第三节 金属晶体与离子晶体（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键 题型02 金属晶体 题型03 离子键与离子晶体 题型04 过渡晶体 题型05 混合型晶体 题型01 金属键 （1）概念：金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称金属键。 （2）本质：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。这一理论称为“电子气理论”。 （3）成键粒子：金属阳离子和自由电子。 （4）金属键的强弱和对金属性质的影响 金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。金属键强度差别较大，如金属钠的熔点较低、硬度较小，而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属。 【典例1】（24-25高二下·广东广州·期中）下列各项比较中前者大于后者的是 A．Na和Mg的熔点 B．和中心原子的价层电子对数 C．和的键能 D．对羟基苯甲醛()和邻羟基苯甲醛()的沸点 【答案】D 【解析】A．金属原子半径越小，价电子越多，金属键越强，金属熔点越高，所以熔点：Na<Mg，A不符合题意； B． 中心原子σ键电子对数为3，孤电子对数为0，中心原子σ键电子对数为4，孤电子对数为0，所以中心原则的价层电子对数：<CH4，B不符合题意； C．C原子半径小于Si原子半径，键长越短，键能越大，所以键能：<的键能，C不符合题意； D．对羟基苯甲醛()能形成分子间氢键，沸点偏高，邻羟基苯甲醛()能形成分子内氢键，沸点偏低，所以沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛，D符合题意； 故答案选D。 【变式1-1】2017年1月26日，《科学》(Science)杂志报道哈佛大学实验室成功制造出金属氢：将氢气冷却到略高于绝对零度的温度，在极高压下用金刚石将其压缩，成功获得了一小块金属氢。2017年2月22日，由于操作失误，世界上这块唯一的金属氢消失了。下列说法中，不正确的是 A．金属氢与普通金属一样，具有较好的导电性 B．氢气变成金属氢的过程中，共价键转变为金属键 C．氢气变成金属氢没有形成新物质，因此该过程发生的是物理变化 D．金属氢是一种高密度、高储能材料，用它作燃料会大大减小火箭的体积和重量 【答案】C 【解析】A．根据题干描述可知，金属氢具有金属的性质，有良好的导电性，A正确； B．氢气变成金属氢的过程中，由分子变为金属，其化学键由共价键转变为金属键，B正确； C．氢气变成金属氢，化学键有断裂和形成，所以金属氢属于新物质，发生的是化学变化，C错误； D．金属氢具有氢元素的特点，相对分子质量小，燃烧生成水放热多，所以是一种高密度、高储能材料，用它作燃料会大大减小火箭的体积和重量，D正确； 故选C。 【变式1-2】下列各组物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是 A．HI＞ HBr＞ HCl ＞HF B．KCl ＞ NaCl ＞ MgO＞AlCl3 C． D．石墨＞金刚石＞晶体硅＞NaCl 【答案】D 【解析】A．四者均为分子晶体，HF存在分子间氢键，熔点最大，HI、 HBr、HCl的相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，故A错误； B．前三者都是离子晶体，离子半径越小，离子键越强，离子所带电荷数越大离子键越强，AlCl3是分子晶体，熔点最低，故B错误； C．金属原子的半径越小，金属离子所带电荷数越多，金属键越强，熔点越高，三者都是金属晶体，Na、Mg、Al半径逐渐减小，金属离子所带电荷数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐增大，故C错误； D．石墨层内存在大键，金刚石都是碳碳单键，石墨的键能大，熔点高；金刚石和晶体硅都是原子晶体，原子半径越小，共价键越强，熔点越高，所以熔点金刚石＞晶体硅，氯化钠是离子晶体，比共价晶体的熔点低，故D正确； 故选D。 【变式1-3】下列关于金属性质的说法不正确的是 A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与电子气理论没有关系 B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流 C．金属具有良好的导热性，是因为金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量 D．金属晶体具有良好的延展性，是因为当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键 【答案】A 【解析】A．金属一般具有银白色光译，与电子气理论密切相关。由于大多数金属原子以最紧密堆积方式排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来，这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽，A错误； B．金属具有良好的导电性原因是金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流，B正确； C．金属具有良好的导热性的原因是金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量，C正确； D．金属晶体具有良好的延展性原因是当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键，D正确； 故选A。 题型02 金属晶体 （1）概念：金属阳离子与自由电子(“电子气”)之间通过金属键形成的晶体叫做金属晶体。 （2）通性：金属晶体有优良的导电性、导热性和延展性。 （3）用“电子气理论”解释金属的性质 （4）存在：金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。 【典例2】（24-25高二下·广东肇庆·阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．铁镁合金晶胞中Fe原子数为4 B．Mg与Fe之间的最近距离为nm C．在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个 D．储氢时一个晶胞中有4个H2分子 【答案】B 【解析】A．由铁镁合金晶胞结构可知，铁原子处于面心和顶点位置，由均摊法计算可知，铁镁合金晶胞中含有铁原子数为=4，A正确； B．分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，晶胞面对角线长度2anm，晶胞边长anm，Mg与Fe之间的最近距离为体对角线长度的，最近距离为nm，B错误； C．以一个铁原子为中心，有三个互相垂直的面，每个面上有4个铁原子离该铁原子距离相等且最近，则与铁原子最近的铁原子数有12个，C正确； D．分子在晶胞的体心和棱的中心位置，根据均摊法计算，储氢时一个晶胞中H2分子数目为=4，D正确； 故选B。 【变式2-1】（24-25高二下·广东深圳·期中）物质的结构决定性质，性质反映结构。下列对物质性质的解释不正确的是 选项 性质 解释 A 金属具有导电性 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 B 缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中变成完美的立方体块 晶体具有自范性 C 三氟乙酸的大于三氯乙酸 F的电负性比Cl的大，三氟乙酸的羧基中羟基的极性更大 D 在中的溶解度大于在中的溶解度 “相似相溶原理”：是由非极性共价键形成的非极性分子，易溶于非极性的 【答案】D 【解析】A．金属导电性源于自由电子在外加电场下的定向移动，故A正确； B．氯化钠晶体在饱和溶液中修复缺角体现自范性，故B正确； C．氟的电负性更强，增强羧基羟基极性，使三氟乙酸酸性更强，故C正确； D．为V形结构，是极性分子，但解释错误描述其为非极性分子，故D错误； 故答案为：D。 【变式2-2】（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）物质结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是 选项 性质差异 结构因素 A 熔点：AlF3>AlCl3 均存在离子键，且强度：AlF3>AlCl3 B 酸性：HCOOH>CH3COOH O-H的极性：HCOOH强于CH3COOH C CO2在水中的溶解度大于CO CO2为非极性分子，CO为极性分子 D 合金的硬度大于成分金属 合金的原子层之间的相对滑动较容易 【答案】B 【解析】A．AlCl3是分子晶体，不存在离子键，A错误； B．甲基是推电子基团，使羧基中羟基的极性减弱，不容易断裂出氢离子，酸性减弱，则酸性：HCOOH>CH3COOH，B正确； C．CO2在水中溶解度大于CO，是因为CO2能与水反应生成碳酸，CO与水不反应，而不是因为分子极性，C错误； D．因为合金的原子层之间的相对滑动较困难，所以合金的硬度大于成分金属，D错误； 故选B。 【变式2-3】下列关于Na、Mg、Al元素及物质的说法正确的是 A．基态Na原子有11种不同运动状态的电子 B．基态Al原子的核外电子排布式：1s22s22p63p3 C．第一电离能：Na<Mg<Al D．熔点：Al<Mg<Na 【答案】A 【解析】A．Na是11号元素，核外有11个电子，每个电子的运动状态不同，则基态Na原子有11种不同运动状态的电子，A正确； B．Al是13号元素，基态Al原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p1，B错误； C．同周期元素从左到右，第一电离能呈逐渐增大趋势，但Mg的最外层为全充满状态，电子能量低，第一电离能较大，第一电离能：Na<Al<Mg，C错误； D．Al、Mg、Na都是金属晶体，Al、Mg、Na电荷数顺序：Al>Mg>Na，原子半径顺序：Al<Mg<Na，金属晶体中原子半径越小，电荷越大，熔点越高，所以熔点顺序：Na<Mg<Al，D错误； 故选A。 题型03 离子键与离子晶体 1.离子晶体的概念及成键微粒 （1）概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 （2）成键微粒 ①构成微粒：阴离子和阳离子，有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)。 ②微粒间的作用力：主要是离子键。在CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等离子晶体中还存在共价键、氢键等。 2.典型离子晶体的结构特征 化学式 NaCl CsCl 晶胞 晶胞中离子数目 Na＋：4；Cl－：4 Cs＋：1；Cl－：1 阳离子的配位数 6 8 阴离子的配位数 6 8 3.离子晶体的性质 熔点 硬度 导电性 较高 较大 不导电，但在熔融状态或溶于水时导电 【典例3】 【变式3-1】（24-25高二下·广东广州·期中）下面的排序不正确的是 A．晶体熔点由低到高： B．熔点由高到低：Na>Mg>Al C．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．离子键由强到弱： 【答案】B 【解析】A．Si3N4是共价晶体，熔化破坏共价键，MgCl2是离子晶体，熔化破坏离子键，CF4是分子晶体，熔化克服分子间作用力，故晶体熔点由低到高：CF4<MgCl2<Si3N4，故A正确； B．