3.1 金属键 金属晶体
课后分层练
1．金属能导电的原因是( )
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
[答案] B
[解析]金属中存在自由移动电子，在外加电场的作用下，自由电子就会定向移动而形成电流。
2．关于金属键的叙述错误的是( )
A．金属键没有方向性和饱和性
B．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
C．金属键中的电子属于整块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
[答案] B
[解析]金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，包括静电吸引作用和静
电排斥作用。
3．下列关于金属单质的叙述正确的是( )
A．常温下，金属单质都以固体形式存在
B．金属键在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔、沸点低于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
[答案] B
[解析]常温下，金属单质汞以液体形式存在，A 项错；离子半径 Ca2＋ K
＋，金属离子半径越小、所带电荷数越多，金属的熔沸点越高，故钙的熔、沸点高于钾，C
项错；温度越高，自由电子能量越高难以束缚，金属的导电性越差，D 项错。
4．按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )
A．由分子间作用力结合而成，熔点很低
B．固体或熔融后易导电，熔点在 1 000 ℃左右
C．由共价键结合成网状晶体，熔点很高
D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
[答案] B
[解析]A 是分子晶体；B 中固体能导电，熔点在 1 000 ℃左右，不是很高，应是金属晶体；C
为原子晶体；D 为离子晶体。
5．铝的熔点、沸点比镁高的原因是( )
A．镁比铝活泼
B．铝的化合价比镁高
C．铝的外围电子比镁多，原子半径比镁小
D．铝能与酸碱反应
[答案] C
[解析]金属铝和镁均为金属晶体，金属晶体的熔沸点与金属键的强弱有关，铝与镁比较，原
子半径比镁小，外围电子数比镁多，故金属键也比镁的强，则熔点、沸点比镁高，故选 C。
6．关于金属性质和原因的描述不正确的是( )
A．金属具有金属光泽是因为金属中的自由电子吸收了可见光，又把部分能量以光的形式释
放出来
B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，
在外电场的作用下自由电子定向运动形成电流
C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过
与金属离子发生碰撞，传递能量
D．金属具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以通过破坏金属键以达到相对滑
动
[答案] D
[解析]金属具有金属光泽是由于金属键中的自由电子在吸收可见光以后，发生跃迁，成为高
能态，然后又会回到低能态，把多余的能量以可见光的形式释放出来，故 A 正确；金属内
部有自由电子，在外电场作用下自由电子发生定向运动，从而形成了电流，故 B 正确；金属
自由电子受热后运动速率增加，与金属离子碰撞频率增加，传递了能量，故金属有良好的导
热性，故 C 正确；当金属晶体受到外力作用时，金属原子间发生相对滑动而不断裂金属键，
所以表现出良好的延展性，故 D 错误。
7．关于金属钾晶体(如图)结构的叙述中正确的是( )
A．是密置层的一种堆积方式
B．晶胞是六棱柱
C．每个晶胞内含 2 个原子
D．每个晶胞内含 6 个原子
[答案] C
[解析]钾晶体是非密置层的一种堆积方式，为立方体型晶胞，钾原子位于 8 个顶点和体心，
1
晶胞所含原子数为 8× ＋1＝2。
8
8．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 a、b、c 分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个
数比为 ( )
A．3:2:1 B．11:8:4
C．9:8:4 D．21:14:9
[答案] A
1 1 1 1
[解析]a 中原子个数＝12× ＋2× ＋3＝6，b 中原子个数＝8× ＋6× ＝4，c 中原子个数＝1＋
6 2 8 2
1
8× ＝2，所以其原子个数比是 6：4：2＝3：2：1。
8
9．要使金属熔化必须破坏其中的金属键，而原子化热是衡量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．金属镁的熔点低于金属钙
C．金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热
D．碱金属单质的熔点从 Li 到 Cs 是逐渐升高的
[答案] C
[解析]镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷数少，所以金属镁比金属铝的金属键弱、硬度
小；因镁离子的半径小而所带电荷数与钙离子相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金
