3.1 金属键 金属晶体（专项训练）化学苏教版选择性必修2

第一单元 金属键 金属晶体 题型1 金属键理论 题型2 金属晶体的物理性质与金属键的关系 题型3 金属晶体的堆积方式 题型4 晶胞中微粒数目的计算 题型5 晶体密度的计算 题型01 金属键理论 金属键及其实质 （1）概念：金属中“自由电子”和金属阳离子之间的强的相互作用。 （2）成键微粒：金属阳离子和“自由电子”。 （3）本质：金属阳离子和“自由电子”之间的电性作用。 （4）特征 ①没有方向性和饱和性。 ②金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块固态金属。 【典例1】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变形而不易折断，是由于金属阳离子之间有较强的作用 B.通常情况下，金属里的“自由电子”会发生定向移动，而形成电流 C.金属是借助金属阳离子的运动，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 【解析】金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属中各原子层会发生相对滑动，由于金属阳离子与“自由电子”之间的相互作用(金属键)没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着这种相互作用(金属键仍然存在)，故A项错误；金属里的“自由电子”要在外加电场作用下才能发生定向移动形成电流，故B项错误；金属的导热性是通过“自由电子”与金属阳离子间的碰撞，将能量从高温部分传递至低温部分，故C项错误；温度升高，电阻升高，金属导电性降低，故D项正确。故选D。 【变式1-1】下列有关金属晶体的说法中正确的是 A.金属晶体所有性质均与金属键有关 B.最外层电子数都少于3个的原子一定都是金属 C.任何状态下都有延展性 D.都能导电、传热 【答案】D 【解析】金属键只影响金属的物理性质，A项错误；H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误；金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，C项错误；金属晶体中存在“自由电子”，能够导电、传热，D项正确。 【变式1-2】如图是金属晶体内部的金属键模型示意图，仔细观察并解释金属导电的原因 （　　） A.金属能导电是因为含有金属阳离子 B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动 C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动 D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用 【答案】　B 【解析】金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动，形成电流。 【变式1-3】下列关于金属晶体的叙述正确的是 A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B.固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C.Al、Na、Mg的熔点逐渐升高 D.金属晶体一定是无色透明的固体 【答案】B 【解析】用铂金做首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释，A错误；金属晶体在固态和熔融时能导电，其熔点差异很大，故题设条件下的晶体可能是金属晶体，B正确；一般来说，金属中单位体积内自由电子的数目越多，金属元素的原子半径越小，金属键越强，故金属键的强弱顺序为Al>Mg>Na，其熔点的高低顺序为Al>Mg>Na，C错误。 题型2 金属晶体的物理性质与金属键的关系 1．影响金属键强弱的因素 一般来说，金属键的强弱主要取决于金属原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之越强。金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 （1）同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。 （2）同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。 2．金属键的强弱与金属的物理性质的关系 （1）金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、沸点越高。 同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。 一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （2）金属导电性与电解质导电性的区别 金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 【典例2】物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是 A.硬度：Mg>Al B.熔点：Mg＞Ca C.硬度：Mg>K D.熔点：Ca>K 【答案】　A 【解析】根据题目所给信息，镁、铝原子的电子层数相同，价电子数：Al>Mg，原子半径：Al<Mg，故硬度：Mg＜Al。 【变式2-1】在金属中，“自由电子”与金属阳离子的碰撞中有能量传递，可以由此来解释的金属的物理性质是(　　) A.延展性 B.导电性 C.导热性 D.硬度 【答案】C 【解析】金属中的“自由电子”与金属阳离子的碰撞过程中有能量传递，故热量从金属温度高的一端传递给温度低的一端。 【变式2-2】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。 【变式2-3】金属晶体熔、沸点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 （　　） A.金属镁的硬度大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C.