3.3 金属晶体与离子晶体-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

2,D[当S)晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。] !3.A[碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位 3.解析(1)Sn为NA族元素，由于常温下SnCl为液体，故SnCl,为 置是交替的，这说明碳化硅形成的晶体是共价晶体。则形成共价晶 分子晶体：SnCl1分子中价层电子对数为4，孤电子对数为0，故 体的原子半径越小，共价键键能越大，其熔、沸点越高，而原子半径： SnCl分子的空间结构为正四面体。(2)大多数有机物都是分子 CS,则熔点从高到低的顺序：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确， 晶体。 B错误：三种晶体中的结构单元都是四面体结构，C错误；三种晶体 答案(1)正四面体分子晶体(2)分子晶体 都是共价晶体且都不是电的良导体，D错误。] 4,解析(1)Co不腐于空间网状结构，熔、沸点低，应为分子晶体。：提升·学科素养 (2)二氧化碳晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，：应用体验 则品胞中合有二氧化碳的分子数为8×日十6X =4,二氧化碳的1 解析(1)Ge单晶具有金刚石型结构，Ge单晶和金刚石均为共价 晶体，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，故G单晶熔点比金刚 分子结构为()一C=(),每个分子中含有2个。键和2个π键，所以： 石低。(2)①根据晶胞结构分析，D位于右上前顶角，则D原子的坐 ō键与π键的个数比为1：1。(3)观察碘晶胞不难发现，一个晶胞 中含有碘分子数为8×1/8十6×1/2=4，即含有8个碘原子。一个 标参数为(1,0,1)。②晶胞中，顶角粒子占g,面心粒子占2，内部 晶胞的体积为acm3,该晶胞中所含碘的质量为4×254÷NAg,则 碘晶体的密度为1016/(a3NA)g·cm 粒子为整个晶胞所有，故一个晶胞中含有G的个数为8X日十6×号 答案(1)分子(2)41：1(3)①分子②范德华力③1016 +4=8个，Ge单晶的体积为V=a3pm3=(565.76×10-10)3cm3,故 (aNA) 8×73 第2课时共价晶体 晶体密度p-6.02X104XC565:76X100Tg·cm3。 必备知识·自主梳理 答案(1)低 8×73 (一)原子共价键网状很高小短大高 (2)①(1,0,1) (二)410928'sp3硅氧四面体 6.02×103×(565.76×10-10) 关键能力·合作探究 !随堂·巩固双基 :1.D[A项，共价晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方 新知探究（一） 向性和饱和性，所以共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则：B项， 情景导引 共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构： 1.提示：金刚石晶体中碳原子数和碳碳共价键数之比是1：2,12名金 C项，共价晶体是由原子以共价键相结合形成的，不存在独立的分 刚石晶体中含有2NA个C一C共价键；金刚石晶体中C一C共价键 子：D项，共价晶体是原子通过共价键连接的，熔化时需要破坏共 的键能很大，很难破坏，因此，金刚石的熔点高、硬度大。 价键。] 2.提示：2=×5a。 2.B[A,二氧化碳中，1个C原子形成4个C一()键为极性共价键， 故A正确；B.共价晶体C()力有很高的沸点，不易汽化，不可用作制 3.提示：Si)2晶体中最小环上有12个原子，其中有6个Si原子和6个t 冷材料，故B错误；C,共价晶体具有很高的熔、沸，点，硬度大，故C正 ()原子：晶体中S原子和其周围相连的4个氧原子形成正四面体结： 确：D.共价晶体硬度大，可用作耐磨材料，故D正确。] 构；60gSi(O2晶体中Si一()的数目是4NA。 !3.C[A对，金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是 4.提示：①构成粒子不同，共价晶体中只存在原子，没有分子：分子晶 1个中心硅原子连接4个氧原子，均为正四面体结构。B对，金刚石 体存在分子。②所含作用力不同，共价晶体中存在的是共价键；分 中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C一C键，这个C原子对 子晶体中存在分子间作用力。 跟踪训练 每个单键的贡献只有2，所以1molC原子形成的CC键为4mol× 1,A[A项，水晶是共价晶体，属于化合物：B项，晶体硅是共价晶体， 但是单质：C项，金刚石是共价晶体，但是单质：D项，千冰是分子 2 =2mol,而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个()原子形成 晶体。」 4个Si一()键，则1 mol Si)2晶体中Si一()键为4mol。C错，千冰熔 2,C「由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，每！ 化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂。D对，共价晶体中不 个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为1：2：晶体中最： 存在分子。] 小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12：！4.B[S)3和Si()2均只有共价键，但分别为分子晶体、共价晶体，故 晶体中每个硅原子有四对共用电子对，每个氧原子有两对共用电子： A错误：CO2和H2()均只含共价键，均属于分子晶体，故B正确： 对，二者都满足最外层8电子结构。] NCI中只含离子键，为离子晶体，HC】中只含共价键，为分子晶体， 3,C[单质硅是一种立体三雏骨架结构的共价晶体，A正确；晶体中！ 