属镁比金属钙的熔点高；因镁离子的半径小而所带电荷数多，使金属镁比金属钠的金属键强，
原子化热比钠大；碱金属单质从 Li 到 Cs，其离子的半径是逐渐增大的，所带电荷数相同，
金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低。
10．下列有关晶胞的说法正确的是( )
A．晶胞是晶体中最小的结构单元
B．晶胞中所有的粒子都为几个晶胞共用
C．晶胞均为长方体
D．不同晶体的晶胞不一定相同
[答案] D
[解析]晶胞是晶体的最小重复单元，但不一定是最小结构单元，A 错误；晶胞中有些粒子为
晶胞独自拥有，B 错误；晶胞多数为平行六面体，不一定为长方体，C 错误；不同晶体的晶
胞可能相同，也可能不相同，D 正确。
11．下列对各组物质性质的比较中，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．硬度：Na＞Mg＞Al
[答案] B
[解析]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 错误；常用的金属导体中，导电性最好的是 Ag，其
次是 Cu，再次是 Al、Fe，B 正确；Na、Mg、Al 是同周期的金属单质，密度逐渐增大，C
错误；金属键：Al＞Mg＞Na，则硬度：Al＞Mg＞Na，D 错误。
12．在金属中，自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金
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]在金属中，自由电子获得能量后，在与金属离子(或金属原子)的碰撞过程中实现了能
量传递，把能量从温度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的温度，体现
了金属的导热性。
13．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，原子的半径是逐渐增大的，所
带外围电子相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐减小，D 错误。
14．下列关于金属键或金属的性质说法正确的是 ( )
①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的
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
③Na、Mg、Al 的沸点依次升高
④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
[答案] C
[解析]金属的导电性是在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动实现的，而金属阳离子
并没有移动，因此①错误；金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，并
非仅存在静电吸引作用，因此②错误；一般情况下，金属阳离子所带电荷数越多，半径越小，
金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大，Na＋、Mg2＋、Al3＋三种离子的半径依次
减小、离子所带电荷数依次增多，金属键越来越强，因此③正确；金属键没有方向性和饱和
性，所有电子在三维空间运动，属于整个金属，因此④正确。
15．科学家对液氢施加约 4.95×1011 Pa 压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和
自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是( )
A．可能具有很好的导电性
B．与氢气互为同素异形体
C．摩尔质量与氢气相同
D．制造金属氢过程属于化学变化
[答案] C
[解析]由题干信息可知，金属氢中含有氢离子和自由电子，类似于金属晶体，则可能具有很
好的导电性，A 正确；金属氢与氢气是由氢元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异
形体，B 正确；金属氢是一种以氢离子和自由电子为基本单元构成的晶体，是原子构成的单
质，与氢气分子不同的单质，则摩尔质量不相同，C 错误；制造金属氢过程，单质结构发生
变化，有旧化学键的断裂和新的化学键的形成，则属于化学变化，D 正确。
16．如图所示是金属钠的晶胞示意图，该晶胞平均含有的钠原子数是( )
A．9 B．5 C．3 D．2
[答案] D
[解析]金属钠的晶胞中，有 8 个原子位于顶角上，有 1 个原子位于体心，故该晶胞平均含有
1
的钠原子数为 ×8＋1＝2。
8
17．对图中某金属晶体结构的模型进行分析，判断下列有关说法正确的是( )
A．该种堆积方式称为六方堆积
B．该种堆积方式称为体心立方堆积
C．该种堆积方式称为面心立方堆积
D．金属 Mg 就属于此种堆积方式
[答案] C
[解析]由题图的模型可知，堆积方式为面心立方堆积，A、B 错误，C 正确；Mg 的堆积模型
为六方堆积，D 错误。
18．金属原子在二维空间里放置有如图所示的两种排列方式，下列说法正确的是( )
A．(a)为非密置层，配位数为 6
B．(b)为密置层，配位数为 4
C．(a)在三维空间里堆积可得六方堆积和面心立方堆积
D．(b)在三维空间里堆积仅得简单立方堆积
[答案] C
[解析]金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，另一种是非密置层排列。
密置层排列的配位数为 6，非密置层排列的配位数为 4。由此可知，(a)为密置层，(b)为非密
置层。密置层在三维空间堆积可得到六方堆积和面心立方堆积两种堆积方式，非密置层在三
维空间堆积可得到简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积方式。
19．金属晶体的堆积方式和配位数关系正确的是 ( )
A．Po——简单立方堆积——4
B．Na——体心立方堆积——12
C．Zn——六方堆积——8
D．Ag——面心立方堆积——12
[答案] D
[解析]简单立方堆积(如 Po)配位数为 6，A 错误；体心立方堆积，如钾、钠和铁，配位数为
8，B 错误；六方堆积，如镁、锌、钛，配位数为 12，C 错误；Ag 为面心立方堆积，配位数
为 12，D 正确。
20．铜金合金可作为 CO2 转化为碳氢化合物的催化剂，如图是一种铜金合金的晶胞结构图。
下列说法正确的是( )
A．该晶胞的体积为 a3×10－36 cm3
B．Au 和 Cu 原子数之比为 3:1
C．与 Au 最邻近的 Cu 原子数为 12
1
D．Au 和 Cu 之间的最短距离为 a pm
2
[答案] C
[解析]晶胞参数为 a pm，即 a×10－10 cm，则晶胞体积为 a3×10－30 cm3，A 错误；晶胞中，Au
1 1
的个数为 8× ＝1，Cu 的个数为 6× ＝3，则 Au 和 Cu 原子数之比为 1:3，B 错误；由图可知，
8 2
与 Au 最邻近的 Cu 原子数为 12，C 正确；由图可知，Au 和 Cu 之间的最短距离是面对角线
2
的一半，即 a pm，D 错误。
2
21．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的 8 个顶点各有一个金原
子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有(如图)。金原子的直径为
d，用 NA 表示阿伏加德罗常数，M 表示金的摩尔质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2) 欲 计 算 一 个 晶 胞 的 体 积 ， 除 假 定 金 原 子 是 刚 性 小 球 外 ， 还 应 假 定
____________________________________________________。
(3)一个晶胞的体积是________________。
(4)金晶体的密度是________________。
2M
[答案] (1)4 (2)在立方体各个面的对角线上 3 个金原子两两相切 (3)2 2d3 (4)
d3NA
1 1
[解析] (1)金晶体中每个晶胞中含有 8× ＋6× ＝4 个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除
8 2
假定金原子是刚性小球外，还应假定在立方体各个面的对角线上 3 个金原子两两相切。(3)金
原子直径为 d，则晶胞的面对角线长为 2d，立方体的边长为 2d，所以一个晶胞的体积为( 2
4M
d)3＝2 2d3。(4)一个晶胞中含有 4 个金原子，则一个晶胞的质量为 ，故金晶体的密度为
NA
4M 2M
＝ 。
NA × 2 2d3 NAd3
1．某原子晶体由 A、B、C 三种元素组成，其晶胞结构如图，则该晶体中的 A、B、C 原子
的个数比为( )
A．8∶4∶1 B．2∶3∶1
C．1∶2∶1 D．1∶3∶3
[答案] C
1
[解析]该晶胞为立方晶胞，顶点上的原子被 8 个晶胞共有，所以 A 有 8× ＝1 个，面上的原
8
1
子被 2 个晶胞共有，所以 B 有 4× ＝2 个，内部的原子完全属于该晶胞，所以 C 有 1 个，则
2
A、B、C 原子的个数比为 1∶2∶1，故选 C。
2．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式是
XY 的是(图中： X， Y)( )
[答案] A
1 1
[解析]根据顶点、棱上、面上、体心和其他处于立方体内部的原子对晶胞的贡献分别为 、、
8 4
1
、1，求出 X、Y 的数目之比，其化学式分别为 XY、X3Y、XY4、XY4。
2
3．云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金
的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．晶胞中铜原子与镍原子的个数比为 3∶1
B．铜镍合金是含有金属键的化合物
C．Ni 原子核外有 2 个未成对电子
D．镍白铜晶体具有较大的硬度
[答案] B
1 1
[解析]晶胞中 Cu 处于面心，Ni 处于顶点，Cu 原子数目＝6× ＝3，Ni 原子数目为 8× ＝1，
2 8
则晶胞中 Cu 与 Ni 原子数目之比为 3∶1，A 正确；合金是两种或两种以上的金属，或者金属
与非金属熔合而成的混合物，不是化合物，B 错误；Ni 的原子序数为 28，根据构造原理，
