高中化学第3章　金属晶体　离子晶体

第三节金属晶体与离子晶体第1课时金属晶体离子晶体［核心素养发展目标］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。一、金属键与金属晶体1.金属键 (1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。(2)成键粒子：金属键的成键粒子是和。

(3)本质：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。

(4)特征：电子气被所有的金属原子所共用，所以金属键(填“有”或“没有”)方向性和饱和性。

(5)影响因素①金属元素的原子半径：一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强。②金属原子价电子数：一般而言，金属元素的价电子数越多，金属键越强。(6)对物质性质的影响：金属键强弱不同，所以金属的性质差异很大。如金属钠的熔点、硬度，而是熔点最高的金属、是硬度最大的金属。

2.金属晶体(1)概念金属(除汞外)在常温下都是晶体，称其为金属晶体。它们的结构就好像很多硬球一层一层很地堆积，每一个金属原子的周围有较多相同的围绕着。在金属晶体中，原子间以相互结合。

(2)用“电子气理论”解释金属的性质3.金属晶体熔点的变化规律(1)金属晶体熔点的变化规律金属晶体熔点差别较大，一般熔点较高，但有部分熔点较低，如Cs、Hg等。汞在常温下是液体，熔点很低(-38.87℃)，而钨的熔点为3410℃。(2)金属键的强弱对碱金属单质物理性质的影响元素3Li(锂)11Na(钠)19K(钾)37Rb(铷)55Cs(铯)熔点/℃180.597.8163.6538.8928.40沸点/℃1347882.9774688678.4金属硬度的大小，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、沸点越，硬度越。

(3)一般合金的熔点比各组分的熔点低。1.试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。2.纯铝硬度不大，形成硬铝合金后，硬度很大，金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变化？3.为什么金属在粉末状态时，失去金属光泽而呈暗灰色或黑色？1.正误判断(1)不存在只有阳离子，而没有阴离子的物质()(2)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键也被破坏()(3)金属原子半径越小，价电子数越多，其金属单质熔、沸点越高，硬度越大()(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()2.(2023·济南高二检测)下列有关金属的说法正确的是()A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子B.金属晶体有导电性，能导电的物质一定是金属C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其还原性越强D.金属晶体的堆积方式会影响金属的性质3.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强度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.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的C.金属铝的硬度大于金属钠D.金属镁的硬度小于金属钙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3种常见堆积方式(图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子)堆积方式图式实例简单立方堆积钋体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨等面心立方堆积金、银、铜、铅等二、离子晶体1.离子晶体(1)定义：离子晶体是由和相互作用形成的晶体。

(2)成键粒子：大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子(如H2O、NH3等)。(3)相互作用：阳离子、阴离子之间以结合，有些离子晶体中可能存在、等，如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等。

(4)物理性质：硬度较大，难压缩；熔点和沸点较高；固体不导电，但在熔融状态或水溶液中能导电。2.典型离子晶体(1)NaCl晶体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________________。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apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化钠晶体的密度为g·cm-3。

(2)CsCl晶体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___________________。

①每个晶胞中实际拥有的Cs+数是个，Cl-数是个。

②每个Cs+(Cl-)周围距离最近的Cs+(Cl-)有个，构成__________________。

③若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氯化铯晶体的密度为g·cm-3。

1.含有阴离子的晶体一定含有金属阳离子吗？2.NaCl、CsCl表示的是分子式吗？3.NaCl的熔点为801℃，CsCl的熔点为645℃，试解释其原因。1.正误判断(1)离子晶体一定是离子化合物()(2)离子晶体中只含离子键()(3)由金属与非金属形成的晶体一定属于离子晶体()(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()2.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的是()A.CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱B.CaF2的熔、沸点较高，硬度较大C.CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电D.CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小3.下列性质中适合离子晶体的是()①熔点为1070℃，易溶于水，水溶液能导电②熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液能导电③能溶于CS2，熔点为-7.25℃，沸点为59.47℃④熔点为97.81℃，质软，导电，密度为0.97g·cm-3⑤熔点为-218℃，难溶于水⑥熔点为3900℃，硬度很大，不导电⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱⑧难溶于水，熔点较高，固体不导电，熔化时导电A.①⑧ B.②③⑥C.①④⑦ D.②⑤4.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两个距离最近的Cs+间距离为a。(1)每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为。

(2)每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为，距离为。

(3)每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为，距离为。

(4)每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为。

答案精析一、1.(2)金属阳离子自由电子(3)价电子电子气金属原子(4)没有(6)较低较小钨铬2.(1)紧密原子金属键(2)相对滑动不变电子气定向移动降低碰撞3.(2)高大深度思考1.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。2.金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，影响了金属的延展性和硬度。3.金属在粉末状态时，金属的晶面分布在各个方向，非常杂乱，晶格排列也不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。应用体验1.(1)×(2)×(3)√(4)×2.D［因金属的价电子受原子核的吸引力小，则金属原子中的价电子在金属晶体中为自由电子，而不是所有的核外电子，A错误；金属原子在化学变化中失去电子越容易，其还原性越强，C错误；金属晶体中原子的堆积方式会影响金属的性质，如延展性，D正确。］3.C［金属阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，据此判断。］二、1.(1)阳离子阴离子(3)离子键共价键氢键2.(1)66NaCl①12②44③234(2)88CsCl①11②6正八面体③168.5深度思考1.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。2.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。3.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.(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2.C［离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。］3.A［离子晶体固体时不导电，熔融态时能导电，易溶于水的离子晶体的水溶液能导电，一般难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥所表示的物质熔