故C错误：CCI1中只含共价键，为分子晶体，KCI中只含离子键，为 每个硅原子与4个硅原子相连，B正确：根据单质硅的晶体结构可判· 离子晶体，故D错误。 断晶体中最小环上的原子数目为6，C错误、D正确。] ·5.C[化合物中键能越大，该物质越稳定，由于键能C一C>Si一Si、 4,D[由题图可知每个硅原子与四个氧原子相连，而每个氧原子与两： C一H>Si一H,故可判断稳定性：C2H>SigH6,A项正确：SiC与金 个硅原子相连，在晶体中Si原子与()原子的个数比为1：2，“S02” 刚石均为立体网状的共价晶体，二者成键和结构均相似，均具有很 仅表示石英的组成，不存在单个的SiO2分子。] 高的硬度，B项正确：根据H具有较强还原性，可知还原性：SH1 新知探究（二） CH1,C项错误；由于原子半径：Si>C,Si原子间难形成p-pπ键， 情景导引 故决定了Sǐ原子间很难形成双键，D项正确。] 1,提示：②③是影响共价晶体的熔点和硬度的因素，构成共价晶体的：6.解析A组熔点很高，应是共价晶体，共价晶体熔化时破坏的是共 原子间的共价键键能越大、构成共价晶体的原子半径越小，晶体的 价键。B组是分子晶体，且结构相似，一般是相对分子质量越大，熔 熔点越高、硬度越大。 点越高，HF的相对分子质量最小，但熔点比HC】高，出现反常的原 2.(1)提示：二者都是共价晶体，化学键的键长越短，键能就越大，熔点 因是HF分子间存在氢键，HF熔化时除了破坏范德华力，还要破坏 就越高。 氢键，所需能量更多，因而熔点更高。分子晶体在固态和熔化状态 (2)提示：金刚砂的高。 都不导电 跟踪训练 答案(1)共价共价键(2)HF分子间能形成氢键(3)③④ 1.D[SiCl1、A1Cl3的熔、沸点低，都属于分子晶体，A1C13的沸点低于 第三节金属晶体与离子晶体 其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故ACl?加热能升华，A、 必备知识·自主梳理 C正确：单质B的榕沸点高，所以晶体硼是共价晶体，B正确：C原子 的半径比Sǐ原子的半径小，金刚石中的C一C键长比晶体硅中的 ，(一)价电子。电子气金属原子 Si一Si键长短，金刚石中的C一C键能比晶体硅中的Si一Si键能大， ;已)合金铁铜低。小钨铬 金刚石中的C一C键比晶体硅中的Sǐ一S键强，D错误。] !(三)阳离子阴离子6688高大不水溶液 2,C[A项，三种物质都是共价品体且结构相似，因为C的原子半径！（四）分子晶体共价晶体金属晶体离子品体sp2共价键范 小于Si,所以键长C一C<C一SiSi—Si,键能C一C>C一Si>Si一 德华力 Si,键能越大，共价晶体的熔点越高，正确：B项，NH和PH,都是分！关键能力·合作探究 子晶体，但NH分子间存在氢键，故NH3的沸点较高，正确；C项，·新知探究（一） 二氧化硅是共价晶体，硬度较大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较·跟踪训练 小，错误；D项，卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间·1，A[金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再 不存在氢键，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，： 反射出来，因而金属一般显银白色光泽，A不正确：金腐具有导电性 正确。] 是因为在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流，B正确：金 129 属具有导热性是因为自由电子受热后，与金属离子发生碰撞，传递 能量，C正确：良好的延展性是因为原子层滑动，但金属键未被破！ 0:2×号=1，C或B:4×号=1，Mg的个教小于2，根据正负化合 坏，D正确。] 价的代数和为0，图2的化学式为LiMg(OCl,Br1-x,C项错误：D,进 2.A[常温下，Hg为液态，故A错误：金属键无方向性，故金离键在 行镁高子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说 一定范围内不因形变而消失，故B正确；钙的金属键强于钾，故熔、 明Mg+取代产生的空位有利于Li的传导，D项正确：答案选C。] 沸，点高于钾，故C正确：温度升高，自由电子的能量增大，无规则运·新知探究（三） 动加剧，影响了自由电子的定向移动，金离的导电性减弱，故D·跟踪训练 正确。」 ·1,C[Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体，A错误：H2S)是 3,B[A项，用铂金做首饰利用了金属晶体的廷展性，能用金离键理： 分子晶体，石墨是混合型晶体，B错误：玻璃无固定熔，点，是非晶体， 论解释：B项，金属晶体在固态和熔融时能导电，其熔点差异很大， D错误。] 故题设条件下的晶体可能是金属晶体：C项，一般来说，金属中单位！ 离子所带电荷数： 体积内自由电子的数目越多，金属元素的原子半径越小，金离键越： Cs*<Mg"=Ca=Ba 强，故金属键的强弱顺序为Li>Na>K,其熔点的高低顺序为Li>! 与02形成的离 Na>K:D项，金腐的导电性随温度的升高而降低，温度越高，其导：2.B[ 离子半径：Cs*>Ba 子键的强弱： 电性越差。] Ca>Mg Mgo>Cao> 4.解析(1)1个金品胞占有的金原子数为顶角上8X。=1(个)，面 熔点：MgO>CaO BaO>Cs,O 8 BaO>Cs,O 心上6×号-3（个），共4个.(2)晶胞中Cu原子数为6×2 三3.解析I,共价晶体的熔、沸点大于分子晶体的熔、沸，点，共价晶体 的硬度大于分子晶体的硬度，金属晶体的熔、沸点及硬度差别较大： 3(个)，Au原子数为8×日 =1(个)，因此化学式为AuCu。(3)由 共价晶体和分子晶体在固态和熔化时不导电，金属晶体具有良好的 导电性：氣化学性质很稳定：石墨是层状结构的混合型晶体，具有滑 图1知，1183K以下时，1个铁原子被8个铁原子最邻近包围，由图： 腻感。 2知，1183K以上时，1个铁原子被12个铁原子最邻近包围。 Ⅱ.(1)这些晶体中属于共价晶体的有①③④，属于离子晶体的有 答案(1)4(2)AuCu3(3)812 ②，腐于分子晶体的有⑤⑥。