第06講金屬晶體和離子晶體

模塊導(dǎo)航學(xué)習(xí)目標(biāo)

模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)1.能借助金屬晶體和離子晶體等模型認(rèn)識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特

模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理（吃透教材）點(diǎn)，說(shuō)明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。

模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練2.知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體及混合型晶體是普

模塊四小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)遍存在的。

3.能結(jié)合金屬晶體和離子晶體的實(shí)例描述晶體中微粒排

列的周期性規(guī)律。

模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)

.金屬鍵卜本質(zhì)一一“電子氣理論”

石工門(mén)4『曰/木1對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

c金屬鍵和金屬晶體j----------------------------

--------------4ml

L金屬晶體H--------------------------------

H用"電子力里論“解釋金

「［概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

-----------------------------卜NaCL型

金屬晶體和離子晶體--［離子晶體卜-［常見(jiàn)的離子晶體的結(jié)構(gòu)H—

k、CsCl型

q離子晶體的傾）

，過(guò)渡晶體

------------------結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

L混合型晶體一一石墨~\;——.

H性質(zhì)

模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理

■【學(xué)習(xí)新知】

知識(shí)點(diǎn)一金屬鍵和金屬晶體

1.金屬鍵

（1）定義:和之間存在的強(qiáng)烈的相互作用稱(chēng)為金屬鍵。

(2)本質(zhì)：金屬原子脫落下來(lái)的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

的維系在一起。這一理論稱(chēng)為“電子氣理論”。

(3)成鍵粒子：和-

(4)存在：金屬單質(zhì)或合金。

(5)金屬鍵的強(qiáng)弱和對(duì)金屬性質(zhì)的影響

①金屬鍵的強(qiáng)弱主要取決于金屬元素的原子半徑和價(jià)電子數(shù)，原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵

；反之，金屬鍵O

②金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn),硬度。

2.金屬晶體

(1)概念：金屬陽(yáng)離子與自由電子(“電子氣”)之間通過(guò)形成的晶體叫做金屬晶體。

(2)通性：金屬晶體有優(yōu)良的性、性和性。

(3)用“電子氣理論”解釋金屬的性質(zhì)

①延展性：當(dāng)金屬收到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但金屬原子的排列方式不變,

金屬晶體中的化學(xué)鍵沒(méi)有被破壞，所以金屬有良好的延展性。

②導(dǎo)電性：在外加電場(chǎng)的作用下，金屬晶體中的電子氣做定向移動(dòng)形成電流，呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。

③導(dǎo)熱性：電子氣中自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)與金屬離子不斷發(fā)生碰撞，從而引起兩者的能量交換。

(4)金屬晶體中，除了純金屬，還有大量的合金。

(5)金屬晶體有導(dǎo)電性，但能導(dǎo)電的晶體不一定是金屬。

知識(shí)點(diǎn)二離子晶體

1.定義：

由和相互作用而形成的晶體。

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)構(gòu)成微粒：和O

(2)微粒間的作用力：。

3.常見(jiàn)離子晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

晶體NaClCsCl

孝W

晶胞

NaCl晶體CsCl晶體

1個(gè)Na+周?chē)嚯x相等且最近的C「有—1個(gè)cs+周?chē)嚯x相等且最近的cr

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)個(gè)；1個(gè)C「周?chē)嚯x相等且最近的Na+有有一個(gè)；1個(gè)c廠周?chē)嚯x相等且

_____個(gè)最近的cs+有一個(gè)

4.離子晶體的性質(zhì)

熔點(diǎn)硬度導(dǎo)電性

較大不導(dǎo)電，但在__________或___________時(shí)導(dǎo)電

【交流討論】

以下是八種物質(zhì)的熔點(diǎn):

序號(hào)?②③④⑤⑥⑦⑧

物質(zhì)NaFNaClNaBrNaiMgOCaOSrOBaO

熔點(diǎn)/℃9938017476612852261424301918

(1)①?④、⑤?⑧中物質(zhì)的熔點(diǎn)為什么會(huì)逐漸降低?

(2)⑤?⑧中物質(zhì)的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于①?④中物質(zhì)的原因是什么？

【特別提示】

(1)離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4C1是離子晶體。

(2)離子晶體中除離子鍵外不一定不含其他化學(xué)鍵，如NaOH晶體中還含有極性共價(jià)鍵，Na2O2晶體中

還含有非極性共價(jià)鍵。

(3)由金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCb是由金屬元素A1和非金屬元素C1

組成的分子晶體。

(4)含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子。

知識(shí)點(diǎn)三過(guò)渡晶體和混合晶體

1.過(guò)渡晶體

(1)四種典型晶體是指晶體、晶體、晶體和晶體。

(2)過(guò)渡晶體：介于典型晶體之間的晶體。

2.混合型晶體(石墨晶體)

(1)晶體模型

(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①同層內(nèi)，碳原子采用雜化，以相結(jié)合形成結(jié)構(gòu)。所有碳原子

的P軌道相互平行且相互重疊，使P軌道中電子可在整個(gè)平面中運(yùn)動(dòng)。

②層與層之間以相結(jié)合。

(3)晶體類(lèi)型

石墨晶體中，既有,又有，屬于o

模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練

核心考點(diǎn)一：金屬鍵和金屬晶體

【例1】如圖是金屬晶體內(nèi)部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來(lái)解釋金屬的性質(zhì)，其中正確的

是()

A.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇?yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)

B.金屬能導(dǎo)熱是因?yàn)樽杂呻娮釉跓岬淖饔孟孪嗷ヅ鲎?，從而發(fā)生熱的傳導(dǎo)

C.金屬具有延展性是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟?，金屬中各原子層間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，但自由電子可以起到

潤(rùn)滑劑的作用，使金屬不會(huì)斷裂

D.合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數(shù)目增多，所以合金的延展性比純金

屬?gòu)?qiáng)，硬度比純金屬小

【歸納小結(jié)】

1.金屬鍵

(1)金屬鍵的特征

金屬鍵無(wú)方向性和飽和性。晶體中的電子不專(zhuān)屬于某一個(gè)或幾個(gè)特定的金屬陽(yáng)離子，而幾乎是均勻地分

布在整塊晶體中，因此晶體中存在所有金屬陽(yáng)離子與所有自由電子之間“彌漫”的電性作用，這就是金屬鍵,

因此金屬鍵沒(méi)有方向性和飽和性。

(2)金屬鍵的強(qiáng)弱比較

一般來(lái)說(shuō)，金屬鍵的強(qiáng)弱主要取決于金屬元素原子的半徑和價(jià)電子數(shù)。原子半徑越大，價(jià)電子數(shù)越少,

金屬鍵越弱；原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。

2.金屬晶體的性質(zhì)

(1)金屬晶體具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。

(2)熔、沸點(diǎn)：金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。

①同周期金屬單質(zhì)，從左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸點(diǎn)升高。

②同主族金屬單質(zhì)，從上到下(如堿金屬)熔、沸點(diǎn)降低。

③合金的熔、沸點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低。

④金屬晶體熔點(diǎn)差別很大，如汞常溫下為液體，熔點(diǎn)很低；而鐵常溫下為固體，熔點(diǎn)很高。

（3）硬度：金屬鍵越強(qiáng)，晶體的硬度越大。

【變式訓(xùn)練1】下列有關(guān)金屬鍵的敘述中，錯(cuò)誤的是（）

A.金屬鍵沒(méi)有飽和性和方向性

B.金屬鍵是金屬陽(yáng)離子和自由電子之間存在的強(qiáng)烈的靜電吸引作用

C.金屬鍵中的電子屬于整塊金屬

D.金屬的性質(zhì)和金屬固體的形成都與金屬鍵有關(guān)

【變式訓(xùn)練2】根據(jù)下列晶體的相關(guān)性質(zhì)，判斷可能屬于金屬晶體的是（）

選項(xiàng)晶體的相關(guān)性質(zhì)

A由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)低

B固態(tài)或熔融態(tài)時(shí)易導(dǎo)電，熔點(diǎn)在1000℃左右

C由共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高

D固體不導(dǎo)電，但溶于水或熔融后能導(dǎo)電

C核心考點(diǎn)二：離子晶體

【例2】某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖，晶體中氧的化合價(jià)可看作部分為。價(jià)，部分為一2價(jià)。則

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.晶體中與每個(gè)A+距離最近的A+有12個(gè)

B.晶體中，陰離子與陽(yáng)離子個(gè)數(shù)之比為1：1

C.該離子晶體化學(xué)式為A2O2

D.晶體中，0價(jià)氧原子與一2價(jià)氧原子的數(shù)目比為3：1

【歸納小結(jié)】常見(jiàn)離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)

晶體晶胞晶胞詳解

①在NaCl晶體中，Na+的配位數(shù)為6,CF的配位數(shù)為6

②與Na+（C「）等距離且最近的Na+（C廠）有12個(gè)

NaCl

③每個(gè)晶胞中有4個(gè)Na+和4個(gè)C1

④每個(gè)CT周?chē)腘a+構(gòu)成正八面體形結(jié)構(gòu)

①在CsCl晶體中，Cs+的配位數(shù)為8,C「的配位數(shù)為8

②每個(gè)Cs+與6個(gè)Cs+等距離且最近，每個(gè)Cs+與8個(gè)

+Cs+cr等距離且最近

—cr

【變式訓(xùn)練1】下列有關(guān)離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是（）

A.離子鍵：NaF>NaCl>NaBr

B.硬度：MgO>CaO>BaO

C.熔點(diǎn)：NaF>MgF2>AlF3

D.1個(gè)陰離子周?chē)染嚯x且最近的陽(yáng)離子數(shù)：CsCl>NaCl>CaF2

【變式訓(xùn)練2】有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是（）

由E原子和F原子構(gòu)成

?Cl°Na+

CaF2晶胞(?Ca2*、OF-)金剛石的氣態(tài)團(tuán)簇分子模型

A.在NaCl晶體中，距Na+最近的C廠有8個(gè)

B.在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有6個(gè)Ca2+

C.在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵的個(gè)數(shù)比為1：2

D.該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE

Q核心考點(diǎn)三：過(guò)渡晶體和混合晶體

【例3】下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.Na?。中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%,則Na?。不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過(guò)渡

晶體

B.NazO通常當(dāng)作離子晶體來(lái)處理，因?yàn)镹a?。是偏向離子晶體的過(guò)渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離

子晶體接近

C.AbCh是偏向離子晶體的過(guò)渡晶體，當(dāng)作離子晶體來(lái)處理；SiCh是偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體，當(dāng)作

共價(jià)晶體來(lái)處理

D.分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體都有過(guò)渡型

【歸納小結(jié)】石墨晶體的結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一層狀結(jié)構(gòu)

①同層內(nèi)碳原子采取Sp2雜化，以共價(jià)鍵（0鍵）結(jié)合，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。

②層與層之間靠范德華力維系。

③石墨的二維平面結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3,有一個(gè)未參與雜化的2P電子，它的原子軌道垂

直于碳原子平面。

(2)晶體類(lèi)型：石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合型晶體。

(3)性質(zhì)：熔點(diǎn)很高、質(zhì)軟、易導(dǎo)電等。

(4)石墨的典型物理性質(zhì)是導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性和高熔、沸點(diǎn)，其熔點(diǎn)比金剛石的還高。

(5)石墨晶體中C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為2：3,即12g石墨晶體中含1.5NA個(gè)C—C共價(jià)鍵。

【變式訓(xùn)練】航天飛機(jī)表層的防熱瓦曾成為航天飛機(jī)能否安全著陸的制約因素，防熱瓦是以石墨材料為

主要成分的十分疏松的泡沫陶瓷。下列有關(guān)說(shuō)法合理的是()

A.石墨成為該泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨是共價(jià)晶體

B.石墨成為該泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨熔點(diǎn)很高

C.石墨中碳碳鍵之間的夾角是109。28，

D.C60也可代替石墨用作航天飛機(jī)表層的防熱瓦材料

Q核心考點(diǎn)四：四種典型晶體比較

【例4】(l)MgCL在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，可由MgO制備。

①M(fèi)gO的熔點(diǎn)比BaO的熔點(diǎn)(填“高”或"低”)。

②SiCh的晶體類(lèi)型為。

(2)對(duì)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiXQ，下列敘述正確的是(填字母)-

A.SiX4難水解B.SiX4是共價(jià)化合物

C.NaX都易水解D.NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4

【歸納小結(jié)】

1.四種晶體類(lèi)型的比較

分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體

比較

金屬陽(yáng)離子和自由電

構(gòu)成粒子分子原子陰、陽(yáng)離子

子

粒子間的相互分子間作用

共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵

作用力力

硬度較小很大有的很大，有的很小較大

熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高

大多易溶于水

溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見(jiàn)溶劑難溶

等極性溶劑

一般不導(dǎo)電，晶體不導(dǎo)電，

一般不具有導(dǎo)電

導(dǎo)電、傳熱性溶于水后有電和熱的良導(dǎo)體水溶液或熔融

性

的導(dǎo)電態(tài)導(dǎo)電

2.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較方法

(1)不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)

不同類(lèi)型的晶體的熔、沸點(diǎn)高低，取決于組成晶體的微粒間的作用力大小，粒子間的作用力越大，晶體

的熔、沸點(diǎn)越高；粒子間的作用力越小，晶體的熔、沸點(diǎn)越低。

一般共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)最高，分子晶體的熔、沸點(diǎn)最低。離子晶體和金屬晶體要根據(jù)物質(zhì)構(gòu)成粒子間

的作用力大小判斷，但一般介于上述兩者之間。如SiCh>NaCl>干冰。

有的禺子晶體熔點(diǎn)很高，如MgO。

有的金屬晶體的熔點(diǎn)很高，如W、Cr等，有的金屬晶體的熔點(diǎn)很低，如汞、Na、K等。

(2)同類(lèi)晶體的熔沸點(diǎn)比較方法

①離子晶體：

一般地，化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)相似的晶體，離子所帶電荷越多、半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如

KF>KC1>KI；CaCl2>KClo

②共價(jià)晶體：

共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)相似時(shí)，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高。如金剛石〉碳化硅〉晶體

硅。

③金屬晶體：

金屬晶體的核電荷數(shù)越多，原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，則金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如Al>Mg>Na>Ko

一般合金的熔、沸點(diǎn)比其各成分金屬的熔、沸點(diǎn)低。

④分子晶體：

a.分子晶體的熔沸點(diǎn)高、低由分子間作用力(氫鍵、范德華力)的強(qiáng)弱決定。比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)，

要先看是否有氫鍵形成，若形成分子間氫鍵，熔、沸點(diǎn)升高，若形成分子內(nèi)氫鍵，則熔、沸點(diǎn)降低。

b.對(duì)于分子晶體，組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，晶體的熔、沸點(diǎn)

越高。Cl4>CBr4>CC14>CF4o

c.組成相似且相對(duì)分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的電荷分布越不均勻，范德華力越大，其熔、沸點(diǎn)就越

高,如熔、沸點(diǎn)：CO>N2O

d.在同分異構(gòu)體中，一般來(lái)說(shuō)，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)就越低，如沸點(diǎn)：正戊烷〉異戊烷>新戊烷。

【變式訓(xùn)練1］下表給出幾種化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：

物質(zhì)

NaClMgCl2A1C13CC14

熔點(diǎn)/℃801714190-22.9

沸點(diǎn)/℃1465141217876.8

關(guān)于表中4種化合物有下列說(shuō)法，其中正確的是()

①AlCb在加熱時(shí)可升華

②CC14屬于分子晶體

③1500℃時(shí)NaCl可形成氣體分子

④AlCb是典型的離子晶體

A.①②④B.③④C.①②③D.①②③④

【變式訓(xùn)練2】下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序中，正確的是（）

A.金剛石>晶體硅〉二氧化硅〉碳化硅

COOH

B.COOH>H（

C.MgO>H2O>O2>Br2

D.金剛石>生鐵>純鐵〉鈉

6模塊四小試牛刀過(guò)關(guān)測(cè)----------------------------

【基礎(chǔ)練】

1.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在（）。

A.金屬離子間的相互作用B.金屬原子間的相互作用

C.金屬離子與自由電子間的相互作用D.自由電子間的相互作用

2.金屬能導(dǎo)電的原因是（）□

A.金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子間的作用較弱

B.金屬晶體中的自由電子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)

C.金屬晶體中的金屬陽(yáng)離子在外加電場(chǎng)作用下可發(fā)生定向移動(dòng)

D.金屬晶體在外加電場(chǎng)作用下可失去電子

3.關(guān)于晶體的下列說(shuō)法中，正確的是（）。

A.共價(jià)晶體中可能含有離子鍵

B.離子晶體中可能含有共價(jià)鍵

C.離子晶體中只含有離子鍵，不含有共價(jià)鍵

D.任何晶體中，若含有陽(yáng)離子就一定有陰離子

4.下列物質(zhì)中，含有極性共價(jià)鍵的離子晶體是（）。

A.NaClB.Na2OC.Na2O2D.NaOH

5.下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類(lèi)型相同的是（）,

A.CO2和Si。？B.NaCl和HC1

C.CO2和CS?D.CCI4和MgCl2

6.下列性質(zhì)中，能充分說(shuō)明某晶體是離子晶體的是（）

A.具有較高的熔點(diǎn)B.固態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電

C.可溶于水D.固態(tài)不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電

7.如圖所示，在氯化鈉晶胞中，與每個(gè)Na+等距離且最近的幾個(gè)Cr所圍成的空間結(jié)構(gòu)為（）

cr

A.正八面體B.十二面體C.正六面體D.正四面體

8.下列各組中的固態(tài)物質(zhì)熔化（或升華）時(shí)，克服的微粒間相互作用力屬于同種類(lèi)型的是（）

A.碘和碘化鈉B.金剛石和重晶石

C.冰醋酸和硬脂酸甘油酯D.干冰和二氧化硅

9.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.C60汽化和L升華克服的作用力相同

B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點(diǎn)相近

C.NaCl和HC1溶于水時(shí)，破壞的化學(xué)鍵都是離子鍵

D.常溫下TiCL是無(wú)色透明液體，熔點(diǎn)-23.2°C,沸點(diǎn)136.2°C,所以TiCL屬于離子晶體

10.表是第三周期部分元素氧化物和氟化物的熔點(diǎn)和摩氏硬度：

化合物NaFMgF2MgOSiF4SiO2

熔點(diǎn)/K1266153431251831983

摩氏硬度3.26.0