金属镁的熔点大于金属钠 D.金属锂的硬度小于金属钠 【答案】C 【解析】镁离子比铝离子的半径大而所带电荷数少，金属键弱，所以金属镁比金属铝的熔、沸点和硬度都小，A项错误；从Li到Cs，阳离子所带电荷数相等，离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小，B项错误；镁离子比钠离子的半径小且所带电荷数多，金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大，C项正确。 题型3 金属晶体的堆积方式 1.概念 金属原子通过金属键形成的晶体。 2.结构 3.常见金属晶体的结构 常见金属 钋 钠、钾、铬、钼、钨 金、银、铜、铅 镁、锌、钛 结构示意图 堆积方式 简单立方堆积 体心立方堆积 面心立方堆积 六方堆积 晶胞中的微粒数 1 4 2 2 【典例3】金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。 （1）写出基态Cu原子的核外电子排布式 ；金属铜采用下列 (填字母)堆积方式。 A．    B．    C．    D． （2）铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则一个晶胞中Al原子的数目为 。 （3）洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在如图所示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为 。 【答案】（1）或 C （2）4 （3） 【解析】（1）铜为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式或；铜为面心立方晶胞，金属铜采用下列C堆积方式。故答案为：或；C； （2）从图丙可以看出金属铝为面心立方堆积，则一个晶胞中Al原子个数为。故答案为：4； （3）小黑球(N)周围有四个灰球(Fe)，而一个灰球(Fe)旁边有两个黑球(N)，即每个Fe原子周围最近的有2个N原子，而每个N原子周围最近的有4个Fe原子，所以铁颗粒表面N和Fe的原子数比值最大为1:2；故答案为：。 【变式3-1】3种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，其配位数(即一个原子周围最邻近且等距离的原子数)分别为    A．6、6、8 B．6、8、8 C．6、6、12 D．6、8、12 【答案】D 【解析】①该晶胞是简单立方堆积，离顶点原子距离最近且等距离的原子处在该原子的上下左右前后共6个，故配位数为6； ②该晶胞是体心立方堆积，离体心原子距离最近且等距离的原子处在晶胞的8个顶点，故配位数为8； ③该晶胞是面心立方最密堆积，离顶点原子距离最近且等距离的原子处在相邻的面心上，一个晶胞中有3个等距离的原子，顶点原子周边可以堆积8个相同的晶胞，周边等距离的原子共个，由于面心原子被两个晶胞均分，计算两次，故离顶点原子等距的样子有=12个，故配位数为12； 答案为：D。 【变式3-2】下列对各组物质性质的比较中，不正确的是 A．熔点：Li>Na>K B．导电性：Ag>Cu>Al>Fe C．密度：Na<Mg<Al D．空间利用率：体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积 【答案】D 【解析】A．同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，A正确； B．导电性通常与金属中自由电子的移动能力有关，已知导电性由强到弱顺序是银＞铜＞金＞铝＞铁等。所以银最好，其次是铜，然后是铝，铁更差，B正确； C．第三周期金属密度随原子序数增大而增大，Na(0.97 g/cm3)＜Mg(1.74 g/cm3)＜Al(2.70 g/cm3)，C正确； D．不同堆积方式 的金属晶体空间利用率分别是：简单立方堆积 52% ，体心立方堆积空间利用率约68%，六方和面心最密堆积均为74%，故正确顺序应为 体心立方堆积＜六方最密堆积=面心立方堆积，D错误； 故选D。 【变式3-3】金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示 （1）位于顶角上的铜原子为 个晶胞共有。 （2）位于面心上的铜原子为 个晶胞共有。 （3）晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是 。 【答案】（1）8 （2）2 （3）4 题型4 晶胞中微粒数目的计算 晶胞中微粒数目的计算——切割法 （1）铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图 对铜的晶胞而言，每个顶点上的微粒应为8个晶胞共有，每个面心上的微粒应为2个晶胞共有，铜晶胞中含有的铜原子数为4。 （2）切割法计算微粒个数 若每个微粒为n个晶胞（或晶体结构）所共有，则该微粒就有个微粒属于该晶胞（或晶体结构）。 长方体（正方体）晶胞中粒子数的计算 【典例4】铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。则下列说法错误的是 （　　） A.铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B.晶胞中有14个铁原子 C.晶体中存在的化学键类型为金属键 D.晶胞中铁的配位数为8 【答案】B 【解析】晶胞中含有铁原子的数目为8×+6×=4，含有镁原子的数目为8，B项错误。 【变式4-1】某物质的晶胞中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面面心上的B原子没有画出），晶胞中A、B、C的原子个数比为　　　　。  【答案】1∶3∶1 【解析】根据切割法，A位于顶点，个数为8×=1；B位于面心，个数为6×=3；C位于体心，个数为1，三种原子的个数比为1∶3∶1。 【变式4-2】金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 （　　） A.1∶2∶1 B.11∶8∶4 C.9∶8∶4 D.9∶14∶9 【答案】A 【解析】根据“切割法”可推知，第一个为六方最密堆积的晶胞，此晶胞中有两个金属原子；第二个为面心立方最密堆积的晶胞，此晶胞中有4个金属原子；第三个为体心立方堆积的晶胞，此晶胞中有2个金属原子；所以原子个数比为2∶4∶2=1∶2∶1。 