一般来说，熔点高低顺序为共价晶体 新知探究（二） >离子晶体>分子晶体：对于共价晶体，键长：Si一Si>Si一C>C 情景导引 C,相应键能：Si-Si<Si一C<C一C,故它们的熔点：金刚石>碳化 1.提示：CI的配位数是6：距Na最近的C1形成正八面体结构：每 硅>晶体硅。 个晶胞中平均占有4个Na和4个C (2)熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的 2,提示：Cs十的配位数是8：平均每个晶胞中含1个CsC1:设晶胞立方 共价键； 体的边长为apm,因此(aX1010)3·p:Na=168.5,a√N 3168.5 答案 I,(1)四氯化硅分子晶体(2)锑金属晶体(3)氖 分子品体(4)硼共价品体(5)石墨混合型晶体 Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越 pm,则Cs+与C之间的最短距离为3 √3 大，分子间作用力（或范德华力）越强，熔化所需的能量越多，故熔 2 点：Si>N心>C:而破坏分子需断开化学键，元素原子半径越小， 3168.5×10°pm 其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的 √p·NA 能量多少顺序为N>C>SiD 3.提示：Ca2+的配位数是8，F的配位数是4：每个CaF2晶胞中含4个！提升·学科素养 312 CaF2,则(b×100)3p·NA=4×78=312。p=6NA×10而 应用体验 :1.C[由图可知，该晶胞中原子的堆积方式为六方最密堆积。] 312×10°g·cm3。 !2.D[图1、图2为非密置层堆积，图3、图4为密置层堆积，A项错 bNA 误：金属发生形变时，自由电子仍然可以在金属阳离子之间流动，使 4.(1)提示：①④均为离子晶体且离子所带电荷相同，从F一I随 金腐键不会断裂，所以能用电子气理论解释金离的廷展性，B项错 着离子半径的增大，离子键减弱，熔点逐渐降低。⑤一⑧均为离子 晶体且离子所带电荷相同，从Mg+→Ba+随着离子半径的增大， 误；利用均摊法计算每个晶胞中原子个数—图1：8×3=1，图2： 离子键减弱，熔点逐渐降低。 (2)提示：⑤一⑧中的物质均为离子晶体，并且⑤~③中物质的离子 8×号+1=2，图3：8×号十6×号=4，图4：8×+1=2，即图1 所带电荷数高于①一④中的物质的离子所带的电荷数，离子所带电！ 一图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、4、2，C项错误：图1一图 荷数越高，离子键越强，熔点越高。 4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆 (3)提示：影响离子晶体熔点高低的因素主要有离子所带电荷数及 积，空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，D项正确。] 离子半径的大小。其规律是离子所带电荷数越高，离子半径越小，！随堂·巩固双基 离子晶体的熔点越高。 :1.D「A.具有较高的熔，点的不一定是离子晶体，共价晶体也具有较 跟踪训练 高的熔点，故A错误；B.不一定是离子晶体，如HC、NH等分子晶 1,D[离子晶体的结构决定着离子晶体具有一系列特性，这些特性包： 体固态不导电，水溶液能导电，故B错误：C.晶体类型与溶解度无直 括A、B、C项所述：离子间的距离取决于离子半径的大小及晶体的 接关系，故C错误：D.固态离子晶体中离子不能自由移动，所以不能 密堆积方式等。] 导电，而熔融状态下可以电高出自由移动的离子，所以可以导电，故 2.B[处在中心位置上的Na被6个等距高且最近的C包国，将2.D[NaC和Csd都是由阴、阳高子通过离子能构成的离子晶体， D正确。] 6个C相连，得到的空间结构为正入面体。] 阴、阳离子个数之比都为1：1，则都属于AB型的离子晶体，故A、B 3.C[金属单质含有金属阳离子，是金属晶体，不是离子晶体，所以含 正确：结合题图可知，NC】为面心立方结构，钠离子的配位数为6， 有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故A正确：C和S同主族， CsC】为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确：NaC】和 但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体、共价晶体，故B正 CC】都属于AB型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则 确：活泼金属A」与活泼非金属C】形成的AC1?属于共价化合物，所 NaCI的阳离子与阴离子的半径比小于CsCI的，故D错误。] 以活泼金属元素与活泼非金属元素可能形成共价化合物，故C错！3.A[A.氯化钠中不存在NaCl分子，A错：B.由NaC1晶胞结构可 误：Na的熔点比ACl?低，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体 知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则每个N十周围 的高，故D正确。] 距离最近且相等的C1共有6个，B正确：C,氯化铯晶体中，铯离子 4,C[A根据均摊法，图1的晶胞中含Li:8×千十1=3,0：2×2 在体心，氯离子在顶，点，每个Cs周围紧邻8个C1,C正确：D.由 72.5 NC】晶胞结构可知，纳离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯高 1,C1:4×=1,1个晶胞的质量为3X7+16+35. NA g一NA ，晶胞 子，平均每个NaCI晶胞中有4个Na、4个CI,D正确。] 的体软为aX10m=dX10”em,对最体的害度为得g÷ :4.D[五种元素中，Fe价电子排布式为3d4s2,Mn价电子排布式为 3d4s2,V价电子排布式为3d4s2,这三种元素原子均位于d区，C (a3×10-30cm3)= NAXaX10而g/cm',A项正确：B.