考點14-金屬晶體與離子晶體(原卷版)

考點14金屬晶體與離子晶體【核心考點梳理】考點一、金屬鍵與金屬晶體1．金屬鍵(1)概念：“電子氣理論”把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。(2)成鍵粒子是金屬陽離子和自由電子。(3)金屬鍵的強弱和對金屬性質(zhì)的影響①金屬鍵的強弱主要決定于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù)。原子半徑越大、價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；反之，金屬鍵越強。②金屬鍵越強，金屬的熔、沸點越高，硬度越大。如：熔點最高的金屬是鎢，硬度最大的金屬是鉻。特別提醒金屬鍵沒有方向性和飽和性。2．金屬晶體(1)在金屬晶體中，原子間以金屬鍵相結(jié)合。(2)金屬晶體的性質(zhì)：優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性?？键c二、離子晶體1．離子鍵及其影響因素(1)概念：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。(2)影響因素：離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強。特別提醒離子鍵沒有方向性和飽和性。2．離子晶體及其物理性質(zhì)(1)概念：由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體。(2)離子晶體的性質(zhì)①熔、沸點較高，硬度較大。②離子晶體不導(dǎo)電，但熔化或溶于水后能導(dǎo)電。③大多數(shù)離子晶體能溶于水，難溶于有機溶劑。3．常見離子晶體的結(jié)構(gòu)(1)NaCl晶胞NaCl晶胞如圖所示，每個Na＋周圍距離最近的Cl－有6個(上、下、左、右、前、后各1個)，構(gòu)成正八面體，每個Cl－周圍距離最近的Na＋有6個，構(gòu)成正八面體，由此可推知晶體的化學(xué)式為NaCl?；卮鹣铝袉栴}：①每個Na＋(Cl－)周圍距離相等且最近的Na＋(Cl－)是12個。②每個晶胞中實際擁有的Na＋數(shù)是4個，Cl－數(shù)是4個。③若晶胞參數(shù)為apm，則氯化鈉晶體的密度為eq\f(234,NA·a3×10－30)g·cm－3。(2)CsCl晶胞CsCl晶胞如圖所示，每個Cs＋周圍距離最近的Cl－有8個，每個Cl－周圍距離最近的Cs＋有8個，它們均構(gòu)成正六面體，由此可推知晶體的化學(xué)式為CsCl?；卮鹣铝袉栴}：①每個Cs＋(Cl－)周圍距離最近的Cs＋(Cl－)有6個，構(gòu)成正八面體。②每個晶胞中實際擁有的Cs＋有1個，Cl－有1個。③若晶胞參數(shù)為apm，則氯化銫晶體的密度為eq\f(168.5,NA·a3×10－30)g·cm－3?！颈貍渲R基礎(chǔ)練】1.下圖是金屬晶體的“電子氣”理論示意圖。用該理論解釋金屬導(dǎo)電的原因是()A.金屬能導(dǎo)電是因為含有金屬陽離子B.金屬能導(dǎo)電是因為含有的自由電子在外電場作用下做定向運動C.金屬能導(dǎo)電是因為含有的電子作無規(guī)則運動D.金屬能導(dǎo)電是因為金屬陽離子和自由電子的相互作用2．(2021·濟南高二檢測)下列有關(guān)金屬的說法正確的是()A．金屬原子的核外電子在金屬晶體中都是自由電子B．金屬導(dǎo)電的實質(zhì)是金屬陽離子在外電場作用下的定向移動C．金屬原子在化學(xué)變化中失去的電子數(shù)越多，其還原性越強D．金屬晶體的堆積方式會影響金屬的性質(zhì)3．（2021·四川達州·高二期末）下列物質(zhì)中，含有共價鍵的離子晶體是A． B． C． D．4．（2022·山東·煙臺市教育科學(xué)研究院高二期末）下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的描述正確的是A．金屬陽離子只能存在于離子晶體中B．金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高C．共價晶體中共價鍵越強，熔點越高D．分子晶體的熔、沸點低，常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)5.CaO的晶胞如下圖所示,其中與Ca2+最近的O2-數(shù)為 ()A.4 B.6C.8 D.126.CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似(如圖所示),但CaC2晶體中由于啞鈴形的存在,使晶胞沿一個方向拉長。則關(guān)于CaC2晶體的描述不正確的是()A.CaC2晶體的熔點較高、硬度也較大B.與Ca2+距離相同且最近的構(gòu)成的多面體是正六面體C.與Ca2+距離相同且最近的有4個D.CaC2晶胞中共含有4個Ca2+和4個7.如圖表示NaCl晶體的一個晶胞,直線交點處的圓圈表示NaCl晶體中Na+或Cl-所處的位置。這兩種離子在空間三個互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請將其中代表Na+的圓圈涂黑(不必考慮體積大小),以完成NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。(2)在NaCl晶體中,在每個Na+的周圍與它最接近且距離相等的Na+共有個。

(3)在NaCl晶胞中正六面體的頂點上、面上、棱上的Na+或Cl-為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有。根據(jù)(1)中畫出的NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖分析,一個晶胞中Cl-的個數(shù)等于,即(填計算式);Na+的個數(shù)等于,即(填計算式)。

(4)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,NaCl晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則NaCl晶體中兩個距離最近的鈉離子中心之間的距離為cm。

【關(guān)鍵能力提升練】8.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式:六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方堆積,如圖甲、乙、丙分別代表這三種堆積方式的單元結(jié)構(gòu),則甲、乙、丙三種單元內(nèi)金屬原子個數(shù)比為()A.1∶2∶1 B.3∶2∶1C.9∶8∶4 D.21∶14∶99.石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示。在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為()A.1︰1︰1 B.2︰2︰3 C.1︰2︰3 D.2︰3︰110.下列關(guān)于氯化銫晶體的敘述不正確的是()A.1mol氯化銫中有個CsCl分子B.氯化銫晶體中，每個周圍與它最近且等距離的有6個C.氯化銫晶體的硬度較大是由于和存在著較強的離子鍵D.每個晶胞中平均含有1個和1個11.下表給出了幾種氯化物的熔點和沸點。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點/℃801708190-23沸點/℃1413141818077關(guān)于表中4種氯化物有下列說法:(1)AlCl3在加熱時可升華(2)CCl4屬于分子晶體(3)MgCl2的晶體屬于離子晶體(4)AlCl3是典型的離子晶體其中正確的是()A.只有(1)和(2) B.只有(3)C.只有(1)(2)(3) D.全部一致12.根據(jù)下圖推測,若CsCl晶體中兩距離最近的Cs+間距離為a,則每個Cs+周圍與其距離為a的Cs+數(shù)目為,每個Cs+周圍距離相等且次近的Cs+數(shù)目為,距離為;每個Cs+周圍距離相等且第三近的Cs+數(shù)目為,距離為;每個Cs+周圍緊鄰且等距的Cl-數(shù)目為。

13.如圖為一些晶體中的部分結(jié)構(gòu),它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨中的某一種。(1)其中代表金剛石的是(填字母,下同),其中每個碳原子與個碳原子最近且距離相等,金剛石屬于晶體。

(2)其中代表石墨的是,其中每個六元環(huán)平均占有的碳原子數(shù)為。

(3)其中表示NaCl的是,NaCl晶體中每個Na+周圍與它最近且等距離的Na+有個。

(4)代表CsCl的是,它屬于晶體,每個Cs+與個Cl-緊鄰。

(5)代表干冰的是,它屬于晶體,每個CO2分子與個CO2分子緊鄰。

【學(xué)科素養(yǎng)拔高練】14.鈦(Ti)、釩(V)、鎳(Ni)、鑭(La)等在儲氫材料方面具有廣泛的用途。下圖Ⅰ、Ⅱ是一些晶體材料的結(jié)構(gòu)示意圖。請回答下列問題:(1)寫出基態(tài)鎳原子的核外電子排布式:。

(2)鑭系合金是稀土系儲氫合金的典型代表。某合金儲氫后的晶胞如圖Ⅰ所示,該合金的化學(xué)式為,1mol鑭形成的該合金能儲存mol氫氣。

(3)嫦娥三號衛(wèi)星上的PTC元件(熱敏電阻)的主要成分——鋇鈦礦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示,該晶體經(jīng)X射線分析鑒