于xOz面心的原子的分数坐标为(，0，)等 (如图所示)。 1.晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单位，在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。已知某晶体的晶胞如图： (1)位于顶点上的原子为　　个晶胞共有。  (2)位于面心上的原子为　 个晶胞共有。  (3)晶体中完全属于某一晶胞的原子数是 　 。  8 2 4 思考交流 2.现有甲、乙、丙(如图)三种晶体结构(甲中x处于该结构的中心，乙中a处于该结构的中心)，可推知：甲中x与y的个数比是　　　，乙中a与b的个数比是　　　，丙中有　 个c离子，有　　个d离子。  4∶3 1∶1 4 4 归纳总结 晶胞中微粒的计算方法——均摊法 均摊是指每个晶胞中平均拥有的微粒数目。若每个微粒为n个晶胞所共享，则该微粒就有属于该晶胞。 归纳总结 长方体(或正方体)晶胞中微粒数的计算。 1.(2024·陕西汉中高二检测)已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为 A.XYZ　　　　　　 B.X2Y4Z C.XY4Z D.X4Y2Z √ 应用体验 该晶体的晶胞是立方体。该晶胞拥有的X粒子数为8× =1；Y位于晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心，故该晶体的化学式为XY4Z。 2.有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为 A.Ti14C13 B.TiC C.Ti4C4 D.Ti4C3 √ 由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个钛原子和13个碳原子构成。 3.如图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图。 平均含有的原子数：钠　　个；锌　　个；碘　　个；金刚石　 个。  2 2 8 8 金属钠的1个晶胞含有的原子数为8×+1=2，金属锌的1个晶胞含有的原子数为8×+1=2，碘(I2)的1个晶胞含有的原子数为(8×+6×)×2= 8，金刚石的1个晶胞含有的原子数为8×+6×+4=8。 返回 课时对点练 题组一　金属键 1.下列关于金属键的叙述不正确的是 A.金属键是金属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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 对点训练 2.下列叙述正确的是 A.金属在通常情况下都是固体 B.金属单质中有阳离子，但没有阴离子 C.Mg晶体中1个Mg2+跟2个外围电子有较强的作用 D.金属发生形变时，其内部金属离子与自由电子相互作用不再存在 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 汞在常温下为液态，A错误； 金属晶体的构成粒子是金属离子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，B正确； 金属虽然发生形变，各层之间发生了相对滑动，但不会断裂，就是因为金属离子与自由电子之间的较强作用仍然存在，D错误。 对点训练 题组二　用金属键理论解释金属的物理性质 3.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形变而不易折断，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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 4.要使金属熔化必须破坏其中的金属键，而原子化热是比较金属键强弱的依据之一。下列说法正确的是 A.金属镁的硬度大于金属铝 B.金属铍的熔点低于金属镁 C.金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热 D.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 镁原子比铝原子的半径大且所带的外围电子数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，硬度小，A错误； 因铍原子的半径小且所带外围电子数与镁相同，使金属铍比金属镁的金属键强，所以金属铍比金属镁的熔点高，B错误； 因镁原子的半径小且所带外围电子多，使金属镁比金属钠的金属键强，原子化热比钠大，C正确； 从Li到Cs，原子的半径逐渐增大，所带外围电子数相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小，D错误。 对点训练 5.下列关于金属性质和原因的描述不正确的是 A.金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 B.金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的外围 电子，形成了“自由电子”，在外电场的作用下自由电子定向运动便 形成了电流，所以金属易导电 C.金属具有良好的导热性，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率， 自由电子通过与金属离子(或金属原子)发生碰撞，传递了能量 D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而 不破坏金属键 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了各种波长的可见光，吸收后又把它们几乎全部反射出去，因而金属一般显银白色光泽。 对点训练 6.下列金属中金属离子与自由电子间的作用最强的是 A.Na B.Mg C.Al D.K √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Na、Mg、Al均位于第3周期，原子半径逐渐减小，外围电子数目逐渐增多，所以金属键逐渐增强，其中Al的金属键最强，Na的金属键最弱，而K和Na位于同一主族，且K的原子半径比Na大，故K的金属键比Na弱。 对点训练 题组三　晶体与晶胞 7.不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是 A.石墨和金刚石互为同素异形体 B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列 C.石墨的熔点为3 625 ℃ D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 原子在三维空间里呈周期性有序排列、有固定的熔点、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。 对点训练 8.科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为 A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 根据均摊法可知，该晶胞中K的个数为2×6×1/2=6，C60的个数为1+8×1/8=2，所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2=3∶1。 对点训练 9.下列叙述正确的是 A.