图1晶胞 72.5 价电子排布式为2s2p,A1价电子排布式为3s3p,这两种元素原 子位于p区，故A正确：超级钢的晶体符合金属晶体结构特点，因此 中，()位于面心，与()等距离最近的Li有6个，)原子的配位数为 为金属晶体，故B正确；X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结 6,B项正确；C.根据均摊法，图2中Li:1,Mg或空位为8×于=2。 构，故C正确：超级钢是金属晶体，因此存在金属键，不存在离子键， 故D错误。 130 5.解析(1)观察晶胞的结构可知，每个Na十同时吸引6个C1一：在每！ 故其配位数为6，B正确：由题千信息可知冠醚是皇冠状的分子，则 个晶胞中含Na+的个数为4，含CI的个数也为4，即Na+与C】一的： 冠醚与碱金属高子形成配合物是一个配位阳离子，故所得到的晶体 数目之比为1：1。(2)由图乙可知，因为r(CI一)>r(Na+),则 里还有阴离子，C正确：由C项分析可知，该类配合物晶体是由阴、 阳离子组成的，故属于离子晶体，D错误。] r(C)=2r(Na)=a2r(C)=a2X2,r(Na)2.解析1)Cr的基态价层电子排布为3d4,而M0与CT同族，但 A 2a-2ar(Na)_2a-2a:2a=(2-1):1=0.414:1。 比Cr多了一周期，因而基态价层电子排布为4d55s,因而核外未成 r(CI) 对的电子数为6个。(2)观察该超分子结构有双键，说明有σ键和π (3)由NaCI晶体结构分析，每个晶胞中含有4个“NaCI”,则V=i 键，分子中不存在离子键，根据信息M0形成配位键。(3)C)做配 58.5×4 体时是C做配位原子，氧把孤电子对给了碳，碳变成富电子中心，有 4M 6.02×102 提供弧电子对形成配位键的能力：P一甲酸丁酯吡啶中有碳原子形成 Na0-5.6X10g·cm3≈2.2g·cm3。 双键，说明其杂化方式为sp,在丁基中C原子形成四个单键，为sp 答案(1)61：1(2)0.414：1(3)2.2g·cm8 杂化。 6.解析由题意知在Mg()中，阴离子作面心立方堆积，氧离子沿晶胞 答案(1)4dF5s6(2)AB(3)Csp2和sp 随堂·巩固双基 的面对商线方向接触，所以号a=2r(0-),r(0)≈0,148nm:A含有配位键的化合物是配合物（一教缑盐除外），NaC中只含 M()的晶胞参数比Mg()更大，说明阴离子之间不再接触，阴、阳离 有离子键，故不是配合物。] 子沿坐标轴方向接触，故2[r(Mn2+)十r(2-)]=a',r(Mn2+)= 2.D[A.由于()的核电荷数大于C,故()原子核外电子受原子核引 0.076nm。 力强，不容易失去电子，故第一电离能：C<(),A正确：B.杯酚分子 答案0.1480.076 中含有苯环结构，具有大π键，B正确：C.C0晶体属于分子晶体，金 第四节 配合物与超分子 刚石腐于共价晶体，C正确：D.氢键是H与N、()、F等电负性大的 必备知识·自主梳理 元素之间才能形成，而C中只含有C元素，无法形成氢键，D 错误。] (一)孤电子对孤电子对 深蓝色晶体变红 电子对给予-接受配位键蓝色沉淀3.提供孤电子对的有：H,O、NH、F、CN:接受孤电子对的有： (二)C。C。杯酚空穴分子识别 Fe2+、Cu2+、Zn2+、Ag+。 关键能力·合作探究 :4.解析(1)由题图可知，通过整合作用形成了3个环，每个环中 Cd+均可与2个N原子或2个氧原子形成配位键，故1mol该配合 新知探究 物中通过整合作用形成6ol配位键。该整合物中无论是硝基中的 探究活动 N原子，还是N()中的N原子，还是六元环中的N原子，N均为 1.提示：CuS)溶液、CuCl2溶液、CuBr2溶液呈蓝色。 2.提示：该实验说明Na+、K+、S()、C1、Br均没有颜色。水合铜 sp杂化，即N只有1种杂化方式。(2)乙二胺中N、C原子价层电 离子呈蓝色。 子对数均为4，均采用$即方式杂化。乙二胺中氨原子有孤电子对， 3.提示：四水合铜离子中，水分子中提供孤电子对给予铜离子，铜离子！ Mg2+、Cu+存在室空轨道，两者易形成配位键。由于半径Cu+> 接受水分子的孤电子对而形成配合物[Cu(H2O),]2+。 Mg2+,Cu+的配位数比Mg2+大，故乙二胺与Cu+形成的配合物 4.提示：NH?有弧电子对，H有空轨道，NH3中的孤电子对进入H+! 更稳定。 的空轨道，两者共用形成化学键。 答案(1)61(2)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤电子对给 5.提示：试管中得到的蓝色沉淀是氢氧化铜：反应的离子方程式为！ 金属离子形成配位键C+ Cu2++2NH3·H2()=(Cu(OH)2￥十2NH。 :5,解析(1)①同周期元素从左到右电负性依次增大，故电负性为() 6.提示：Cu((OH)2能溶于复水生成深蓝色的[Cu(NH3)1]2+,反应的： >N>H: 离子方程式为Cu(OH)2十4NH一[Cu(NH)4]2++2OH。 ②乙二胺分子中N原子与H和C形成3个σ键，有一对个电子对， 7.提示：深蓝色晶体是[Cu(NH3)1]S)1·H2):[Cu(NH3)1]2+十 价层电子对为4，采取$p杂化：乙二胺分子间可以形成氢键，三甲 S()片+H()乙醇，[Cu(NH3)]S()·H2()￥ 胺[N(CH)3]不能形成氢键，只有分子间作用力，所以乙二胺沸 8.提示：N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，NH·BF的结构 点高： H F (2)具有未成对电子的物质具有顺磁性，Cu+价电子排布为3d°， 式可表示为H Cu+价电子排布为3d”,十2价的铜离子形成的物质具有顺磁性，故 -F 答案为BC。 答案(1)①(O>N>H②sp乙二胺可以形成分子间氢键 跟踪训练 (2)BC 1,D[在A、B、C三项中，Ag+、H+、Co+都能提供空轨道，而NH3、6.解析 (1)题给物质的配离子为[Ti(H2():CI]+,含有配位键与极 H2()都能提供孤电子对，所以能形成配位键：在D项中，Ag+和H 性共价键（或共价键）。(2)N原子的孤电子对与B原子的空轨道形 都只能提供空轨道，而无提供孤电子对的分子或离子，所以不能形 成配位键。(3)①铁单质中含金属键。@K,[Fe(CN)6]属于配位化 成配位键。] 