三种物质形成金属晶体，金属键由强到弱的顺序为Al>Mg >Na，则熔点由高到低为：Al>Mg >Na，故B错误； C．三种物质形成共价晶体，共价键的键能，C-C>C-Si>Si-Si，则硬度由大到小为：金刚石>碳化硅>晶体硅，故C正确； D．离子半径越小，所带电荷越高，离子键越强，四种物质形成离子晶体，离子所带电荷Mg2+=Ca2+>Na+，O2->F-=Cl-，离子半径Ca2+>Na+>Mg2+，Cl->O2->F-，则离子键由强到弱为：MgO>CaO>NaF>NaCl，故D正确； 答案选B。 【变式3-2】（24-25高二下·广东东莞·期末）晶胞是物质世界精巧的积木。下列说法正确的是 A．每个氯化钠晶胞中含有1个NaCl分子 B．熔点：金刚石>干冰 C．12g金刚石晶体中含有8mol碳原子 D．干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子 【答案】D 【解析】A．NaCl是离子晶体，由图可知，1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个，不存在NaCl分子，A错误； B．NaCl是离子晶体，干冰是分子晶体，金刚石是共价晶体，所以熔点由高到低的顺序是金刚石>NaCl>干冰 ，B错误； C．12g金刚石晶体中含有1mol碳原子，C错误； D．CO2晶胞为面心立方晶胞，配位数为12，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个，D正确； 故答案选D。 【变式3-3】（24-25高二下·广东广州·期中）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号离子的坐标为(0，0，0)，3号离子的坐标为(1，1，1)。下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射测定ZnS晶体结构 B．距离Zn2+最近的Zn2+离子有12个 C．晶胞中Zn2+沿x轴方向的投影为 D．2号硫离子的坐标为 【答案】D 【解析】A．晶体结构用X射线衍射法测定，A正确； B．以面心Zn2+为中心，有3个互相垂直的面，每个面上有4个Zn2+距离其最近，故距离Zn2+最近的Zn2+离子有12个，B正确； C．晶胞中Zn2+位于顶点和面心，沿x轴方向的投影为，C正确； D．2号硫离子位于体对角线，距离3号离子的距离为体对角线的，可知2号硫离子的坐标为，D错误； 故选D。 题型04 过渡晶体 （1）四类典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 ①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 ②偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 【典例4】（24-25高二下·广东佛山·期中）下列关于各晶体模型示意图的分析错误的是 NaCl晶胞 晶胞 石墨的结构 A．NaCl晶胞中，的配位数是6 B．每个Si原子与4个O以共价键相连 C．晶胞中，A原子的分数坐标是法 D．12g石墨中含有共价键的数目为 【答案】C 【解析】A．根据氯化钠的晶胞结构可知，距离钠离子最近且等距的氯离子为6个，因此的配位数是6，故A正确； B．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子以共价键相连，故B正确； C．将晶胞平均分成8个小立方体，c处位于左、后、上的位置，坐标分数为为，故C错误； D．石墨的结构为，每个碳原子形成3个键，但是每个共价键是2个成键原子共用的，因此每个碳原子实际占有的键数目为个，因此石墨中有1.5NA 键，故D正确； 故答案选C。 【变式4-1】（24-25高二下·广东广州·期中）氮化硼是重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图所示： 下列叙述错误的是 A．h-BN晶体中存在大π键 B．c-BN晶体中N位于由B构成的四面体空隙中 C．w-BN晶体中B的配位数为6 D．晶体硬度大小关系为c-BN>h-BN 【答案】C 【解析】A．h-BN晶体类似于石墨晶体，故h-BN晶体中层内存在大π键，故A正确； B．由结构图可知，c-BN晶体类似于金刚石晶体，B构成的四面体空隙，N原子填充在其中4个空隙中，故B正确； C．以w-BN晶体结构中面心的B为中心，周围有4个距离相等且最近的N，故B的配位数为4，故C错误； D．c-BN晶体类似于金刚石晶体，硬度大，h-BN晶体类似于石墨晶体，硬度小，硬度大小关系为c-BN>h-BN，故D正确； 答案选C。 【变式4-2】观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 金刚石 石墨 FeSO4·7H2O MgO A．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式不同，金刚石中每个碳原子被6个六元环共用 B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．FeSO4·7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体熔点：金刚石 > CaO > MgO 【答案】C 【解析】A．金刚石中C原子杂化方式为sp3，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，金刚石中每个碳原子被被12个六元环共用，A错误； B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，石墨是混合型晶体，B错误； C．