电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2，核外 3d8上有 2 个未成对电子，C 正确；一般而言，合
金的硬度比组分金属大，熔点比组分金属低，镍白铜可用于造币以及制造仿银饰品，故 D
正确。
4.氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N 原子部分
填充在 Mo 原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为 a
nm，(已知 Mo 的相对原子质量为 96)下列说法正确的是( )
A．氮化钼的化学式为 MoN2
3
B．相邻两个最近的 N 原子的距离为 a nm
2
412
C．晶体的密度 ρ＝ g·cm－3
NA·a3 × 10－27
D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有 12 个
[答案] D
1 1
[解析]根据晶胞结构图可知该晶胞中含有的 Mo 原子数目是 8× ＋6× ＝4，含有的 N 原子数
8 2
1
目是 1＋4× ＝2，N(Mo):N(N)＝4:2＝2:1，因此氮化钼的化学式为 Mo2N，A 错误；根据晶胞
4
2
结构可知，在该晶体中 2 个最近的 N 原子间的距离为面对角线长的一半，为 a nm，B 错
2
m 4 × 96＋2 × 14 412
误；该晶体的密度 ρ＝ ＝ g·cm－3＝ g·cm－3，C 错误；以顶点
V NA（a × 10－7）3 NA·a3 × 10－21
的 Mo 原子为研究对象，通过该顶点能够形成 8 个晶胞，在一个晶胞中与该 Mo 原子等距且
最近的 Mo 原子有 3 个，分别位于通过该 Mo 原子三个平面的面心上，每个 Mo 原子被重复
8 × 3
计算了 2 次，则每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有 ＝12 个，D 正确。
2
5．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示是该化合物的晶体结
构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6 个硼原子位于棱柱侧
面上。则该化合物的化学式为( )
A．MgB B．Mg3B2
C．Mg2B D．Mg2B2
[答案] A
[解析]利用均摊法计算晶胞的微粒个数可知，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还
1 1
各有一个镁原子，故一个晶胞中镁原子的个数为 12× ＋2× ＝3；6 个硼原子位于棱柱侧面上，
6 2
1
故一个晶胞中硼原子的个数为 6× ＝3，所以晶胞中镁原子和硼原子的个数比为 1∶1，故化学
2
式为 MgB。
6．如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个
钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有 a 个，元素氧、钛、钙的原子个数比为 b。则
a、b 是( )
A．6，3∶1∶1 B．24，10∶8∶1
C．12，5∶4∶1 D．3，3∶2∶1
[答案] A
[解析]由晶胞结构可知，晶胞顶点上相邻的钛离子相距最近，则钛离子周围与它接近且距离
1
相等的钛离子有 6 个，a＝6；晶胞中位于顶点的钛原子个数为 8× ＝1，位于棱上的氧原子
8
1
个数为 12× ＝3，位于体内的钙原子的个数为 1，则氧、钛、钙的原子个数比为 3∶1∶1。
4
7．下列晶胞图所对应的化学式可能正确的是( )
A B C D
A3B4 CD2 EF3G2 H5I
[答案] C
1 1 1
[解析]在图 A 晶胞中，含有 A 原子数为 4× ＝ ，含有 B 原子数为 4× ＝2，所以化学式可表
8 2 2
1
示为 AB4 或 B4A，A 项错误；在图 B 晶胞中，含有 C 原子数为 8× ＋1＝2，含有 D 原子数
8
1
为 4× ＝2，所以化学式可表示为 CD 或 DC，B 项错误；在图 C 晶胞中，含有 E 原子数为
2
1 1 1 1 3
4× ＝ ，含有 F 原子数为 4× ＋2× ＝ ，含有 G 原子数为 1，所以化学式可能为 EF3G2，C
8 2 8 2 2
1 1
项正确；在图 D 晶胞中，含有 H 原子数为 12× ＋1＝3，含有 I 原子数为 2× ＝1，所以化学
6 2
式可表示为 H3I 或 IH3，D 项错误。
8．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
下列说法正确的是( )
A．甲晶体中 X、Y 两种微粒个数比是 1∶1
B．乙晶体中 A、B、C 三种微粒的个数比是 1∶2∶1
C．丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是 8
D．乙晶体中每个 A 周围结合 B 的个数为 6
[答案] C
1 1
[解析]甲晶体中 X 的个数为 1、Y 的个数为 4× ＝ ，故 X、Y 两种微粒个数比是 2∶1，A 错
8 2
1 1
误；乙晶体中 A 的个数为 8× ＝1、B 的个数为 6× ＝3、C 的个数为 1，故 A、B、C 三种微
8 2
粒的个数比是 1∶3∶1，B 错误；丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是 8，C 正确；乙晶体中