合物又属于离子化合物，含配位键、离子键，CN中含有共价键。 2.AB[W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W形成 (4)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl:每个 1条单键且核电荷数最小，W为H,X形成4条键，核电荷数大于 Fe原子与3个C】原子形成共价键，还可以提供空轨道与另一个CI H,且小于其他三种元素，X为C,Y形成2条单键，核电荷数大于 CI C,Y为()，W、Y原子序数之和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q 原子提供的孤电子对形成配位键，结构式可表示为 Fe 原子价电子数的2倍，Q为A。 A,W与X的化合物不一定为极性分子，如CH1就是非极性分子，A{ 错误：B.同周期元素从左到右第一电高能呈增大趋势，则第一电离 CI 能F()>C,B错误：C.Q为A,A2()3为两性氧化物，C正确： 或 e D.该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确：故答案选AB。] 3.C[选项A,该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原子间等，均 答案(1)配位键、极性共价键（或共价键） 存在。键，错误：选项B,该物质中H、()原子间存在氢键，C与其他 HH 原子间存在共价键，N、N之间存在配位键，所以该物质的分子内存 在氢键、共价键、配位键三种作用力，错误：选项C,Ni原子具有空轨 (2)H-N→B-H (3)①金属键②bcd 道，接受孤电子对，是配合物的中心原子，正确；选项D,C原子最外 层的4个电子全部参与成键，没有孤电子对，错误。] HH 4.B[与Ag反应生成AgCI沉淀的CI是由配合物在水溶液中电离！ 出来的，因此在该配合物中1个CI厂在内界，2个C1在外界。] (4)Fe 提升·学科素养 ci CI 应用体验 7.解析(1) 1,D[配位键是共价键的一种类型，是由一方提供空轨道，另一方提！ xH2 O+CoCl2 =CoCl2.xH2() △m 供孤电子对形成的共用电子对，故冠醚与碱金属离子之间的配位键 130+18.x 18.x 离于共价键，A正确：由图可知，中心原子K周围形成6个配位键， 119g (119-65)g 131化学选择性必修2 6.现有两组物质的熔点数据如下表所示： 根据表中数据回答下列问题： (1)A组属于 晶体，其熔化时克服的粒 A组 B组 子间的作用力是 金刚石：>3500℃ HF:-83℃ (2)B组中HF熔点反常是由于 (3)B组晶体不可能具有的性质是 (填 晶体硅：1410℃ HCl:-115℃ 序号)。 晶体硼：2300℃ HBr:-89℃ ①硬度小②水溶液能导电③固体能导电 ④液体状态能导电 二氧化硅：1710℃ H1:-51℃ 温馨提示 请做课时分层检测（十一） 第三节 金属晶体与离子晶体 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)金属键 ②金属键的强弱决定着金属晶体的性质 金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互 概念 金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，金属晶 作用称为金属键 体的熔、沸点越高，硬度越大。金属键强度差别较大，如 金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶 金属钠的熔点较 硬度较 ,而 ; 体的“ ”,被所有原子所共用，从而把所 是熔点最高的金属、 是硬度最大的金属 本质 有的 维系在一起。这一理论称为“电子 气理论” (三)离子晶体 成键粒子 金属阳离子和自由电子 概念 由 和 相互作用而形成的晶体 存在 金属单质或合金中 结构 ①构成微粒：阳离子和阴离子。 ①金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半 特点 ②微粒间的作用力：离子键 径和价电子数，原子半径越小，价电子数越多，金 影响 属键越强：反之，金属键越弱。 晶体类型 NaCl CsCl ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大 (二)金属晶体 晶胞 除纯金属外，还有大量 ,大多数合金以一种金 组 典型 d●d 属为主要组成，如碳钢、锰钢、不锈钢的主要成分为 成 离子 :黄铜、青铜、白铜的主要成分为 晶体 的结 1个Na+周围距 ①“电子气理论”解释金属的性质 构 离相等且最近的 1个Cs+周围距离相等 C1-有 且最近的C有 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就 结构 特点 个：1个C1-周围 个；1个C1周围 会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式， 距离相等且最近 距离相等且最近的 延展性 而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似 的Na有 Cs有 个 轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良 个 冬 好的延展性 质 ,难挥发 导电性 电子气在电场中定向移动，所以金属具有良好 熔、沸点 熔、沸点较 的导电性 般 硬度 硬度较 ,难于压缩 物理 电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子 性质 固态时 电导率 频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低 导电性 导电，熔融状态或在 中能导电 的现象 48 第三章晶体结构与性质 (四)过渡晶体与混合型晶体 (1)石墨的结构模型 纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是 概念 和 之间的过渡 晶体 335 pm 过 合 学 渡 离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 型 石墨品体中的二维平面结构 (2)结构特点：①同层内，碳原子采用 杂化，以 体 氧化物 Na2O MgO Al2O SiO, 体 相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子 示例 的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在 离子键的 62 50 41 33 整个碳原子平面中运动。②层与层之间以 相 百分数/% 结合 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 新知探究（一） 金属晶体的结构与性质 核心归纳 金属键越强，熔、沸点越高。具体规律 如下： 1.金属键的理解 ①同周期金属单质，从左到右（如Na、 Mg、AI)熔、沸点升高。 晶体中的电子不专属于某一个或几个特 ②同主族金属单质，从上到下（如碱金属）》 熔、沸点 熔、沸点降低。 定的金属阳离子，而几乎是均匀地分布在 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的 金属键无方向 整块晶体中，因此晶体中存在所有金属阳 熔、沸点低。 性和饱和性 离子与所有自由电子之间“弥漫”的电性 ④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为 作用，这就是金属键，因此金属键没有方 液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点 向性和饱和性 很高 硬度 金属键越强，晶体的硬度越大 一般来说，金属键的强弱主要取决于金属 金属键的强弱 元素原子的半径和价电子数。原子半径 比较 越大，价电子数越少，金属键越弱；原子半 跟踪训练 径越小，价电子数越多，金属键越强 1.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 2.金属晶体的典型性质 属键没有关系 金属材料有良好的导电性是由于金属晶 B.金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共 具有良好的 体中的自由电子可以在外加电场作用下 享了金属原子的价层电子，形成了“电子气”， 导电性 发生定向移动 在外电场的作用下自由电子定向移动便形成 了电流 金属的导热性是自由电子在运动时与金 C.金属具有良好的导热性，是因为自由电子通过 具有良好的 属离子碰撞而引起能量的交换，从而使能 与金属离子发生碰撞，传递了能量 导热性 量从温度高的部分传到温度低的部分，使 D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体 整块金属达到相同的温度 中的原子层可以滑动而不破坏金属键 2.下列关于金属晶体的叙述不正确的是( 因为金属键没有方向性，所以当金属受到 A.常温下，金属单质都以金属晶体形式存在 具有良好的 外力作用时，晶体中的各原子层发生相对 B.金属键在一定外力作用下，不会因形变而消失 延展性 滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但 C.钙的溶、沸点高于钾 不会断裂，故金属晶体具有良好的延展性 D.温度越高，金属的导电性越弱 49 化学选择性必修2 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 OCu B.固态和熔融时易导电，熔点在1000℃左右的： OAu 晶体可能是金属晶体 (3)1183K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1 C.Li、Na、K的熔点逐渐升高 所示，1183K以上转变为图2所示的基本结构 D.温度越高，金属的导电性越好 单元。在1183K以下的纯铁晶体中最邻近的铁 4.(1)金晶体的基本单元（也称晶胞）是面心立方： 原子等距离且最近的铁原子数为 ;在1 体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各 183K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最 个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中 近的铁原子数为 含有 个金原子。 (2)金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种 的晶胞结构如图所示（为面心立方结构）。该金 属化合物的化学式为 图 图 新知探究（二） 离子晶体的结构与性质 情景导引 :4.以下是八种物质的熔点。 序号 ⑦ ② ③ ④ ⑤ ⑥ ② ⑧ 如图是NaCl、CsCl、CaF2三种离子晶体的晶胞 物质 NaF NaCl NaBr Nal MgO CaO SrO BaO 结构： 熔点/℃ 993 801 747 661 2852261424301918 (1)①一④、⑤一⑧中物质的熔点为什么会逐渐 降低？ NaCl的品胞 CsCI的晶胞 CaF2的晶胞 1.NaCl晶体中C-的配位数是多少？距Na+最近 的CI厂形成的空间结构是什么？每个NaCI晶胞： (2)⑤~⑧中物质的熔点远高于①~④中物质的 中平均占有几个Na+和C1-? 原因是什么？ (3)通过上述分析，你能得出影响离子晶体熔点 2.CsC晶体中，Cs+的配位数是多少？已知晶体的密： 高低的因素有哪些？其影响规律是什么？ 度是pg·cm3,则晶胞中Cs+与CI之间的最短 距离是多少pm?(NA为阿伏加德罗常数的值) 核心归纳 1.离子晶体的结构特点 3.CaF2晶体中Ca2+的配位数是多少？F-的配位： (1)离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结 数是多少？已知晶体中晶胞的边长是bpm,则晶： 合而形成的晶体。 体的密度是多少？(NA为阿伏加德罗常数的值) (2)离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于 静电作用没有方向性，故离子键没有方向性。只 要条件允许，阳离子周围可以尽可能多地吸引阴 离子，同样，阴离子周围可以尽可能多地吸引阳 离子，故离子键也没有饱和性。根据静电作用大 50 第三章晶体结构与性质 小的影响因素可知，在离子晶体中阴、阳离子半： 跟踪训练 径越小，所带电荷数越多，离子键越强。 (3)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子1.离子晶体一般不具有的特征是 的个数比，而不是表示其分子组成。 A.熔点较高，硬度较大 2.离子晶体的判断 B.易溶于水而难溶于有机溶剂 C.固体时不能导电 金属离子和酸根离子、OH形成的大多数盐、 利用物质 强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物（如Na2O D.离子间距离较大，其密度较大 的分类 和Na2O2),活泼金属的氢化物（如NaH),活 2.如图所示，在氯化钠晶胞中，与每个Na+等距离 泼金属的硫化物等都是离子晶体 且最近的几个C所围成的空间结构为( 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金 利用元素 属元素（特别是活泼的金属元素，如第IA、第 的性质和 ⅡA族元素)与非金属元素（特别是活泼的非 种类 金属元素，如第ⅥA、第IA族元素)组成的化 合物 ◆Cl oNa A.十二面体 B.正八面体 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬 C.正六面体 D.正四面体 利用物质 而脆：固体不导电，但熔融或溶于水时能导电， 3.下列数据是对应物质的熔点，有关判断错误的是 的性质 大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非 极性溶剂 Na20 920℃ 3.离子晶体的性质 Na 97.8℃ 性质 原因 AlF 1291℃ 离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消 AICla 190℃ 耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸 熔沸点 点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶 Al203 2073℃ 体，离子半径越小，所带的电荷数越多，离子键越 BCls -107℃ 强，熔、沸点越高 C02 -57℃ 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体 SiO2 1723℃ 硬度 受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致 A.含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 晶体破碎 B.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体 C.活泼金属元素与活泼非金属元素一定能形成 中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶 离子化合物 体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。 D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服 :4.(2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同 导电性 了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子， 样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体 在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离 (图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得 子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用 高性能固体电解质材料（图2）。下列说法错误 成了自由移动的离子（或水合离子），在外加电场 的是 ( 的作用下，阴、阳离子定向移动而导电 大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水）中，难溶 OCI或BI 于非极性溶剂（如汽油、苯、CCL)中。当把离子 001 溶解性 晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产 00 。Mg或空位 ·Li ·Li 生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互 作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子 图1 图2 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如 A.图1晶体密度为NA×aX10 72.5 30g·cm-3 延展性 果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳 B.图1中O原子的配位数为6 定，所以离子晶体无延展性 C.图2表示的化学式为LiMg2 OCI,Br1- D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导 51 化学 选择性必修2 新知探究（三） 四类晶体的比较 核心归纳 2.MgO、Cs2O、CaO、BaO四种离子晶体熔点的高 低顺序是 ( 四种晶体的比较分析 A.MgO>Cs2O>BaOCaO 晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 共价晶体 B.MgOCaO>BaO>Cs2O 相邻原子间通 C.CaO>BaO>MgO>Cs2 O 金属原子通过阴、阳离子通过分子间通过分过共价键结合 定义 金属键形成的离子键形成的 子间作用力形面形成的三维 D.CaO>BaO>Cs2O>MgO 晶体 晶体 成的晶体 骨架结构的 3.I.现有5种固态物质：四氯化硅、硼、石墨、锑、 晶体 氖。将符合信息的物质名称和所属晶体类型填 基本 金属阳离子、自 由电子 阴离子、阳离子 分子 原子 在表格中。 结 微粒 微粒间 范德华力或范 编号 信息 物质名称晶体类型 金属键 离子键 共价键 作用力 德华力与氢键 熔点：120.5℃，沸点：271.5 焙 般较高，但差 (1) 较高 较低 ℃，易水解 沸点 异大 一般较大，但差 熔点：630.74℃，沸点：1750 硬度 较大 较小 大 (2) 性 异大 ℃，导电 质 延展性 好 脆 差 差 由分子间作用力结合而成，熔 熔融态或溶于某些溶于水后 一般不导电 (3) 导电性固态能导电 点很低，化学性质稳定 水时能导电 能导电 个别为半导体 溶解性 不溶 多数溶于水 相似相溶 不溶 由共价键结合成空间网状结 熔化时需克 (4) 构的晶体，熔点：2300℃，沸 金属键 范德华力或范 离子键 共价键 服的作用力 德华力与氢键 点：2550℃，硬度大 多数的非金属少数的非金属 金属单质和 物质类别 离子化合物 单质和共价化单质和共价化 合金 由共价键结合成层状结构的 合物 合物 (5) 晶体，熔点高、能导电，具有滑 NaCl、CsCl 典例 K、Cu、Mg 干冰、冰、碘 金刚石、SiO2 腻感 CaFo Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚 跟踪训练 石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替 1.下列晶体分类中正确的是 的。下列各种晶体：①晶体硅②硝酸钾③金 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 刚石④碳化硅⑤干冰⑥冰，它们的熔点由 高到低的顺序是 (填序号)。 A NaOH Ar S02 (2)继C60后，科学家又合成了Si0、N60。请解释 B H2SO 石墨 如下现象：熔点：Si60>N6o>C60,而破坏分子所 需要的能量：Nso>C60>Si6o,其原因是 C CHaCOONa 水晶 0 Ba(OH)2 金刚石 玻璃 提升·学科素养 融汇贯通，提升素养 金属晶体的四种堆积模型分析 体心立方 2 Na、K、 原子半径(r) 2r= 68% 个晶胞内 空间 常见 堆积 2 堆积模型 晶胞 配位数 和晶胞边长 原子数目 利用率 金属 (a)的关系 六方最密 简单立方 12 2 74% Mg、Zn 2r=a 52% Po(钋) 堆积 Ti 堆积 52 第三章晶体结构与性质 :2.关于下列四种金属堆积模型和金属晶体的说法 面心立方 12 =② Cu、Ag、 74% 正确的是 最密堆积 2 Au 0 应用体验 9 1.仔细观察下图，这种堆积方式是 图1 图 图3 图4 A.图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密 置层堆积 B.金属的延展性不可以用电子气理论解释 C.图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、 2、2、4 A.简单立方堆积 B.体心立方堆积 D.图1一图4堆积方式的空间利用率分别为 C.六方最密堆积 D.面心立方最密堆积 52%、68%、74%、74% 随堂·巩固双基 达标训练，巩固提升 1.下列性质中，能充分说明某晶体是离子晶体的是：5.在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排 ( ) 列，如图甲是NaC1的晶胞结构。在离子晶体中， A.具有较高的熔点 阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们 B.固态不导电，水溶液能导电 可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如 C.可溶于水 图乙。已知a为常数。 D.固态不导电，熔融状态能导电 2.如图为NaCI和CsCI的晶体结构，下列说法错误 的是 OCs' CI oCI 甲 (1)在NaC1晶体中，每个Na+同时吸引 个CI-;而Na+与CI-的数目之比为 A.NaCl和CsCI都属于AB型的离子晶体 B.NaCI和CsC1晶体中阴、阳离子个数比相同 (2)Na+半径与CI-半径之比为 (已知 C.NaCI和CsCI晶体中阳离子的配位数分别是6 √2=1.414). 和8 (3)若a=5.6×10-8cm,NaC晶体的密度为 D.NaCI和CsCI中阳离子与阴离子的半径比： (已知5.63=175.6，NaC1的摩尔质量为 相同 58.5g·mol-1). 3.下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是( :6.MgO具有NaCI型结构（如图），其中阴离子采用 A.1mol氯化钠中有NA个NaCl分子 面心立方最密堆积方式，X-射线衍射实验测得 B.氯化钠晶体中，每个Na+周围紧邻6个CI Mg0的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为 C.氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl D.平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个CI nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞 参数为a'=0.448nm,则r(Mn2+)为 nm。 4.某种超级钢中除Fe外，还含Mn10%、C 0.47%、A12%、V0.7%。下列说法中错误的是 ( A.上述五种元素中，有两种位于周期表的p区 B.超级钢的晶体一定是金属晶体 C.X射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构 D.超级钢中存在金属键和离子键 温馨提示 请做课时分层检测（十二） 53