键角3是硫酸根中键角，中S上的孤电子对数为0，价层电子对数为4，硫酸根为正四面体结构，键角为109°28′，键角1与键角2中的O均采用sp3杂化，但是由于O上有孤电子对，导致键角变小，故键角3最大；键角1与键角2比较，键角1上的O提供孤电子对形成配位键，使得键角1中O上的孤电子对数比键角2中O上的孤电子对数少，导致键角1比键角2大，故键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2，C正确； D．离子半径：Ca2+>Mg2+，离子半径越小、电荷数越多，离子晶体熔点越高，金刚石是共价晶体，熔点高于CaO和 MgO，则晶体熔点：金刚石>MgO>CaO，D错误； 故选C。 【变式4-3】结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 【答案】B 【解析】A．甘油分子中有3个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且O元素的电负性较大，故其分子间形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，A正确； B．王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性，而是通过形成配合物增强了铂的还原性，B不正确； C．冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，C正确； D．石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，第个碳原子以C—C键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上，层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键，这些p轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，D正确； 综上所述，本题选B。 题型05 混合型晶体 （1）晶体模型 （2）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②层与层之间靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 （3）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。 （4）性质：熔点很高、质软、易导电等。 【典例5】（24-25高二下广东茂名·期中）下列有关晶体的说法正确的是 A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．(沸点)为分子晶体，熔化破坏分子间作用力 C．石墨是混合型晶体，晶体中存在大键，因而石墨层间可以滑动，质地较软 D．晶体溶于水后可导电，该晶体一定是离子晶体 【答案】B 【解析】A．金属晶体中存在阳离子和自由电子，不存在阴离子，故A错误； B．BCl3沸点低，符合分子晶体的特征，熔化时破坏分子间作用力，故B正确； C．石墨是混合型晶体且存在层内大π键，但层间滑动是因范德华力弱，而非大π键，因果关系错误，故C错误； D．分子晶体(如HCl)溶于水后也可导电，故D错误； 选B。 【变式5-1】钴氨配合物对现代配位化学理论的发展有重要意义，的晶胞结构如图所示，该面心立方晶胞的边长为。下列说法错误的是 A．配合物中心离子的配位数是 6 B．该晶体属于混合型晶体 C．配体中 键角分子 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．配合物中心离子有6个配体，A正确； B．该晶体由阳离子和阴离子相互作用而形成，属于离子晶体，B错误； C．由于孤对电子对成键电子对的排斥力较大，氨气分子中氮原子含有一对孤对电子，而配离子中氮原子的孤对电子与形成配位键，所以配体中 键角分子，C正确； D．氯离子全部在晶胞中，共计是 8 个，配离子为：，该立方晶胞的边长为，的相对分子质量是232，则该晶体的密度为，D正确； 故选B。 【变式5-2】某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，棱长为a pm，下列说法错误的是 A．晶体中存在离子键、共价键、配位键等多种作用力 B．晶体类型为混合型晶体 C．八面体中心M金属离子的化合价为+2 D．金属离子M与B原子之间的最短距离为： 【答案】B 【解析】A．M金属离子与NH3分子之间的作用力是配位键，NH3中N-H键是共价键，金属配离子和之间是的作用力是离子键，晶体中存在离子键、共价键、配位键等多种作用力，A正确； B．晶体类型为离子晶体，B错误； C．晶胞结构中有8个在晶胞内部，金属配离子有个，因此金属离子的化合价为+2价，化学式可以表示为[M(NH3)6](BH4)2，C正确； D．金属离子与硼原子间最短距离为晶胞的体对角线的四分之一，体对角线为pm ，M与B原子之间的最短距离为：，故D正确； 答案选B。 【变式5-3】-硒（Se）为六方晶胞结构，其原子排列为相互平行的螺旋长链（如图1），链内原子间作用强，相邻链之间有微弱的作用力，沿着螺旋链方向的晶胞投影图如图2所示，晶胞参数为、为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．Se的价电子的空间运动状态有4种 B．-硒（Se）为混合型晶体 C．一个晶胞中含有2个Se原子 D．-硒的摩尔体积为 【答案】C 【解析】A．硒是34号元素，基态硒原子的价电子排布式为4s24p4，价电子的空间运动状态有1+3=4种，A项正确； B．同一条链内原子作用很强、为共价键，相邻链之间原子作用较弱，所以相邻链之间原子作用为范德华力，则-硒（Se）为混合型晶体，B项正确； C．