【变式4-3】辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有δ、γ、α 三种同素异形体，其晶胞结构分别如图所示。 ①γ⁃Fe、δ⁃Fe晶胞中含有的铁原子数之比为　　　　　。  ②δ⁃Fe、α⁃Fe两种晶体中铁原子的配位数之比为　　　　　。  ③若α⁃Fe晶胞的边长为a cm， γ⁃Fe晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为　　　　。  【答案】（1）非密置　4　密置　　6 （2）①2∶1　②4∶3　③b3∶4a3 【解析】（1）密置层的排列最紧密，靠的最近，空隙最少，在如图所示的半径相等的圆球的排列中，A中的排布不是最紧密，A属于非密置层，一个中心圆球周围有四个圆球，配位数是4；B中排布是最紧密的结构，B属于密置层，一个中心圆球周围有六个圆球，配位数是6。 （2）①γ⁃Fe晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，则含有的铁原子数为8×+6×=4；δ⁃Fe晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和1个体心，则含有的铁原子数为8×+1=2。②δ⁃Fe晶体中铁原子的配位数为8，α⁃Fe晶体中铁原子的配位数为6，故二者铁原子的配位数之比为8∶6=4∶3。③若α⁃Fe晶胞的边长为a cm，其晶胞只含1个Fe原子，则晶体的密度为ρα=，若γ⁃Fe晶胞的边长为b cm，其晶胞中含有4个Fe原子，则晶体密度为ργ=，则两种晶体的密度之比ρα∶ργ=b3∶4a3。 题型5 晶体密度的计算 计算晶体密度的方法 （1）思维流程 （2）计算公式：（N为晶胞中的粒子数，M为晶胞化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长）。 （3）常用到的单位换算: 1m=102cm=109nm=1010Å=1012pm。 【典例5】研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。 （1）已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型(如图)，由于晶体缺陷，x值小于1.测知晶体密度为，晶胞边长为。求：(已知：)    ①晶胞中两个原子之间的最短距离为 m(精确至0.01)。 ②与距离最近且等距离的离子围成的几何体形状是 。 ③中x的值为 。 （2）金晶体是面心立方最密堆积，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为，求：    ①金晶体中最小的一个立方体含有 个金原子。 ②金的密度为 。(阿伏加德罗常数的值为，用含a的代数式表示，不必化简) ③金原子空间占有率为 (列出计算式即可，不必化简)。 【答案】（1） 正八面体 0.87 （2）4 【解析】（1）①晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为面对角线的一半，即×4.28×10-10m=3.00×10-10，故答案为：3.00×10-10； ②与O2-距离最近且等距离的Ni离子位于O2-的上下前后左右，6个镍离子形成正八面体形，故答案为：正八面体； ③已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，则晶胞中含有4个“NixO”，晶胞质量为g，晶胞体积为(4.28×10-8cm)3，根据ρ=可得，5.71g⋅cm-3=，x=0.87，故答案为：0.87； （2）①由金晶体是面心立方最密堆积可知，金原子位于晶胞顶点和面心，个数为8×+6×=4，故答案为：4； ②晶胞质量为g，设晶胞边长为xcm，由图可知，xcm=4acm，则x=2acm，晶胞体积为x3cm3=(2a)3cm3，金的密度ρ===g⋅cm-3，故答案为：； ③设晶胞边长为xcm，由图可知，xcm=4acm，则x=2acm，金原子的总体积为4×πa3cm3，晶胞体积为x3cm3=(2a)3cm3，金原子空间占有率=×100%=×100%=，故答案为：。 【变式5-1】钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： （1）原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，金属钾是体心立方晶系，其结构如图。其中原子坐标参数A(0，0，0)、B(1，0，0)，则C处原子的坐标参数为 。 （2）钾晶体的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA．假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为 pm，晶体钾的密度计算式是 g·cm-3。 【答案】（1）(，，) （2） 【解析】（1）C处原子位于体心处，则C处原子的坐标参数为(，，)。 （2）钾晶体的晶胞参数为a pm，则体对角线是a pm，所以钾原子的半径为 pm；晶胞中含有钾原子的个数2，所以晶体钾的密度计算式是= g·cm-3。 【变式5-2】经X射线衍射实验测定，某金属单质M有如图甲、乙所示两种晶胞。已知：甲晶胞参数为anm，乙晶胞参数为bnm。下列叙述正确的是 A．1个图甲晶胞含4个金属原子 B．M晶体由阴离子和阳离子构成 C．图乙中两个粒子之间最近距离为bnm D．图甲和图乙晶体密度之比为 【答案】A 【解析】A．甲晶胞是面心立方晶胞，8个原子在顶点、6个原子在面心，1个甲晶胞含个原子，A项正确； B．金属晶体由金属阳离子、自由电子靠金属键构成，不含阴离子，B项错误； C．图乙晶胞中，体对角线上3个粒子相切，两个最近粒子之间距离为，C项错误； D．乙晶胞含，甲、乙晶胞含金属原子数分别为4、2，晶体密度计算式为：，二者密度之比为，D项错误； 故答案选A。 【变式5-3】金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。已知阿伏加德罗常数为NA，实际测得金属钨的密度为ρ，钨的摩尔质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： （1）每一个晶胞分摊到 个钨原子。 （2）晶胞的边长a为 。 （3）钨的原子半径r为 (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 （4）金属钨原子形成的该晶胞的空间利用率为 。 【答案】（1）2 （2） （3） （4）68% 【解析】（1）晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。 （2）每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m=，又因每个晶胞的体积V=a3，所以晶胞密度，a=。 （3）钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即r=。 （4）每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′=，则该晶胞的空间利用率≈68%。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元 金属键 金属晶体 题型1 金属键理论 题型2 金属晶体的物理性质与金属键的关系 题型3 金属晶体的堆积方式 题型4 晶胞中微粒数目的计算 题型5 晶体密度的计算 题型01 金属键理论 金属键及其实质 （1）概念：金属中“自由电子”和金属阳离子之间的强的相互作用。 （2）成键微粒：金属阳离子和“自由电子”。 （3）本质：金属阳离子和“自由电子”之间的电性作用。 （4）特征 ①没有方向性和饱和性。 ②金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块固态金属。 【典例1】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变形而不易折断，是由于金属阳离子之间有较强的作用 B.通常情况下，金属里的“自由电子”会发生定向移动，而形成电流 C.金属是借助金属阳离子的运动，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 【变式1-1】下列有关金属晶体的说法中正确的是 A.金属晶体所有性质均与金属键有关 B.最外层电子数都少于3个的原子一定都是金属 C.任何状态下都有延展性 D.都能导电、传热 【变式1-2】如图是金属晶体内部的金属键模型示意图，仔细观察并解释金属导电的原因 （　　） A.金属能导电是因为含有金属阳离子 B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用下做定向运动 C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动 D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用 【变式1-3】下列关于金属晶体的叙述正确的是 A.用铂金做首饰不能用金属键理论解释 B.固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体 C.Al、Na、Mg的熔点逐渐升高 D.金属晶体一定是无色透明的固体 题型2 金属晶体的物理性质与金属键的关系 1．影响金属键强弱的因素 一般来说，金属键的强弱主要取决于金属原子的半径和价电子数。原子半径越大，价电子数越少，金属键越弱；反之越强。金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 （1）同一周期，从左到右，金属元素的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，单位体积内自由电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，金属的熔、沸点逐渐升高，硬度逐渐增大。 （2）同一主族，从上到下，金属元素原子的价电子数不变，原子半径逐渐增大，单位体积内自由电子数逐渐减少，金属键逐渐减弱，金属的熔、沸点逐渐降低，硬度逐渐减小。 2．金属键的强弱与金属的物理性质的关系 （1）金属的延展性、导电性、导热性、熔沸点等均与金属键有关。金属键越强，金属的熔、沸点越高。 同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔沸点降低。 一般来说，合金的熔沸点比其各成分金属的熔沸点低。 （2）金属导电性与电解质导电性的区别 金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 【典例2】物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是 A.硬度：Mg>Al B.熔点：Mg＞Ca C.硬度：Mg>K D.熔点：Ca>K 【变式2-1】在金属中，“自由电子”与金属阳离子的碰撞中有能量传递，可以由此来解释的金属的物理性质是(　　) A.延展性 B.导电性 C.导热性 D.硬度 【变式2-2】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 【变式2-3】金属晶体熔、沸点的高低和硬度的大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷数的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是 （　　） A.金属镁的硬度大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大 C.金属镁的熔点大于金属钠 D.金属锂的硬度小于金属钠 题型3 金属晶体的堆积方式 1.概念 金属原子通过金属键形成的晶体。 2.结构 3.常见金属晶体的结构 常见金属 钋 钠、钾、铬、钼、钨 金、银、铜、铅 镁、锌、钛 结构示意图 堆积方式 简单立方堆积 体心立方堆积 面心立方堆积 六方堆积 晶胞中的微粒数 1 4 2 2 【典例3】金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式，体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积。 （1）写出基态Cu原子的核外电子排布式 ；金属铜采用下列 (填字母)堆积方式。 A．    B．    C．    D． （2）铝单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。则一个晶胞中Al原子的数目为 。 （3）洁净铁(可用于合成氨反应的催化剂)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则在如图所示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比值的最大值为 。 【变式3-1】3种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，其配位数(即一个原子周围最邻近且等距离的原子数)分别为    A．6、6、8 B．6、8、8 C．6、6、12 D．6、8、12 【变式3-2】下列对各组物质性质的比较中，不正确的是 A．熔点：Li>Na>K B．导电性：Ag>Cu>Al>Fe C．密度：Na<Mg<Al D．空间利用率：体心立方堆积<六方最密堆积<面心立方最密堆积 【变式3-3】金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示 （1）位于顶角上的铜原子为 个晶胞共有。 （2）位于面心上的铜原子为 个晶胞共有。 （3）晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是 。 题型4 晶胞中微粒数目的计算 晶胞中微粒数目的计算——切割法 （1）铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图 对铜的晶胞而言，每个顶点上的微粒应为8个晶胞共有，每个面心上的微粒应为2个晶胞共有，铜晶胞中含有的铜原子数为4。 （2）切割法计算微粒个数 若每个微粒为n个晶胞（或晶体结构）所共有，则该微粒就有个微粒属于该晶胞（或晶体结构）。 长方体（正方体）晶胞中粒子数的计算 【典例4】铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。则下列说法错误的是 （　　） A.铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe B.晶胞中有14个铁原子 C.晶体中存在的化学键类型为金属键 D.晶胞中铁的配位数为8 【变式4-1】某物质的晶胞中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面面心上的B原子没有画出），晶胞中A、B、C的原子个数比为　　　　。  【变式4-2】金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数比为 （　　） A.1∶2∶1 B.11∶8∶4 C.9∶8∶4 D.9∶14∶9 【变式4-3】辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有δ、γ、α 三种同素异形体，其晶胞结构分别如图所示。 ①γ⁃Fe、δ⁃Fe晶胞中含有的铁原子数之比为　　　　　。  ②δ⁃Fe、α⁃Fe两种晶体中铁原子的配位数之比为　　　　　。  ③若α⁃Fe晶胞的边长为a cm， γ⁃Fe晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为　　　　。  题型5 晶体密度的计算 计算晶体密度的方法 （1）思维流程 （2）计算公式：（N为晶胞中的粒子数，M为晶胞化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长）。 （3）常用到的单位换算: 1m=102cm=109nm=1010Å=1012pm。 【典例5】研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。 （1）已知NixO晶体的晶胞结构为NaCl型(如图)，由于晶体缺陷，x值小于1.测知晶体密度为，晶胞边长为。求：(已知：)    ①晶胞中两个原子之间的最短距离为 m(精确至0.01)。 ②与距离最近且等距离的离子围成的几何体形状是 。 ③中x的值为 。 （2）金晶体是面心立方最密堆积，立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图，其余各面省略)，金原子半径为，求：    ①金晶体中最小的一个立方体含有 个金原子。 ②金的密度为 。(阿伏加德罗常数的值为，用含a的代数式表示，不必化简) ③金原子空间占有率为 (列出计算式即可，不必化简)。 【变式5-1】钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题： （1）原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，金属钾是体心立方晶系，其结构如图。其中原子坐标参数A(0，0，0)、B(1，0，0)，则C处原子的坐标参数为 。 （2）钾晶体的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA．假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为 pm，晶体钾的密度计算式是 g·cm-3。 【变式5-2】经X射线衍射实验测定，某金属单质M有如图甲、乙所示两种晶胞。已知：甲晶胞参数为anm，乙晶胞参数为bnm。下列叙述正确的是 A．1个图甲晶胞含4个金属原子 B．M晶体由阴离子和阳离子构成 C．图乙中两个粒子之间最近距离为bnm D．图甲和图乙晶体密度之比为 【变式5-3】金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。已知阿伏加德罗常数为NA，实际测得金属钨的密度为ρ，钨的摩尔质量为M，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： （1）每一个晶胞分摊到 个钨原子。 （2）晶胞的边长a为 。 （3）钨的原子半径r为 (只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 （4）金属钨原子形成的该晶胞的空间利用率为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $