第三章 第三节 第1课时
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．金属材料具有良好的延展性的原因是( )
A．金属原子半径都较大，价电子数较少
B．金属受外力作用变形时，金属中各原子层会发生相对滑动
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
答案：B
解析：金属原子价电子数较少，容易失去电子，不能说明金属有延展性，A错误；金属受外力作用时，金属原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故金属有良好的延展性，B正确；金属的延展性与原子层的相对滑动有关，与电子的运动无关，C错误；自由电子传递能量与金属延展性无关，可以影响金属的导热性，D错误。故选B。
2．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，A错误；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，B错误；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，C正确；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，D错误。故选C。
3．下列判断中不正确的是( )
A．熔融态能够导电的晶体一定是离子晶体
B．不同族元素氧化物可形成同类晶体
C．同族元素氧化物可形成不同类型晶体
D．氯化铵固体属于离子晶体，加热使其分解时破坏了离子键和共价键
答案：A
解析：熔融态能够导电的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，A错误；不同族元素氧化物可形成同类晶体，例如氧化钠、氧化镁等均是离子晶体，B正确；同族元素氧化物可形成不同类型晶体，例如二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，C正确；氯化铵是离子化合物，氯化铵固体属于离子晶体，氯化铵中存在离子键和共价键，加热使其分解时生成氨气和氯化氢，破坏了离子键和共价键，D正确。故选A。
4．下列关于晶体的说法正确的是( )
①金属晶体能导电，离子晶体在一定条件下也能导电
②金属晶体和离子晶体的熔、沸点都很高
③在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
④CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
⑤金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
⑥分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑦SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑧晶体状态能导电的一定是金属晶体
A．②③⑤⑧ B．①②⑥⑦
C．②④⑥⑧ D．①③④⑤
答案：D
解析：①金属晶体能导电，离子晶体在熔融状态下也能导电，正确；②部分金属晶体的熔沸点很高，如钨，但有的很低，如汞，有的离子晶体的熔、沸点很高如MgO，有的很低，如离子液体，错误；③在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子，但有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体，正确；④Ti4＋位于晶胞的顶点，O2－位于面心，每个Ti4＋和12个O2－相紧邻，正确；⑤一般共价晶体熔点高于离子晶体，离子晶体高于分子晶体。金刚石和SiC是共价晶体，原子间以共价键结合，碳原子半径比硅原子半径小，所以金刚石熔点高于SiC；NaF和NaCl都是离子晶体，F－半径比Cl－半径小，所以NaF熔点比NaCl高；H2O和H2S都是分子晶体，水分子间有氢键，熔点比H2S高，所以金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，正确；⑥分子的稳定性和分子间作用力无关，和分子内的共价键强弱有关，错误；⑦SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合，错误；⑧晶体状态能导电的可以是金属晶体，也可以是石墨，石墨属于混合型晶体，错误。故选D。
5．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，H2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，NA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a 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．储氢后的晶体密度为 g·cm－3
答案：B
解析：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8×＋6×＝4，A正确；该晶胞参数为a nm，Mg与Fe之间的最近距离为a nm，B错误；与铁原子最近的铁原子数有12个，C正确；储氢后的晶体化学式为FeMg2H2，晶体密度为 g·cm－3，D正确。
6．根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是( )
选项 晶体的相关性质
A 由分子间作用力结合而成，熔点低
B 固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右
C 由共价键结合成空间网状结构，熔点高
D 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
答案：B
解析：A项，由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，错误；B项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能属于金属晶体，正确；C项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，错误；D项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电粒子，则不可能为金属晶体，错误。
7．金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，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
解析：图(a)中所含原子的个数为12×＋2×＋3＝6，图(b)中所含原子的个数为8×＋6×＝4，图(c)中所含原子的个数为8×＋1＝2。