把俯视图中三个硒原子看成是一个整体，则一个晶胞中硒原子的个数为：，C项错误；     D．-硒的摩尔体积，D项正确； 选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 金属晶体与离子晶体 题型01 金属键 题型02 金属晶体 题型03 离子键与离子晶体 题型04 过渡晶体 题型05 混合型晶体 题型01 金属键 （1）概念：金属阳离子和_______之间存在的强烈的相互作用称金属键。 （2）本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“_______”，被所有原子所共用，从而把所有的_______维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。 （3）成键粒子：金属阳离子和_______。 （4）金属键的强弱和对金属性质的影响 金属键越强，金属的熔、沸点_______，硬度_______。金属键强度差别较大，如金属钠的熔点较_______、硬度较_______，而钨是熔点最高的金属、铬是硬度最大的金属。 【典例1】（24-25高二下·广东广州·期中）下列各项比较中前者大于后者的是 A．Na和Mg的熔点 B．和中心原子的价层电子对数 C．和的键能 D．对羟基苯甲醛()和邻羟基苯甲醛()的沸点 【变式1-1】2017年1月26日，《科学》(Science)杂志报道哈佛大学实验室成功制造出金属氢：将氢气冷却到略高于绝对零度的温度，在极高压下用金刚石将其压缩，成功获得了一小块金属氢。2017年2月22日，由于操作失误，世界上这块唯一的金属氢消失了。下列说法中，不正确的是 A．金属氢与普通金属一样，具有较好的导电性 B．氢气变成金属氢的过程中，共价键转变为金属键 C．氢气变成金属氢没有形成新物质，因此该过程发生的是物理变化 D．金属氢是一种高密度、高储能材料，用它作燃料会大大减小火箭的体积和重量 【变式1-2】下列各组物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是 A．HI＞ HBr＞ HCl ＞HF B．KCl ＞ NaCl ＞ MgO＞AlCl3 C． D．石墨＞金刚石＞晶体硅＞NaCl 【变式1-3】下列关于金属性质的说法不正确的是 A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与电子气理论没有关系 B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中的自由电子可在整块晶体中运动，在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动形成了电流 C．金属具有良好的导热性，是因为金属部分受热后，该区域的自由电子的能量增加，运动速率加快，自由电子通过与金属阳离子发生频繁碰撞，传递了能量 D．金属晶体具有良好的延展性，是因为当金属受到外力作用时，金属晶体中的各原子层可以发生相对滑动而不改变原来的排列方式，也不破坏金属键 题型02 金属晶体 （1）概念：金属阳离子与自由电子(“电子气”)之间通过_______形成的晶体叫做金属晶体。 （2）通性：金属晶体有优良的_______、_______和_______。 （3）用“电子气理论”解释金属的性质 （4）存在：金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。 【典例2】（24-25高二下·广东肇庆·阶段练习）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．铁镁合金晶胞中Fe原子数为4 B．Mg与Fe之间的最近距离为nm C．在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数有12个 D．储氢时一个晶胞中有4个H2分子 【变式2-1】（24-25高二下·广东深圳·期中）物质的结构决定性质，性质反映结构。下列对物质性质的解释不正确的是 选项 性质 解释 A 金属具有导电性 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 B 缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中变成完美的立方体块 晶体具有自范性 C 三氟乙酸的大于三氯乙酸 F的电负性比Cl的大，三氟乙酸的羧基中羟基的极性更大 D 在中的溶解度大于在中的溶解度 “相似相溶原理”：是由非极性共价键形成的非极性分子，易溶于非极性的 【变式2-2】（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）物质结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配正确的是 选项 性质差异 结构因素 A 熔点：AlF3>AlCl3 均存在离子键，且强度：AlF3>AlCl3 B 酸性：HCOOH>CH3COOH O-H的极性：HCOOH强于CH3COOH C CO2在水中的溶解度大于CO CO2为非极性分子，CO为极性分子 D 合金的硬度大于成分金属 合金的原子层之间的相对滑动较容易 【变式2-3】下列关于Na、Mg、Al元素及物质的说法正确的是 A．基态Na原子有11种不同运动状态的电子 B．基态Al原子的核外电子排布式：1s22s22p63p3 C．第一电离能：Na<Mg<Al D．熔点：Al<Mg<Na 题型03 离子键与离子晶体 1.离子晶体的概念及成键微粒 （1）概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 （2）成键微粒 ①构成微粒：_______和_______，有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)。 ②微粒间的作用力：主要是_______。在CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等离子晶体中还存在_______、_______等。 2.典型离子晶体的结构特征 化学式 NaCl CsCl 晶胞 晶胞中离子数目 Na＋：4；Cl－：4 Cs＋：1；Cl－：1 阳离子的配位数 6 8 阴离子的配位数 6 8 3.离子晶体的性质 熔点 硬度 导电性 _______ _____ 不导电，但在_______态或_______时导电 【典例3】 【变式3-1】（24-25高二下·广东广州·期中）下面的排序不正确的是 A．晶体熔点由低到高： B．熔点由高到低：Na>Mg>Al C．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．离子键由强到弱： 【变式3-2】（24-25高二下·广东东莞·期末）晶胞是物质世界精巧的积木。下列说法正确的是 A．每个氯化钠晶胞中含有1个NaCl分子 B．熔点：金刚石>干冰 C．12g金刚石晶体中含有8mol碳原子 D．干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子 【变式3-3】（24-25高二下·广东广州·期中）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号离子的坐标为(0，0，0)，3号离子的坐标为(1，1，1)。下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射测定ZnS晶体结构 B．距离Zn2+最近的Zn2+离子有12个 C．晶胞中Zn2+沿x轴方向的投影为 D．2号硫离子的坐标为 题型04 过渡晶体 （1）四类典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 ①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 ②偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 【典例4】（24-25高二下·广东佛山·期中）下列关于各晶体模型示意图的分析错误的是 NaCl晶胞 晶胞 石墨的结构 A．NaCl晶胞中，的配位数是6 B．每个Si原子与4个O以共价键相连 C．晶胞中，A原子的分数坐标是法 D．12g石墨中含有共价键的数目为 【变式4-1】（24-25高二下·广东广州·期中）氮化硼是重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图所示： 下列叙述错误的是 A．h-BN晶体中存在大π键 B．c-BN晶体中N位于由B构成的四面体空隙中 C．w-BN晶体中B的配位数为6 D．晶体硬度大小关系为c-BN>h-BN 【变式4-2】观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 金刚石 石墨 FeSO4·7H2O MgO A．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式不同，金刚石中每个碳原子被6个六元环共用 B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．FeSO4·7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体熔点：金刚石 > CaO > MgO 【变式4-3】结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 题型05 混合型晶体 （1）晶体模型 （2）结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②层与层之间靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 （3）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。 （4）性质：熔点很高、质软、易导电等。 【典例5】（24-25高二下广东茂名·期中）下列有关晶体的说法正确的是 A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．(沸点)为分子晶体，熔化破坏分子间作用力 C．石墨是混合型晶体，晶体中存在大键，因而石墨层间可以滑动，质地较软 D．晶体溶于水后可导电，该晶体一定是离子晶体 【变式5-1】钴氨配合物对现代配位化学理论的发展有重要意义，的晶胞结构如图所示，该面心立方晶胞的边长为。下列说法错误的是 A．配合物中心离子的配位数是 6 B．该晶体属于混合型晶体 C．配体中 键角分子 D．该晶体的密度为 【变式5-2】某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，棱长为a pm，下列说法错误的是 A．晶体中存在离子键、共价键、配位键等多种作用力 B．晶体类型为混合型晶体 C．八面体中心M金属离子的化合价为+2 D．金属离子M与B原子之间的最短距离为： 【变式5-3】-硒（Se）为六方晶胞结构，其原子排列为相互平行的螺旋长链（如图1），链内原子间作用强，相邻链之间有微弱的作用力，沿着螺旋链方向的晶胞投影图如图2所示，晶胞参数为、为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．Se的价电子的空间运动状态有4种 B．-硒（Se）为混合型晶体 C．一个晶胞中含有2个Se原子 D．-硒的摩尔体积为 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $