第三章 金属晶体，离子晶体 学案-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学导学案聚焦金属晶体与离子晶体，通过高考考向分析明确课标要求与高频考点，结合真题演练搭建学习支架，衔接必备知识自查、观点辨析及能力提升环节，帮助学生构建晶体结构与性质的认知脉络。 资料特色在于借助实物模型、软件模拟等直观手段降低抽象性，通过晶胞计算训练和观点辨析培养科学思维，真题与拓展练习结合提升科学探究能力，有效落实化学观念与核心素养，助力学生深化理解与应用。

选择性必修二《物质结构与性质》一轮复习学案 审核人：高二化学组 姓名 班级 学号 专题七 金属晶体+离子晶体 第一步：【明晰方向—高考考什么】 高考评价体系与课标要求 高频考点 课标内容要 求 1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单晶胞。 2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。 3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 4.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。 5.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料 一、晶体与非晶体的测定，常见晶体类型及其性质，典型晶胞结构及分析 二、晶胞结构的分析与计算是高考命题的重点内容,涉及晶胞中离子数的计算，晶体化学式的确定，晶体的密度，空间利用率的计算，晶胞中粒子之间距离的计算等 课标教学提 示 ◆结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。能说出晶体与非晶体的区别，能借助四大晶体的模型说明晶体中的微粒及微粒间的作用。 ◆借助实物模型、计算机软件模拟、视频等多种直观手段，充分发挥学生搭建分子结构、晶体结构模型等活动的作用，降低教学内容的抽象性，促进学生对相关内容的理解和认识。 第二步：【真题演练—高考怎么考】 规律 考法 题干 近年来经常给出物质的晶胞图式、或直接给出分子式与经典的晶胞结构类似的信息 作为一种信息的给予形式，体现试题的创新形式，增加考查难度 常考内容 侧重于对基础知识的掌握与应用，晶胞计算的考察 主要考察晶体的结构与晶胞的计算，本部分知识可以有效承载对考生逻辑思维与论证能力的考查 1．（2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 第三步：【科学备考—我们怎么办】 环节一：【夯基固本—必备知识自查自纠】 1.金属键 (1)概念： 与“ ”之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 (2)金属键的本质——“电子气理论” 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，从而把所有金属原子维系在一起，这一理论称为“电子气理论”。由此可见，金属晶体跟共价晶体一样，是一种“巨分子”。 (3)金属键的特征 自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子而是在整块固态金属中自由移动。金属键既没有 性，也没有 性。 (4)影响金属键强弱的因素 一般来说，金属原子半径越小，价电子数 ，则金属键 。 (5)金属键与金属熔、沸点的关系 金属晶体熔、沸点的高低与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的熔、沸点 。 2.金属晶体 (1)概念：金属原子通过 形成的晶体叫做金属晶体。 (2)金属晶体的特点①构成金属晶体的微粒是 和 ； ②在金属晶体中，不存在单个分子；③金属晶体中金属阳离子被自由电子所包围 注：①含有阳离子的晶体中不一定含有阴离子，例如金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，没有阴离子。但晶体中有阴离子时，一定有阳离子。 ②金属单质或合金的晶体属于金属晶体 (3)电子气理论解释金属材料的有关性质 ②金属键的强弱决定着金属晶体的性质 金属原子半径 ，价电子数 ，金属键越强，金属晶体的熔、沸点 ，硬度 。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。 3．离子键及其影响因素 (1)概念：阴、阳离子之间通过 形成的化学键。 (2)影响因素：离子所带电荷数 ，离子半径 ，离子键越强。 特别提醒：离子键没有 性和 性。 4．离子晶体及其物理性质 (1)概念：由 和 相互作用而形成的晶体。 (2)离子晶体的性质①熔、沸点较 ，硬度较 。②离子晶体不导电，但 或 后能导电。③大多数离子晶体 溶于水， 溶于有机溶剂。 5．常见离子晶体的结构：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，叫离子晶体中离子的配位数 (1)四种常见离子晶体 ①NaCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－ b．在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成正八面体形； 每个Cl－同时强烈吸引 个Na+ c．在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为 、 d．在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 e．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ②CsCl晶体 晶体结构 结构分析 a．一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－ b．在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－，即：Cs+的配位数为 ， 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即：Cl－的配位数为 c．在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 d．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ③ZnS晶体 晶体结构 结构分析 a．1个ZnS晶胞中，有 个S2－，有 个Zn2＋ b．Zn2＋的配位数为 ，S2－的配位数为 c．密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ④CaF2晶体 晶体结构 结构分析 a．1个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋，有 个F－ b．CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，F－的配位数是 c．密度= （a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 6．过渡晶体 (1)概念：事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的 ，当某晶体中的离子键成分大于共价键成分时，通常当作 来处理，当离子键成分小于共价键成分时，通常当作 来处理，当离子键成分接近于共价键成分时我们称之为过渡晶体；四类晶体都有 。 (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 ，其中作为离子晶体处理的是 ；作为共价晶体处理的是 ；作为分子晶体处理的是 。 7．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 杂化，以 相结合形成 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 相结合。 (2)晶体类型：石墨晶体中，既有 ，又有 和 ，属于 。 (3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。 环节二：【观点辨析—判断对错改正错误】 1.金属晶体 (1)金属在常温下都是晶体(　　) (2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用(　　) (3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏(　　) (4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(　　) (5)金属晶体除了纯金属还有大量的合金(　　) (6)有机高分子化合物一定不能导电(　　) (7)金属的电导率随温度的升高而降低(　　) (8)离子晶体中一定含有金属元素(　　) (9)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体(　　) (10)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键(　　) (11)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点(　　) (12)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化(　　) (13)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化(　　) 2.离子晶体 (1)NaCl晶体中每个Na+周围有6个距离最近且相等的Na+( ) (2)氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有12个( ) (3)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( ) (4)同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同( ) (5)石墨中电子不能从一个平面跳跃到另一个平面( ) (6)石墨为混合型晶体，因层间存在分子间作用力，故熔点低于金刚石( ) (7)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏( ) (8)氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体( ) (9)Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理：SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理( ) (10)Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是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( ) 环节三：【能力提升—深化理解强化训练】 1.（24-25高三上·广东·阶段练习）通信技术的发展少不了化学的贡献。下列说法不正确的是 A．第三代半导体GaN材料有效解决了通讯能效问题，其中的中子数是31 B．近代利用铜线实现市内和长途有线通信，其中铜属于金属晶体 C．现代玻璃光纤拉制成功，实现了从电缆通信向光纤通信的过渡，其中光纤的主要成分是 D．古代利用烽火传送边疆警报，其中、、互为同位素 2．（23-24高二下·广东·阶段练习）广东的铝合金产量位居全国第一。下列说法错误的是 A．基态原子有5种不同能量的电子 B．基态原子有7种不同空间运动状态的电子 C．单质比单质熔点更高，金属键更弱 D．铝单质属于金属晶体，具有导电性、导热性和延展性 3．（23-24高二下·辽宁沈阳·期中）下列关于物质熔、坲点的比较，正确的是 A．Si、SiC、金刚石的熔点依次降低 B．SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次降低 C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高 D．AsH3、PH3、NH3的沸点依次升高 4．（23-24高二下·山东菏泽·期中）下列说法正确的是 A．液态中存在自由移动的离子，具有导电性 B．晶体结构与金刚石相似，所以该晶体具有较高的硬度 C．(熔点)和晶体转变为液态时，所克服的作用力相同 D．的熔、沸点比的低，主要是因为氨分子之间的范德华力小 5.．（23-24高二下·山东·阶段练习）下列关于化学键与晶体类型的说法正确的是 A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．离子晶体中一定含有离子键，分子晶体中一定含有共价键 C．只由非极性键构成的分子一定是非极性分子 D．二氧化硅和干冰晶体熔化时所克服的作用力类型相同 6．（23-24高二下·广东茂名·期中）关于下列晶胞说法错误的是 A．离子晶体的晶胞结构如图甲所示，晶体中(黑球球为)周围距离最近的个数为6 B．分子晶体的晶胞结构如图乙所示，该晶胞中含有4个 C．共价晶体金刚石的晶胞结构如图丙所示，该晶胞中含有8个 D．金属晶体钠的晶胞结构如图丁所示，晶体中的配位数为8 7.．（23-24高二下·天津·期中）下列关于晶体的叙述中，错误的是 A．晶体中配位数为4，配位数为8 B．碘晶胞中，每个分子紧邻12个分子 C．金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2 D．12 g石墨晶体中含有3 mol σ键 8．（23-24高二下·山西太原·期中）某卤化物用于制作光电材料，晶胞是立方体(结构如图1)。当部分被铕离子或空位取代后可获得高性能激光材料，晶胞如图2。下列说法正确的是 A．图1中每个周围紧邻且距离相等的共有6个 B．图1晶胞若以作为晶胞的顶点，则位于晶胞的棱心 C．图2表示的化学式为 D．图2晶体的密度可表示为 9．（23-24高二下·四川乐山·期中）有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是 A．碘和碳化硅晶体中，形成晶体的作用力类型相同 B．图乙的气态团簇分子的分子式为或 C．碳化硅晶体中由共价键形成的最小环上有6个原子 D．铜原子的配位数为6 环节四：【知识拓展—深化理解】 离子键 共价键 金属键 非极性键 极性键 配位键 本质 阴、阳离子间通过静电作用形成 相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成 金属阳离子与自由电子间作用 成键 条件 (元素 种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(金属元素与非金属元素之 间) 成键原子得、失电子能力相同(同种非金属元素之间) 成键原子得、失电子能力差别较小(不同种非金属元素之间) 成键原子一方有孤电子对(配位体)另一方有空轨道(中心原子) 同种金属或不同金属(合金) 特征 无方向性、饱和性 有方向性、饱和性 无方向性、饱和性 存在 离子化合 物(离子 晶体) 单质(如H2)，共价化合物(如 H2O2)，离子化合物(如Na2O2) 共价化合物(如HCl)，离子化合物(如NaOH) 离子化 合物(如 NH4Cl) 金属单质(金属晶体) 影响 强弱 因素 一般阴、阳离子电荷越多，半径越 小，离子键越强 成键原子电负性差值越大，键的极性越强;键 能越大，键长越短，共价键越牢固 —— —— 金属阳离子半径越小，价电 子越多，金属键越强 1．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①；②SiO₂；③石墨； ④金刚石； ⑤CaCl₂； ⑥白磷， 其中含有两种作用力的组合是 A．①③⑤⑥ B．①③⑥ C．②④⑥ D．①②③⑥ 《专题七》参考答案 真题演练 1． B【详解】A．由图可知，与距离最近且等距离的的个数是3，则的配位数为3，A项错 2． B．位于晶胞的顶点和体心上，该晶胞中的个数为，B项正确； C．该晶胞体积为，该晶胞中的个数为，的个数为，相当于晶胞中含有2个，晶体密度为，C项错 D．(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为，D项错误； 填空答案 金属阳离子，自由电子，方向，饱和，越多，越强、越高，金属键，金属阳离子，自由电子 越小，越多，越高，越大 静电作用，越多，越小，方向，饱和，阳离子，阴离子，高，大，熔化，溶于水，能，难。 过渡晶体，离子晶体，共价晶体，过渡型，小，Na2O、MgO；Al2O3、SiO2；P2O5、SO3、Cl2O7。 sp2，共价键，平面六元并环，范德华力，共价键，金属键，范德华力，混合型晶体。 环节二答案 1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√ (8)×　(9)×　(10)√　(11)×　(12)×　(13)× 2. × √ √ × √ × √ √ × √ 环节三答案 1.【答案】A【详解】A．中子数=质量数-质子数，的中子数是70-31=39，A项错误； B．金属单质和合金都属于金属晶体，Cu是金属单质，属于金属晶体，B项正确； C．光导纤维的主要成分是，C项正确；D．、、互为同位素，D项正确； 2.【答案】C【详解】A．不同能层和能级的电子能量不同，基态原子有共5种能量不同的电子，B．不同轨道的电子空间运动状态不同，基态原子分别有1个轨道，有3个轨道，能级只有1个电子1个轨道，共计7个轨道，B项正确； C．基态原子的价层电子比基态原子多，的半径比小，金属键更强，熔点更高，C项错 D．单质是金属晶体，具有导电性、导热性和延展性，D项正确； 3.【答案】C【详解】A．硅、碳化硅、金刚石都是共价晶体且结构相似，键长：Si—Si＞C—Si＞C—C，一般共价键键长越短键能越大，即键能Si—Si＜C—Si＜C—C，则Si、SiC、金刚石的熔点依次升高 B．SiCl4、MgBr2、氮化硼分别是分子晶体、离子晶体、共价晶体，所以SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高，B错误；C．这几种单质是不能形成分子间氢键的分子晶体，F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，则沸点依次升高，C正确；D．AsH3、PH3是不能形成分子间氢键的分子晶体，NH3是能形成分子间氢键的分子晶体，PH3、AsH3、NH3的沸点依次升高，D错误； 4.【答案】B【详解】A．液态中存在氯化氢分子，没有可自由移动的电子，不能导电 B．晶体为原子晶体，结构与金刚石相似，所以该晶体具有较高的硬度，故B项正确； C．是分子晶体转变为液态时要克服范德华力，是离子晶体转变为液态时要克服离子键 D．和均为分子晶体，的熔沸点较高，是由于氨分子之间存在氢键，故D项错误； 5.【答案】C【详解】A．晶体含有阴离子，则一定含有阳离子，金属晶体由阳离子与自由电子构成，没有阴离子，A错误；B．离子晶体中一定有离子键，部分分子晶体，如的晶体中没有共价键，B错误； C．只由非极性键构成的分子一定是非极性分子，C正确； D．二氧化硅为共价晶体，晶体熔化时所克服的作用力为共价键，而干冰为分子晶体，晶体熔化时所克服的作用力为分子间作用力，D错误； 6.【答案】A【详解】A．离子晶体的晶胞中周围等距离最近的个数为12，A错误； B．分子晶体的晶胞中含有个 ，B正确；C．金刚石的晶胞中含有个，C正确；D．金属晶体钠的晶胞中周围等距离且最近的Na有8个，配位数为8，D正确； 7.【答案】D【详解】A．根据晶胞结构，晶体中周围相邻的O2-有4个，配位数为4；周围相邻的有8个，配位数为8，故A正确； B．碘晶胞中，I2分子位于晶胞的顶点和面心，每个分子紧邻12个分子，故B正确； C．金刚石晶体中，每个碳原子连有4个碳碳键，根据均摊法，每个碳原子占有2个碳碳键，碳原子与碳碳键数目比为1∶2，故C正确； D．石墨晶体中，每个碳原子占有1.5个σ键，故12 g石墨晶体中含有1.5mol σ键，故D错误； 8.【答案】C【详解】A．图1中以顶点K+为例，晶胞中与之距离最近且相等的F-位于3个面的面心，顶点在8个晶胞中，面上原子被2个晶胞共有，所以周围紧邻且距离相等的共有个，距离为面对角线的 B．图1晶胞若以Mg2+作为晶胞的顶点，则K+位于晶胞的体心，故B项错误； C．图2中根据电荷守恒分析，在垂直的棱心处的4个K+只能被2个Eu2+取代，有两个空位，K+数目为个，Eu2+数目为个，Mg2+数目为个，F-数目为个，因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4F12，故C项正确； D．由晶胞可知，K+数目为个，Eu2+数目为个，Mg2+数目为个，F-数目为个，则晶胞的总质量为：，晶胞的体积为：，因此晶体的密度为： 9.【答案】C【详解】A．碘为分子晶体，分子间作用力为范德华力，SiC为共价晶体，原子间作用力为共价键，因此形成晶体的作用力类型不同，A错误； B．该气态团簇分子的分子含有4个E和4个F原子，则该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4 C．在碳化硅的晶体结构中，最小的环是由6个原子组成的，其中3个是碳原子，3个是硅原子 D．金属铜的晶胞为面心立方晶胞，晶胞中每个铜原子的配位数为12，D错误； 扩展练习【答案】B【详解】①中与之间形成离子键，中的氧原子间形成共价键，①符合；②SiO₂中，Si与O原子形成共价键，②不符合；③石墨是层状结构，层内碳原子之间形成共价键，层与层之间通过分子间作用力结合，③符合；④金刚石是原子晶体，只存在共价键，故④不符合；⑤CaCl₂中与只存在离子键，⑤不符合；⑥白磷分子中P原子之间存在共价键、白磷分子之间存在范德华力，所以白磷中存在两种结合力，⑥符合； 5 最慢的步伐不是跬步，而是徘徊； 最快的脚步不是冲刺，而是坚持。 学科网（北京）股份有限公司 $