每个 A 周围结合 B 的个数为 12，D 错误。
9．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
416
D．该晶胞的质量是 g(NA 表示阿伏加德罗常数的值)
NA
[答案] B
1 1
[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，故化学式可表示
8 2
为 Mg2Fe，A 项正确；根据 A 选项分析，晶胞中有 4 个铁原子，B 项错误；金属合金仍为金
4 × 104 416
属，晶体中有金属键，C 项正确；一个晶胞中含有 4 个“Mg2Fe”，其质量为 g＝
NA NA
g，D 项正确。
10.如图所示是晶体结构中的一部分，图中 、 、 。其对应的化学式不正确的
是( )
[答案] B
1 1
[解析]由该结构可知，结构中位于顶点的 X 原子和 Y 原子的个数都为 4× ＝ ，则晶体的化
8 2
1
学式为 XY，故 A 正确；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的 Y 原子的个数为 8× ＝1，位
8
于体心的 X 原子的个数为 1，则晶体的化学式为 XY，故 B 错误；由该结构可知，结构中位
1 3 1 1
于顶点和体心的 X 原子的个数为 4× ＋1＝ ，位于顶点的 Y 原子的个数为 4× ＝ ，则晶体
8 2 8 2
1
的化学式为 X3Y，故 C 正确；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的 X 原子的个数为 8× ＝
8
1
1，位于面心的 Y 原子的个数为 6× ＝3，位于体心的 Z 原子的个数为 1，则晶体的化学式为
2
XY3Z，故 D 正确。
11.如图，铁有 δ、γ、α 三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正
确的是( )
A．γ Fe 晶体晶胞中含有的铁原子个数为 4
B．α Fe 晶体晶胞中含有的铁原子个数为 1
C．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
D．三种同素异形体的性质不相同
[答案] C
1 1
[解析]γ Fe 晶体晶胞中含有的铁原子个数为 8× ＋6× ＝4，A 正确；α Fe 晶体晶胞中含有的
8 2
1
铁原子个数为 8× ＝1，B 正确；急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不同，C 错误；同素
8
异形体的性质不同，D 正确。
12．某晶体的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：
(1)晶体中每个 Y 粒子同时吸引着________个 X 粒子，每个 X 粒子同时吸引着________个 Y
粒子，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个 X 粒子周围与它最近且距离相等的 X 粒子共有________个。
(3)设该晶体的摩尔质量为 M g·mol－1，晶体密度为 ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为 NA mol－1，
则晶体中两个最近的 X 粒子间的距离为________cm。
2 4M
[答案] 4 8 XY2(或 Y2X) 12 ×3
2 ρNA
[解析] (1)由题图可得，晶体中每个 Y 粒子同时吸引着 4 个 X 粒子；在题图所示晶胞中，
以面心处的 X 粒子为研究对象，每个 X 粒子同时吸引着 4 个 Y 粒子，而每个 X 粒子被 2 个
晶胞所共用，则在晶体中每个 X 粒子同时吸引着 4×2＝8 个 Y 粒子；一个晶胞中含有 X 粒
1 1
子的数目为 8× ＋6× ＝4，含有 Y 粒子的数目为 8，X、Y 粒子数目之比为 1∶2，故该晶体的
8 2
化学式为 XY2或 Y2X。
(2)由晶胞结构可知，以顶点的 X 粒子为研究对象，一个晶胞内与之距离最近且相等的 X 粒
子位于面心处，有 3 个，而每个顶点 X 粒子被 8 个晶胞所共用，每个面心 X 粒子被 2 个晶
1
胞所共用，则晶体中与 X 粒子距离最近且相等的 X 粒子的数目为 8×3× ＝12。
2
(3)设该晶胞的边长为 a cm，则可得 a3cm3×ρ g·cm－3×N －1A mol ＝4×M g·mol－1，解得 a＝
3 4M，晶胞的边长为晶体中两个最近的 X 粒子间距离的 2倍，则晶体中两个最近的 X 粒子
ρNA
2 4M
间的距离为 ×3 cm。
2 ρNA3.1 金属键 金属晶体
课后分层练
1．金属能导电的原因是( )
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
2．关于金属键的叙述错误的是( )
A．金属键没有方向性和饱和性
B．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
C．金属键中的电子属于整块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
3．下列关于金属单质的叙述正确的是( )
A．常温下，金属单质都以固体形式存在