8．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2 ③Na、K、Rb ④Ba、Sr、Ca
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案：D
解析：①中Hg在常温常压下为液态，而I2为固态，错误；②中SiO2为共价晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，错误；④中Ba、Sr、Ca的价电子数相同，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，正确。故选D。
9．根据下表提供的数据，判断可以形成合金的是( )
金属或非金属 钠 铝 铁 硅 硫
熔点/℃ 97.8 660.4 1 535 1 410 112.8
沸点/℃ 883 2 467 2 750 2 353 444.6
A．铝与硅 B．铝与硫
C．钠与硫 D．钠与硅
答案：A
解析：硅的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，故A项正确；铝的熔点高于硫的沸点，铝熔化时硫变成气体，两种金属不能够形成合金，故B项错误；加热时钠和硫会发生反应，生成Na2S，故钠和硫不能形成合金，故C项错误；硅的熔点大于钠的沸点，硅熔融后钠变化为气体，两种金属不能够形成合金，故D项错误。故选A。
10．经研究证明，PCl5在固态时由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是( )
A．PCl5固体为分子晶体
B．PCl5晶体由[PCl3]2＋和[PCl2]2－构成，且离子数之比为1∶1
C．PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，且离子数之比为1∶1
D．PCl5晶体具有良好的导电性
答案：C
解析：由题意知，晶体由空间结构分别为正四面体和正八面体的两种离子构成，所以PCl5晶体由[PCl4]＋[PCl6]－按1∶1构成，为离子化合物。由分析可知PCl5固体为离子晶体，A错误；结合分析可知PCl5晶体由[PCl4]＋和[PCl6]－构成，且离子数之比为1∶1，B错误，C正确；离子晶体中虽含有离子，但不能自由移动，不能导电，只有在熔融状态下或水溶液中才能导电，D错误。故选C。
11．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．离子半径：O2－>Na＋>Mg2＋
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
答案：A
解析：由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷数依次增多，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，故熔点依次升高，A错误；O2－、Na＋、Mg2＋的电子层结构相同，则核电荷数越大，半径越小，B正确；在CsCl、NaCl、CaF2晶体中，阴离子的配位数分别为8、6、4，C正确；r(Mg2＋)12．现有一种蓝色晶体，可表示为MxFey(CN)6，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如下图所示。下列说法中正确的是( )
A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6
B．该晶体属于离子晶体，M呈＋3价
C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价
D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为3个
答案：A
解析：Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，则该结构单元中，所含Fe3＋有4×＝个，Fe2＋有4×＝个，CN－有12×＝3个。由于该晶体的化学式为MxFey(CN)6，所以y＝2，且该晶体的化学式中含有1个Fe3＋、1个Fe2＋，所以x为1，即该化学式为MFe2(CN)6，A正确；从构成晶体的微粒来看，该晶体为离子晶体，由于化学式为MFe2(CN)6，M呈＋1价，B、C均错误；晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个，D错误。故选A。
二、非选择题
13．完成下列问题。
(1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，该合金储氢后的晶胞结构如图所示：
1 mol镧形成的该合金能储存__________mol氢气。
(2)镍铜合金具有优良的性能，其晶胞结构如图所示。若晶胞的边长为a cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为____________________。
答案：(1)3 (2) g·cm－3
解析：(1)由晶胞结构知，1个晶胞中含有La的个数为8×＝1，含有Ni的个数为8×＋1＝5，因此该合金的化学式为LaNi5。1个晶胞中含有H2的个数为8×＋2×＝3，因此1 mol La形成的该合金能储存3 mol H2。(2)1个晶胞中含有铜原子个数为8×＝1，镍原子个数为6×＝3，故该合金的化学式为CuNi3，该晶胞的体积为a3 cm3，则合金的密度ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。
14．如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
NaCl晶胞
(1)请将其中代表Na＋的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体的结构示意图。
(2)在晶体中，每个Na＋的周围与它最接近且距离相等的Na＋共有___________个。
(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于___________，即________________(填计算式)；Na＋的个数等于___________，即___________(填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，食盐晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为___________cm。
答案：(1)
(2)12 (3)4 8×＋6× 4 12×＋1 (4)·
解析：(1)NaCl晶体中Na＋和Cl－的配位数均是6，则晶胞结构为
。
(2)从体心Na＋看，与它最近的且距离相等的Na＋共有12个。
(3)根据立方体结构的特点，可求阴、阳离子的个数。NaCl晶胞中，含Cl－：8×＋6×＝4(个)，含Na＋：12×＋1＝4(个)。
(4)设两个Na＋的最近距离为a cm，则晶胞的面对角线为2a cm，晶胞棱长为a cm，因此根据密度公式可知＝2a3，解得a＝·。
15．直接甲醇燃料电池(DMFC)具有质量轻、体积小、结构简单、比能量密度高、低温操作等优点，DMFC阳极普遍采用以铂(Pt)为基础的二元催化剂，如Pt－Cr合金等。回答下列问题：
(1)基态Cr原子的未成对电子数为__________。
(2)与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是__________(填元素符号)。
(3)已知金属铂的晶胞结构如图所示。
①催化剂的X射线衍射图谱分析认为：当铂中掺入Cr原子后，Cr替代了晶胞面心位置上的Pt，该催化剂的化学式为__________，晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有__________个。
②若铂原子半径为r pm，铂的摩尔质量为M g·mol－1，铂晶体的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为______________________________mol－1(用有关字母列出计算式即可)。
答案：(1)6 (2)K、Cu (3)①PtCr3(或Cr3Pt) 12 ②
解析：(1)基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，所以未成对电子数为6。
(2)与Cr同周期且基态原子最外层只有1个电子的元素还有K和Cu。
(3)①由题图知，金属铂晶胞中原子数为8×＋6×＝4，当铂中掺入Cr原子后，Cr替代了晶胞面心位置上的Pt，故化学式为PtCr3或Cr3Pt；晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有12个；
②设NA为阿伏加德罗常数的值。铂原子半径为r pm＝r×10－10cm，铂晶体的密度为ρ g·cm－3，设晶胞的边长为d pm，d＝4r，晶胞边长为2×r×10－10 cm，晶胞的体积为(2×r×10－10 cm)3，则(2×r×10－10)3＝，解得NA＝。
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第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属晶体 离子晶体
1．能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用，并解释金属的物理性质。
2．能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。
3．通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
1．金属键
(1)本质：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的____ ______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。
(2)金属键的强弱和对金属性质的影响
①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是_____，硬度最大的金属是_____。
一、金属键与金属晶体
价
电子
电子气
金属原子
钨
铬
2．金属晶体
(1)在金属晶体中，原子间以_________相结合。
(2)金属晶体的性质：优良的_________、_________和_________。
(3)金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。合金的组成和结构非常复杂多样。大多数合金以一种金属为主要组成。
金属键
导电性
导热性
延展性
正|误|判|断
1．金属在常温下都是晶体。( )
2．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。( )
3．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。( )
4．有机高分子一定不能导电。( )
5．金属的电导率随温度的升高而降低。( )
×
×
×
×
√
深|度|思|考
1．试用“电子气理论”解释为什么金属具有良好的①延展性、②导电性、③导热性。
提示：①当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但原来的排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，并且电子气没有被破坏，所以金属有良好的延展性；
②金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性；
③电子气中的自由电子在热的作用下运动时频繁与金属原子碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。
2．试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
提示：Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
3．金属键可以看成是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，和共价键类似。金属键有饱和性和方向性吗？
提示：没有。金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，故金属键没有方向性和饱和性。
4．金属晶体与金属粉末的光泽为何不同？
提示：在金属晶体中，金属离子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就是绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽的原因。而金显黄色、铜显紫红色，是由于它们能吸收某些频率的光。在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末大多为暗灰色或黑色(铝粉为银白色，俗称“银粉”)。因而整块金属具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色。
应|用|体|验
1．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．温度越高，金属的导电性越好
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；金属的导电性随温度的升高而降低，温度越高，其导电性越差，D错误。故选B。
2．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔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．金属镁的熔点大于金属铝
B．碱金属的熔点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属钙的硬度小于金属钡
答案：C
解析：镁离子的半径比铝离子大且所带电荷数少，所以金属镁的金属键比金属铝弱，熔点和硬度都小，A错误；从Li到Cs，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，熔点和硬度都逐渐减小，B错误；因离子的半径小而所带电荷数多，故金属铝的金属键比金属钠强，所以金属铝的熔点和硬度比金属钠都大，C正确；钙离子的半径比钡离子小而所带电荷数相同，则金属钙的金属键比金属钡强，所以金属钙的熔点和硬度比金属钡都大，D错误。故选C。
3．下图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是( )
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场
作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下
相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
答案：C
解析：金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误；金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，从而发生热的传导，故B错误；金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子起到润滑剂的作用，使得金属不会断裂，故C正确；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，故D错误。故选C。
4．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：金属一般具有银白色光泽，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；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；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；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。
1．金属晶体熔点的变化规律
金属晶体熔点差别较大，一般熔、沸点较高，但有少部分熔点较低，如Cs、Hg等。汞在常温下是液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而钨的熔点高达3 000 ℃以上。这是由于金属晶体紧密堆积方式、金属离子与自由电子的作用力强度不同。
2．金属晶体导电与电解质溶液导电的比较
运动的微粒 过程中发生的变化 温度的影响
金属晶体导电 自由电子 物理变化 升温，导电性减弱
电解质溶液导电 阴、阳离子 化学变化 升温，导电性增强
3．金属晶体的常见堆积方式
(1)金属原子在二维空间中排列的两种方式
金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间)，可有两种排列方式——a:非密置层，b:密置层(如图所示)。
特别提醒：密置层排列时，平面的利用率比非密置层的高。
(2)金属晶体的原子在三维空间里的4种常见堆积方式：
1．离子键及其影响因素
(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
(2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。
二、离子晶体
离子键没有方向性和饱和性。
2．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，但熔化或溶于水后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
阳离子
阴离子
高
大
3．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有_____个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有_____个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为___________。回答下列问题：
6
6
NaCl
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是_______个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是_____个，Cl－数是_____个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为__________________ g·cm－3。
12
4
4
(2)CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有_____个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有_____个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为___________。回答下列问题：
①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有_____个，构成___________。
②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有_____个，Cl－有_____个。
③若晶胞参数为a pm,则氯化铯晶体的密度为___________g·cm－3。
8
8
CsCl
6
正八面体
1
1
正|误|判|断
1．离子晶体中一定含有金属元素。( )
2．由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。( )
3．有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键。( )
4．离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点。( )
5．离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化。( )
6．某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化。( )
×
×
√
×
×
×
深|度|思|考
1．含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？
提示：不一定。也可能是金属晶体。
2．含有阴离子的晶体一定含有金属离子吗？
提示：含有阴离子的晶体，一定含有阳离子，但不一定是金属阳离子，如铵盐。
3．NaCl、CsCl表示的是分子式吗？
提示：不是，NaCl、CsCl是离子晶体，只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式。
4．NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。
提示：Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中的离子键强于CsCl中的离子键，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。
应|用|体|验
1．下列叙述正确的是( )
A．离子键只有饱和性没有方向性
B．离子化合物中只含有离子键
C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量
D．离子键就是离子间的吸引作用
答案：C
解析：离子键是带相反电荷的离子之间的相互作用，它是一种静电作用，没有方向性和饱和性，A错误；离子化合物也可含有共价键，如氢氧化钠中含H—O共价键，B错误；离子键的强弱可以用离子半径以及所带的电荷来衡量，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，C正确；离子键不仅仅是吸引作用也有排斥作用，D错误。故选C。
2．下列有关离子晶体的说法正确的是( )
A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体
B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键
C．离子晶体中不可能含有共价键
D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化
答案：B
解析：离子晶体中不一定含有金属元素，含有金属元素的化合物不一定是离子晶体，A错误；含有离子键的化合物一定是离子晶体，离子晶体中一定含有离子键，B正确；离子晶体中可能含有共价键，如过氧化钠，C错误；离子晶体受热熔化时，虽然离子键被破坏，但没有生成新的物质，不属于化学变化，如氯化钠晶体熔化，D错误。故选B。
3．离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( )
A．KCl>NaCl>BaO>CaO B．NaCl>KCl>CaO>BaO
C．CaO>BaO>NaCl>KCl D．CaO>BaO>KCl>NaCl
答案：C
解析：离子晶体中,离子键越强,熔、沸点越高，而离子所带电荷数越多,半径越小,离子键越强。Ca2＋、O2－、Ba2＋都带2个电荷，Na＋、Cl－、K＋都带1个电荷，r(Ca2＋) BaO>NaCl>KCl，故选C。
随堂演练·知识落实
1．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、沸点：Mg＞Ca
C．硬度：Mg＞K
D．熔、沸点：Ca＞K
答案：A
解析：Mg、Al的电子层数相同，核电荷数大的离子半径小，价电子数Al＞Mg，离子半径A13＋＜Mg2＋，所以金属键Al＞Mg，故Al的硬度大于Mg，A错误；Mg、Ca价电子数相同，Ca的电子层数多，离子半径Ca2＋＞Mg2＋，所以金属键Mg＞Ca，故熔点Mg＞Ca，B正确；离子半径Mg2＋＜Na＋＜K＋，所以金属键Mg＞K，故硬度Mg＞K，C正确；Ca、K位于同一周期，价电子数Ca＞K，离子半径K＋＞Ca2＋，金属键Ca＞K，故熔点Ca＞K，D正确。故选A。
2．下列叙述错误的是( )
A．构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子
B．金属晶体内部都有自由电子
C．金属晶体内自由电子分布不均匀，专属于某个特定的金属离子
D．同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体
答案：C
解析：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，A正确；金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，则金属晶体内部都有自由电子，B正确；自由电子几乎均匀分布在金属晶体内，不专属于某一个或几个特定的金属离子，C错误；由于金属键的强度差别很大，不同金属晶体的熔、沸点相差较大，D正确。故选C。
3．有关离子晶体的下列说法不正确的是( )
A．离子晶体在熔融状态时都能导电
B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度
C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
D．氯化钠溶于水时离子键被破坏
答案：C
解析：离子晶体在熔融状态时含有自由离子，能导电，故A正确；由正、负离子或正、负离子基团按一定比例通过离子键结合形成的晶体称作离子晶体，离子晶体一般硬而脆，具有较高的熔沸点，故B正确；离子晶体如Na2O2晶体中阳离子为Na＋、阴离子为过氧根离子，所以Na2O2晶体中阴阳离子个数之比为1∶2，故C错误；NaCl溶于水时，NaCl在水分子作用下发生电离生成钠离子、氯离子，所以离子键被破坏，故D正确。故选C。
4．已知某离子晶体的晶胞示意图如图所示，其摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为d g/cm3，下列说法中正确的是( )
A．晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1
B．晶体中阴、阳离子的配位数都是4
C．该晶胞可能是CsCl的晶胞
答案：D
5．铁有δ、γ、α三种同素异形体，如下图所示，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．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
B．α－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有6个
C．若δ－Fe晶胞边长为a cm，α－Fe晶胞边长为b cm，则两种晶体密度比为2b3∶a3
D．δ－Fe晶体中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
答案：A
6．金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为ρ，钨的相对原子质量为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)。