任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子 B.金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子间的相互作用 C.外围电子数越多，金属元素的金属性越强 D.含有金属元素的离子不一定是阳离子 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 金属晶体中虽然存在阳离子，但没有阴离子，A错误； 金属晶体的形成是因为晶体中存在金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，B错误； 外围电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的外围电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误； 含有金属元素的离子不一定是阳离子，如Al是阴离子，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 10.如图所示是晶体结构中具有代表性的基本重复单位的排列方式，图中 —X、 —Y、 —Z。其对应的化学式不正确的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 A中X、Y原(离)子的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确； B中化学式应为XY，错误； C中X的数目：4×+1=，Y的数目：4×=，化学式为X3Y，正确； D中X的数目：8×=1，Y的数目：6×=3，Z位于内部，数目为1，化学式为XY3Z，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 11.铁有δ⁃Fe、γ⁃Fe、α⁃Fe三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是   δ⁃Fe　 　 γ⁃Fe　 α⁃Fe A.三种同素异形体的性质相同 B.γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 C.α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 D.将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由于三种同素异形体的结构不同，所以 三者的性质不同，A项错误； γ⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，B项错误； α⁃Fe晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，C项正确； 将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不同的铁，D项错误。 对点训练 12.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价部分为0，部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是 A.超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K+ 和8个 B.晶体中每个K+周围有8个，每个周围有8个K+ C.晶体中与每个K+距离最近且相等的K+有8个 D.晶体中0价氧与-2价氧的个数之比为3∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 该晶胞中含有K+的个数为8×+6×=4，的个数为 12×+1=4，A项错误； 晶体中每个K+周围有6个周围有6个K+， B项错误； 晶体中与每个K+距离最近且相等的K+的个数为12，C项错误； 设晶体中0价氧与-2价氧的个数分别为x、y，则有x+y=2n(n为任意正整数)，2y=n，解得x∶y=3∶1，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 13.已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单位无隙并置排列而成，下列关于该化合物的叙述错误的是 A.1 mol该化合物中含有1 mol Y B.1 mol该化合物中含有3 mol Cu C.1 mol该化合物中含有2 mol Ba D.该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 综合强化 由图可知，Y原子位于长方体的八个顶点上，Ba原子 位于长方体的四条棱上，Cu原子位于长方体的内部， O原子位于长方体的内部和面上，运用均摊法可计算 出Y原子个数为8×=1，Ba原子个数为8×=2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×+2=7，故该化合物的化学式为YBa2Cu3O7。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.(1)在下列物质中，　　　  (填序号，下同)是晶体____________ 是非晶体。  ①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蜡　⑧单晶硅　⑨铝块　⑩橡胶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ②⑤⑥⑧⑨ 明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。 ①③④⑦⑩ 综合强化 (2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有　　　　　　　　，而非晶体　　　　　　　　　　。  (3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是　　(填序号)。  ①从外形上来判断　 ②从导电性能来判断 ③从有无固定熔点来判断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 规则的几何外形 没有规则的几何外形 ③ 综合强化 15.如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构： 试写出： (1)甲晶体化学式(X为阳离子)为　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 X2Y 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 甲中X位于立方体体心，算作1，Y位于立方体顶点，实际占有×4=，X∶Y(个数比)=1∶=2∶1，所以甲的化学式为X2Y。 综合强化 (2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是　 　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1∶3∶1 乙中A占有×8=1，B占有×6=3，C占有1，由此推出A∶B∶C(个数比)=1∶3∶1。 综合强化 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是 　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围有8个E。 返回 综合强化 $$