B．金属键在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔、沸点低于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
4．按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )
A．由分子间作用力结合而成，熔点很低
B．固体或熔融后易导电，熔点在 1 000 ℃左右
C．由共价键结合成网状晶体，熔点很高
D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
5．铝的熔点、沸点比镁高的原因是( )
A．镁比铝活泼
B．铝的化合价比镁高
C．铝的外围电子比镁多，原子半径比镁小
D．铝能与酸碱反应
6．关于金属性质和原因的描述不正确的是( )
A．金属具有金属光泽是因为金属中的自由电子吸收了可见光，又把部分能量以光的形式释
放出来
B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，
在外电场的作用下自由电子定向运动形成电流
C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过
与金属离子发生碰撞，传递能量
D．金属具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以通过破坏金属键以达到相对滑
动
7．关于金属钾晶体(如图)结构的叙述中正确的是( )
A．是密置层的一种堆积方式
B．晶胞是六棱柱
C．每个晶胞内含 2 个原子
D．每个晶胞内含 6 个原子
8．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 a、b、c 分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个
数比为 ( )
A．3:2:1 B．11:8:4
C．9:8:4 D．21:14:9
9．要使金属熔化必须破坏其中的金属键，而原子化热是衡量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．金属镁的熔点低于金属钙
C．金属镁的原子化热大于金属钠的原子化热
D．碱金属单质的熔点从 Li 到 Cs 是逐渐升高的
10．下列有关晶胞的说法正确的是( )
A．晶胞是晶体中最小的结构单元
B．晶胞中所有的粒子都为几个晶胞共用
C．晶胞均为长方体
D．不同晶体的晶胞不一定相同
11．下列对各组物质性质的比较中，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．硬度：Na＞Mg＞Al
12．在金属中，自由电子与金属离子(或金属原子)的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金
属的物理性质是( )
A．延展性 B．导电性
C．导热性 D．硬度
13．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
14．下列关于金属键或金属的性质说法正确的是 ( )
①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的
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
③Na、Mg、Al 的沸点依次升高
④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
15．科学家对液氢施加约 4.95×1011 Pa 压力，成功制造出了“金属氢”，这是一种以氢离子和
自由电子为基本单位构成的晶体。关于金属氢的推测错误的是( )
A．可能具有很好的导电性
B．与氢气互为同素异形体
C．摩尔质量与氢气相同
D．制造金属氢过程属于化学变化
16．如图所示是金属钠的晶胞示意图，该晶胞平均含有的钠原子数是( )
A．9 B．5 C．3 D．2
17．对图中某金属晶体结构的模型进行分析，判断下列有关说法正确的是( )
A．该种堆积方式称为六方堆积
B．该种堆积方式称为体心立方堆积
C．该种堆积方式称为面心立方堆积
D．金属 Mg 就属于此种堆积方式
18．金属原子在二维空间里放置有如图所示的两种排列方式，下列说法正确的是( )
A．(a)为非密置层，配位数为 6
B．(b)为密置层，配位数为 4
C．(a)在三维空间里堆积可得六方堆积和面心立方堆积
D．(b)在三维空间里堆积仅得简单立方堆积
19．金属晶体的堆积方式和配位数关系正确的是 ( )
A．Po——简单立方堆积——4
B．Na——体心立方堆积——12
C．Zn——六方堆积——8
D．Ag——面心立方堆积——12
[答案] D
[解析]简单立方堆积(如 Po)配位数为 6，A 错误；体心立方堆积，如钾、钠和铁，配位数为
8，B 错误；六方堆积，如镁、锌、钛，配位数为 12，C 错误；Ag 为面心立方堆积，配位数
为 12，D 正确。
20．铜金合金可作为 CO2 转化为碳氢化合物的催化剂，如图是一种铜金合金的晶胞结构图。
下列说法正确的是( )
A．该晶胞的体积为 a3×10－36 cm3
B．Au 和 Cu 原子数之比为 3:1
C．与 Au 最邻近的 Cu 原子数为 12
1
D．Au 和 Cu 之间的最短距离为 a pm
2
21．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的 8 个顶点各有一个金原
子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有(如图)。金原子的直径为
d，用 NA 表示阿伏加德罗常数，M 表示金的摩尔质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2) 欲 计 算 一 个 晶 胞 的 体 积 ， 除 假 定 金 原 子 是 刚 性 小 球 外 ， 还 应 假 定
____________________________________________________。
(3)一个晶胞的体积是________________。
(4)金晶体的密度是________________。
1．某原子晶体由 A、B、C 三种元素组成，其晶胞结构如图，则该晶体中的 A、B、C 原子
的个数比为( )
A．8∶4∶1 B．2∶3∶1
C．1∶2∶1 D．1∶3∶3
2．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式是
XY 的是(图中： X， Y)( )
3．云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金
的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．晶胞中铜原子与镍原子的个数比为 3∶1
B．铜镍合金是含有金属键的化合物
C．Ni 原子核外有 2 个未成对电子
D．镍白铜晶体具有较大的硬度
4.氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N 原子部分
填充在 Mo 原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为 a
nm，(已知 Mo 的相对原子质量为 96)下列说法正确的是( )
A．氮化钼的化学式为 MoN2
3
B．相邻两个最近的 N 原子的距离为 a nm
2
412
C．晶体的密度 ρ＝ g·cm－3
NA·a3 × 10－27
D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有 12 个
5．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示是该化合物的晶体结
构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6 个硼原子位于棱柱侧
面上。则该化合物的化学式为( )
A．MgB B．Mg3B2
C．Mg2B D．Mg2B2
6．如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个
钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有 a 个，元素氧、钛、钙的原子个数比为 b。则
a、b 是( )
A．6，3∶1∶1 B．24，10∶8∶1
C．12，5∶4∶1 D．3，3∶2∶1
7．下列晶胞图所对应的化学式可能正确的是( )
A B C D
A3B4 CD2 EF3G2 H5I
8．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：
下列说法正确的是( )
A．甲晶体中 X、Y 两种微粒个数比是 1∶1
B．乙晶体中 A、B、C 三种微粒的个数比是 1∶2∶1
C．丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是 8
D．乙晶体中每个 A 周围结合 B 的个数为 6
9．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
416
D．该晶胞的质量是 g(NA 表示阿伏加德罗常数的值)
NA
10.如图所示是晶体结构中的一部分，图中 、 、 。其对应的化学式不正确的
是( )
11.如图，铁有 δ、γ、α 三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正
确的是( )
A．γ Fe 晶体晶胞中含有的铁原子个数为 4
B．α Fe 晶体晶胞中含有的铁原子个数为 1
C．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
D．三种同素异形体的性质不相同
12．某晶体的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：
(1)晶体中每个 Y 粒子同时吸引着________个 X 粒子，每个 X 粒子同时吸引着________个 Y
粒子，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个 X 粒子周围与它最近且距离相等的 X 粒子共有________个。
(3)设该晶体的摩尔质量为 M g·mol－1，晶体密度为 ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为 NA mol－1，
则晶体中两个最近的 X 粒子间的距离为________cm。
