第三节金属晶体.pdf

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1、第 1 页 第三节 金属晶体 在广东省某一山区的村寨里，前些年连续出生的净是女孩，人们急了，照这样下去，这个地区岂不变成女儿国了吗？有的人求神拜佛，也无济于事。有位风水老者说道：“地质队在后龙山寻矿，把龙脉破坏了，这是风水的报应啊！于是，迷信的村民千方百计地找到了原来在此地探矿的地质队，闹着要他们赔“风水。地质队又回到了这个山寨，进展了深化的调查，终于找到了原因。原来是在探矿的时候，钻机把地下含铍的泉水引了出来，扩散了铍的污染，使饮用水的铍含量大为进步，长时间饮用这种水，就会导致生女而不生男。经过治理，情况得到了好转，在“女儿国里又生出男孩了。卫星、飞船、飞机、大炮和生活用品都离不开金属，为什

2、么金属具有优良的导电、导热、延展性？构成金属的粒子是什么？金属晶体内部的作用力是什么？一、金属键与金属晶体 1金属键：2金属晶体，(1)概念：原子间以_金属键_结合形成的晶体。(2)用电子气理论解释金属的性质：二、金属晶体原子的堆积模型 1二维空间模型：(1)非密置层。配位数为_4_，如下图：(2)密置层。配位数为_6_，如下图：2三维空间模型：(1)非密置层在三维空间堆积。简单立方堆积。相邻非密置层原子的原子核在_同一条直线上_的堆积，只有金属_钋(Po)_采用这种堆积方式，其空间利用率太低。体心立方堆积。将上层金属原子填入_下层的金属原子形成的凹穴_中，并使非密置层的原子稍稍别离。其空间的

3、利用率比简单立方堆积_高_，属于该堆积方式的主要有碱金属等。(2)密置层在三维空间堆积。六方最密堆积。如下图，按_ABABABAB_的方式堆积。面心立方最密堆积。如下图，按_ABCABCABC_的方式堆积。三、混合晶体石墨晶体 1构造特点层状构造：第 2 页(1)同层内，碳原子采用_sp2_杂化，以_共价键_相结合形成_正六边形_平面网状构造。所有碳原子的 p 轨道平行且互相重叠，p 电子可在整个平面中运动。(2)层与层之间以_范德华力_相结合。2晶体类型。石墨晶体中，既有_共价键_，又有_金属键_和_范德华力_，属于_混合晶体_。1考虑辨析：(1)晶体中有阳离子一定有阴离子。()(2)金属在

4、拉成丝或者压成薄片的过程中，金属键遭到了破坏。()(3)金属导电与电解质溶液导电本质一样。()(4)金属晶体绝大多数采用密堆积方式。()(5)金属晶体中自由电子专属于某个金属离子。()2(2021宁夏石嘴山月考)以下晶体属于 A1型最密堆积的是(A)A干冰、氯化钠、金属铜 B硫化锌、金属镁、氮化硼 C水晶、金刚石、晶体硅 D硫化锌、氯化钠、金属镁 解析：A、干冰、NaCl、Cu 为面心立方堆积即 A1型。B、硫化锌为面心立方堆积即 A1型，A 正确，Mg 为 A3型，氮化硼为原子晶体，不符合严密堆积原那么，B 错误。C、水晶、金刚石、晶体硅均为原子晶体，不符合密堆积原那么，C 错误。D、氯化钠

5、、硫化锌为面心立方堆积即 A1型、金属镁为 A3型，D 错误。正确答案为 A。3以下有关金属晶体的说法中不正确的选项是(D)A金属晶体是一种“巨分子 B“电子气为所有原子所共有 C简单立方堆积的空间利用率最低 D体心立方堆积的空间利用率最高 解析：根据金属晶体的电子气理论，选项 A、B 都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：简单立方堆积 52%，体心立方堆积 68%，面心立方最密堆积和六方最密堆积均为 74%。因此简单方式堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。4金属晶体堆积密度大，原子配位数大，能充分利用空间的原因是(D)A金属原子价电子数少 B金属

6、晶体中有自由电子 C金属原子的原子半径大 D金属键没有饱和性和方向性 解析：金属键无方向性和饱和性，使原子采取最大的密堆积方式进展。第 3 页 5金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的构造，其晶胞内金属原子个数比为(A)A321 B1184 C984 D21149 解析：此题考察晶胞中微粒数的计算方法，用均摊法计算。晶胞 a 中所含原子121621236，晶胞 b 中所含原子8186124，晶胞 c 中所含原子81812。6石墨晶体是层状构造，在每一层内，每一个碳原子都跟其他 3 个碳原子相结合，如图是其晶体构造

7、的俯视图，那么图中 7 个六元环完全占有的碳原子数是(D)A10 B18 C24 D14 解析：石墨晶体中最小的碳环为六元环，每个碳原子为 3 个六元环共用，故平均每个六元环含 2 个碳原子，图中 7 个六元环完全占有的碳原子数为 14。知识点一 金属晶体的构造与性质 1在金属晶体中只有阳离子，而无阴离子，带负电的为自由电子。2金属导电与电解质溶液导电的比拟：运动的微粒 过程中发生的变化 温度的影响 金属导电 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影响金属熔点、硬度的因素：(1)一般地，熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。

8、一般来说，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强，晶体熔点越高，硬度越大。(2)合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。4金属晶体的原子堆积模型：堆积模型 采纳这种堆积 的典型代表 空间 利用率 配位数 晶胞 简单立 方堆积 Po(钋)52%6 体心立 方堆积 Na、K、Fe 68%8 第 4 页 六方最 密堆积 Mg、Zn、Ti 74%12 面心立 方最密 堆积 Cu、Ag、Au 74%12 典例 1 金属原子在二维空间里的放置有如下图的两种方式，以下说法中正确的选项是(C)A图 a 为非密置层，配位数为 6 B图 b 为密置层，配位数为 4 C图 a 在三堆空间里堆

9、积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积 D图 b 在三维空间里堆积仅得简单立方堆积 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，一种是非密置层排列。密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为 6，非密置层的配位数较密置层小，为 4。由此可知，上图中 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最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方堆积和体心立方堆积两种堆积模型。所以，只有 C 选项正确。变式训练 1 以下有关金属晶体判断正确的选项是(D)A简单立方、配位数 6、空间利用率 68%B钾型、配位数 6、空间利用率 68%C镁型、配位数

10、 8、空间利用率 74%D铜型、配位数 12、空间利用率 74%解析：简单立方空间利用率为 52%，故 A 错；钾型配位数为 8，故 B 错；镁型配位数为 12，故 C 错。知识点二 石墨与金刚石 1石墨 石墨中碳原子采取 sp2杂化，形成平面六元环构造，层内碳原子核间距小于金刚石中碳原子核间距，层内碳原子通过范德华力维系。(1)石墨的晶体构造 石墨是层状构造的晶体，在每一层内，碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面的网状构造，每一个碳原子都跟其他三个碳原子相结合。在同一层内，相邻的碳原子以共价键相结合，层与层之间以分子间作用力相结合。石墨晶体中每个碳原子提供三个电子参加成键形成平面网状构

11、造，碳原子最外层上的另一个电子成为自由电子，并通过自由电子在层间产生范德华力。石墨的很多性质与自由电子有关。(2)石墨晶体不是原子晶体，而是原子晶体与分子晶体之间的一种过渡型晶体。(3)石墨晶体的物理性质 第 5 页 由于石墨晶体构造的特殊性，它的物理性质为熔点很高，有良好的导电性，还可作光滑剂。2石墨与金刚石的比拟 金刚石 石墨 晶体类型 原子晶体 混合晶体 构成微粒 碳原子 碳原子 微粒间的 作用力 CC 共价键 CC 共价键 分子间作用力 碳原子的 杂化方式 sp3杂化 sp2杂化 碳原子 成键数 4 3 碳原子有无剩余价电子 无 有一个 2p电子 配位数 4 3 晶体构造 特征 正四面

12、体空间网状构造 平面六边形层状构造 晶体构造 物理性质 高熔点、高硬度、不导电 熔点比金刚石还高，质软、滑腻、易导电 最小碳环 六元环、不共面 六元环、共面 典例 2 以下能说明石墨具有分子晶体的性质的是(C)A晶体能导电 B熔点高 C硬度小 D燃烧产物是 CO2 解析：分子晶体具有硬度小、熔点低的特点，因此 C 项能说明石墨具有分子晶体的性质。A 项晶体能导电是金属晶体的性质；B 项熔点高是原子晶体的性质；D 项燃烧产物是第 6 页 CO2只能说明石墨能燃烧，是碳单质的化学性质。变式训练 2 科学家对石墨进展处理，使得石墨片的厚度逐渐减少，最终获得目前的最薄的材料石墨烯(如图)。以下关于石墨

13、烯的说法正确的选项是(B)A石墨烯是一新型的纳米化合物 B石墨烯与 C60互为同素异形体 C石墨烯是一种有机物 D石墨烯中碳元素的化合价为3 知识点三 金属晶体中晶胞中的相关计算 金属晶体中晶胞空间利用率的计算：(1)计算晶胞中含有几个原子。(2)找出原子半径 r 与晶胞边长 a 的关系。(3)利用公式计算金属原子的空间利用率：晶胞中含有原子的体积晶胞的体积100%简单立方堆积空间利用率43a22a26100%52.36%体心立方堆积空间利用率243r3a3243r343r338100%68.02%面心立方堆积空间利用率443r3a3443r22 2r3100%74.1%2利用均摊法计算金属晶

14、体的密度的方法：(1)首先利用均摊法确定一个晶胞中平均含有的原子数目。(2)其次确定金属原子的半径和晶胞边长之间的关系。详细方法是：根据晶胞中金属原子的位置，灵敏运用 数学上立体几何的对角线(体对角线或面对角线)和边长的关系，将金属原子的半径和晶胞的边长放在同一个直角三角形中，通过解直角三角形即可。(3)计算金属晶体的密度。首先求一个晶胞的质量：mNM/NA，N 表示一个晶胞中平均含有的金属原子数，M 表示金属的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数。然后求金属晶体的密度：密度 m/V，V 表示一个晶胞的体积。典例 3 用 X 射线研究某金属晶体，测得在边长为 360 pm(1 pm11010cm)

15、的立方晶胞中含有 4 个金属原子，此时金属的密度为 9.0 gcm3。试答复：(1)此金属晶体属于哪一种堆积方式？(2)每个晶胞的质量是多少克？(3)求此金属的相对原子质量。第 7 页(4)求此原子的原子半径(pm)。答案：(1)面心立方最密堆积(2)4.21022g(3)63.21(4)127.28 pm 解析：根据题意，此金属晶体属于面心立方最密堆积。每个晶胞中含有 4 个原子，那么该晶胞如下图：(2)根据晶胞的边长为 360 pm，可得晶胞的体积为(3.6108)3cm3。根据质量密度体积，可得晶胞的质量9.0 gcm3(3.6108)3 cm34.21022g。(3)金属的相对原子质量

16、NA原子的质量4.210226.021023463.21。(4)在面心立方最密堆积中，晶胞的边长4r2，因此，原子的原子半径24360 pm127.28 pm。变式训练 3 有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图，有关说法正确的选项是(假设金属的摩尔质量为 M gmol1，金属原子半径为 r cm，用 NA表示阿伏加德罗常数的值)(D)A金属 Mg 采用堆积方式 B和中原子的配位数分别为：8、12 C对于采用堆积方式的金属，实验测得 W g 该金属的体积为 V cm3，那么阿伏加德罗常数 NA的表达式为MVW43r3 D中空间利用率的表达式为：43r3442r3100%解析：AMg 属于六方

17、最密堆积，所以金属 Mg 采用堆积方式，故 A 错误；B，其配位数是 6，配位数为 12，故 B 错误；C中原子个数为 81812，晶胞质量 m2M，密度 WV2MNA4r23，故 C错误；D 面心立方堆积空间利用率为原子体积晶胞体积100%43r344r23100%，故D 正确。应选：D。第 8 页“神奇材料石墨烯 2021 年 10 月 5 日，2021 年度的诺贝尔物理学奖由英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆(Andre Geim)和康斯坦丁诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)获得。他们在石墨烯材料研究方面作出了突出奉献。石墨烯具有诸多超乎人类想象的优越特性，主要有以下两

18、点：(1)石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料：据测算假如用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜(厚度约 100 纳米)，那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂。可被广泛应用于各领域，比方超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料、23000 英里长的“太空电梯等。(2)石墨烯是世界上导电性最好的材料：电子在其中的运动速度到达了光速的 1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命。用石墨烯制造超微型晶体管，可以用来消费将来的超级计算机。用它制造的超级电池将取代如今的所有动力电池，包括如今的镍氢电池和锂电池。1以下关于金属元素特征

19、的表达正确的选项是(C)金属元素的原子只有复原性，离子只有氧化性 金属元素在化合物中显正价 通常情况下，复原性越强的金属，其对应的离子氧化性越弱 金属元素只有金属性，没有非金属性 价电子数越多，金属性越强 铵盐中一定不含有金属元素 原子晶体都是由非金属元素组成的，都不含有金属元素 A都正确 B除、外都正确 C只有、正确 D都不正确 解析：有些金属离子有复原性，如 Fe2，错；金属元素只有正化合价，金属原子越容易失去电子，其对应的离子(如 Fe 对应 Fe2)就越难得到电子，即氧化性越弱，、正确；位于硼砹分界限附近的元素既有金属性也有非金属性，错；Al 的价电子数比 Na多，但 Na 的金属性比

20、 Al 强，(NH4)2Cr2O7等铵盐中含有金属元素，AlN 等原子晶体中含有金属元素，、错。2金属具有延展性的原因是(B)A金属原子半径都较大，价电子较少 B金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用 C金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快 D自由电子受外力作用时能迅速传递能量 3金属晶体的形成是因为晶体中存在(C)金属原子 金属离子 自由电子 阴离子 A B C D 4以下表达不正确的选项是(D)A金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高 第 9 页 B晶体尽量采取严密堆积方式，以使其变得比拟稳定 C因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“严密堆积原理 D

21、金属铜和镁均以 ABAB方式堆积 解析：晶体一般尽量采取严密堆积方式，但金属键没有饱和性和方向性，原子晶体共价键有饱和性和方向性，所以不遵循严密堆积方式；Mg 以 ABAB方式堆积，但 Cu 以ABCABC方式堆积。5关于金属性质和原因的描绘不正确的选项是(A)A金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系 B 金属具有良好的导电性，是因为在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挪动便形成了电流，所以金属易导电 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，传递了能量 D金属晶体具有良好的延展性，

22、是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 解析：金属具有金属光泽是由于金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大局部再发射出来，因此金属一般显银白色光泽；金属导电性是由于在外加电场下，电子气中的电子定向挪动形成电流；导热性是由于自由电子受热后与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是由于原子层滑动，金属键未被破坏。6金属晶体中金属原子主要有三种常见的堆积方式：体心立方堆积、面心立方堆积和六方堆积，其构造单元分别如以下图甲、乙、丙所示：(1)甲、乙、丙三种构造单元中，金属原子个数之比为_123_。(2)如图为高温超导体领域里的一种化合物钙钛矿晶体构造。该构造是具有代表性的最小重复单

23、元。在该晶体中，每个钛原子周围与它最近且间隔 相等的钛原子共有_6_个，假设将之连接，那么呈_正八面体_形状。该晶体构造中，氧、钛、钙的原子个数之比为_311_。解析：(1)甲晶胞中所含金属原子数为 81812；乙晶胞中所含金属原子数为 8186124；丙晶胞中所含金属原子数为 121621236。(2)钛原子位于立方体的 8 个顶点上，与一个钛原子等间隔 的钛原子有 6 个，呈正八面体形状。该晶体构造中钙原子数为 1，钛原子数为 8181，氧原子数为 12143，故氧、钛、钙的原子个数之比为 311。基 础 巩 固 一、选择题 1 物质构造理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈互相

24、作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。据研究说明，一般地，金属原子半径越小，第 10 页 价电子数越多，那么金属键越强。由此判断以下说法正确的选项是(C)A镁的硬度大于铝 B镁的熔、沸点低于钙 C镁的硬度大于钾 D钙的熔、沸点低于钾 解析：Mg 的半径大于 Al 的半径，且价电子数小于 Al 的，所以金属键应为 MgAl，A项错；而 Mg 与 Ca 为同一主族，价电子数一样，半径 MgK，故金属键 CaK，D 项错。2关于晶体的以下说法正确的选项是(B)A晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子 B晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子 C有金属光泽的晶体一定是金属晶体 D根据晶体能

25、否导电能判断晶体是否属于金属晶体 解析：金属晶体较特殊。金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子，A 项错；晶体中只要有阴离子，根据电荷守恒，就一定有阳离子，B 项正确；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨。3以下有关金属的说法正确的选项是(D)A金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子 B金属导电的本质是金属阳离子在外电场作用下的定向挪动 C金属原子在化学变化中失去的电子数越多，其复原性越强 D体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为 12 解析：A、因金属的最外层电子受原子核的吸引小，那么金属原子中的最外层电子在晶体中为自由电子

26、，故 A 错误；B、金属导电的本质是金属阳离子和自由电子定向挪动而产生电流的结果，故 B 错误；C、金属原子在化学变化中失去电子越容易，其复原性越强，故 C 错误；D、体心立方晶胞中原子在顶点和体心，那么原子个数为 18182，面心立方晶胞中原子在顶点和面心，原子个数为 8186124，原子的个数之比为 2412，故 D 正确。4以下有关金属的说法正确的选项是(D)A常温下都是晶体 B最外层电子数小于 3 个的都是金属 C任何状态下都有延展性 D都能导电、传热 解析：Hg 常温下是液态，不是晶体，A 项错误。H、He 最外层电子数都少于 3 个，但它们不是金属，B 项错误。金属的延展性指的是能

27、抽成细丝、轧成薄片的性质，在液态时，第 11 页 由于金属具有流动性，不具备延展性，所以 C 项也是错误的。金属晶体中存在自由电子，可以导电、传热，因此 D 项是正确的。5以下说法正确的选项是(B)AS2电子排布式：1s22s22p63s23p4 B在金属晶体中，自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递，可以用此来解释金属的物理性质是导热性 C金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈互相作用，所以和共价键类似，也有饱和性和方向性 D 某物质的晶体中含 A、B、C 三种元素，其排列方式如下图，晶胞中 A、B、C 的原子个数比为 122 解析：A、S2电子排布式：1s22s22p63s

28、23p6，故 A 错误；B、金属自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故 B 正确；C、金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈互相作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性，故 C 错误；D、根据图片知，该小正方体中 A 原子个数8181，B 原子个数6123，C 原子个数1，所以晶体中 A、B、C 的原子个数比为 131，故 D 错误；应选 B。6以下有关化学键、氢键和范德华力的表达中，不正确的选项是(D)A金属键是金属离子与“电子气之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性 B共价键是原子之

29、间通过共用电子对形成的互相作用，共价键有方向性和饱和性 C范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大 D氢键不是化学键而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间 解析：氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，也可以存在于分子内，所以应选择 D 选项。7合金是金属与一些非金属或其他金属在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下表中提供的数据，判断可以形成合金的是(A)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 第 12 页 A铝与硅 B铝与硫

30、C钠与硫 D钠与硅 解析：能发生反响的物质不能形成合金，故 B、C 错；钠的沸点远低于硅的熔点，当硅熔化时，钠已经气化，故它们不能形成合金，D 错。8关于体心立方堆积晶体(如图)构造的表达中正确的选项是(C)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 解析：体心立方堆积晶体的晶胞为立方体，是非密置层的一种堆积方式，其中有 8 个顶点和 1 个体心，晶胞内含有原子个数为 81812。9在金属晶体中，假如金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力越大，金属的熔沸点越高。由此判断以下各组金属熔沸点上下顺序，其中正确的选项

31、是(C)AMgAlCa BAlNaLi CAlMgCa DMgBaAl 解析：电荷数 Al3Mg2Ca2Ba2LiNa，金属阳离子半径：r(Ba2)r(Ca2)r(Na)r(Mg2)r(Al3)r(Li)，那么 C 正确；B 中 LiNa，D 中 AlMgBa。二、非选择题 10判断以下晶体类型。(1)SiI4：熔点 120.5，沸点 287.4，易水解：_分子晶体_。(2)硼：熔点 2 300，沸点 2 550，硬度大：_原子晶体_。(3)硒：熔点 217，沸点 685，溶于氯仿：_分子晶体_。(4)锑：熔点 630.74，沸点 1 750，导电：_金属晶体_。解析：(1)SiI4熔点低，沸

32、点低，是分子晶体。(2)硼熔、沸点高，硬度大，是典型的原子晶体。(3)硒熔、沸点低，易溶于 CHCl3，属于分子晶体。(4)锑熔点较高，沸点较高，固态能导电，是金属晶体。11(1)如图甲所示为二维平面晶体示意图，化学式表示为 AX3的是_b_。(2)图乙为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题：该晶胞“实际拥有的铜原子数是_4_个；该晶胞称为_C_(填序号)；A六方晶胞 B体心立方晶胞 C面心立方晶胞 此晶胞立方体的边长为 a cm，Cu 的相对原子质量为 64，金属铜的密度为 g/cm3，那么阿伏加德罗常数为_256a3_(用 a、表示)。第 13 页(3)?X 射线金相学?中记载关于铜与金可形成

33、两种有序的金属互化物，其构造如以下图所示。以下有关说法正确的选项是_B_。A图、中物质的化学式一样 B图中物质的化学式为 CuAu3 C图中与每个铜原子紧邻的铜原子有 3 个 D设图中晶胞的边长为 a cm，那么图中合金的密度为261NAa3 gcm3 解析：(1)由题图甲中直接相邻的原子数可以求得 a、b 中两类原子数之比分别为 12、13，求出化学式分别为 AX2、AX3，故答案为 b。(2)用“切割分摊法：8186124；面心立方晶胞；4NA64a3，NA256a3。(3)题图中，铜原子数为 8182122，金原子数为 4122，故化学式为 CuAu。题图中，铜原子数为 8181，金原子

34、数为 6123，故化学式为 CuAu3。题图中，铜原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有 6 个。题图中，铜原子、金原子各为 2 个，晶胞的体积为 a3 cm3，密度 mV2NA(64197)a3522NAa3 gcm3。能 力 提 升 一、选择题 1以下生活中的问题，不能用电子气理论知识解释的是(A)A铁易生锈 B用金属铝制成导线 C用金箔做外包装 D用铁制品做炊具 解析：A、铁易生锈，是因为铁中含有碳，易发生电化学腐蚀，与金属键无关，故 A 选；B、用金属铝制成导线，是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和“自由电子，当给金属通电时，“自由电子定向挪动而导电，能用金属键理论知识解释，故

35、B 不选；C、用金箔做外包装，是因为有金属光泽，金属具有光泽是因为自由电子可以吸收可见光，能用金属键理论知识解释，故 C 不选；D、用铁制品做炊具，是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，能用金属键理论知识解释，故 D 不选；应选 A。2以下有关物质构造的表达正确的选项是(C)A有较强共价键存在的物质熔点一定很高 B由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 C含有共价键的物质不一定是共价化合物 D在离子化合物中不可能存在非极性共价键 3以下各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的选项是(A)O2、I2、Hg CO、KCl、SiO2 Na、K、Rb

36、 Na、Mg、Al 第 14 页 A B C D 4铜的晶胞构造如下图，那么在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别是(D)A14、6 B14、8 C4、8 D4、12 解析：(1)晶胞中所含原子的计算方法：晶胞顶点上的原子占18，棱上的原子占14，面上的原子占12，体心上的原子为 1，根据以上规律就可计算晶胞所含的原子数。(2)金属晶体中金属原子的配位数即为间隔 该原子最近的金属原子的数目。在 Cu 的晶胞中，顶角原子为 8个晶胞共用，面上的铜原子为两个晶胞共用，因此，金属铜的一个晶胞的原子数为 8186124。在 Cu 的晶胞中，与每个顶点的 Cu 原子间隔 相等的铜原子共有 12 个，因此其

37、配位数为 12。5以下图为金属镉的堆积方式，以下说法正确的选项是(D)A此堆积方式属于非最密堆积 B此晶胞类型为面心立方堆积 C配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为 8 D镉的堆积方式与铜的堆积方式不同 解析：据图可看出，镉的堆积方式为“ABAB形式，为 A3型堆积，即六方最密堆积，而铜的堆积方式为面心立方最密堆积，故 A、B 两项错误，D 项正确；六方最密堆积的配位数为 12，中间一层为 6 个，上下两层各有 3 个，C 项错误。6(2021宁夏石嘴山月考)有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如下图，以下有关说法正确的选项是(B)A为简单立方堆积，为镁型，为钾型，为铜型 B每个晶胞

38、含有的原子数分别为：1 个，2 个，2 个，4 个 C晶胞中原子的配位数分别为：6，8，8，12 D空间利用率的大小关系为：解析：A、为体心立方堆积，属于钾、钠和铁型；是六方最密堆积，属于镁、锌、钛型，A 错误。B、利用均摊法计算原子个数，中原子个数为 81/81 个，中原子个数为 81/812 个，中原子个数为 81/812 个，中原子个数为 81/861/24 个，B 正确。C、为六方最密堆积，此构造为六方锥晶包的 1/3，配位数为 12，C 错误。D、的空间利用率最高，都是 74%，中简单立方堆积空间利用率最小为 52%，中体心立方堆积空间利用率为 68%，所以空间利用率大小顺序为，D

39、错误，正确答案为 B。7金属钠晶体为体心立方晶胞，实验测得钠的密度为(gcm3)。钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为 NA(mol1)，假定金属钠原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三第 15 页 个球相切。那么钠原子的半径 r(cm)为(C)A32aNA B 332aNA C3432aNA D1232aNA 解析：该晶胞中实际含钠原子 2 个，晶胞边长为4r3，那么 2aNA4r33，进一步化简后可得答案。二、非选择题 8金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如下图，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。金原子的直径为

40、d，用 NA表示阿伏加德罗常数，M 表示金的摩尔质量。请答复以下问题：(1)金晶体每个晶胞中含有_4_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_金属原子间相接触，即相切_。(3)一个晶胞的体积是_2 2d3_。(4)金晶体的密度是_2Md3NA_。解析：利用均摊法解题，8 个顶点上每个金原子有18属于该晶胞，6 个面上每个金原子有12属于该晶胞，故每个晶胞中金原子个数8186124。假设金原子间相接触，那么有正方形的对角线为 2d。正方形边长为 2d。所以 V晶(2d)32 2d3，VmV晶4NA22d3NA，所以 MVm2Md3NA。9信息一：铬同镍、钴、铁等

41、金属可以构成高温合金、电热合金、精细合金等，用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。信息二：氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物，常温下该化合物是暗红色液体，熔点为96.5，沸点为 117，能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。(1)写 出 Fe(26 号 元 素)原 子 的 基 态 电 子 排 布 式：_1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)_。(2)CH3COCH3分子中含有_1_个 键，含有_9_个 键。(3)固态氯化铬酰属于_分子_晶体，丙酮中碳原子的杂化方式为_甲基碳原子为 sp3杂化、羰基碳原子为 sp2杂化_，二硫化碳属于_非

42、极性_(填“极性或“非极性)分子。第 16 页(4)KCr(C2O4)2(H2O)2也是铬的一种化合物，该化合物属于离子化合物，其中除含离子键、共价键外，还含有_配位_键。(5)金属铬的晶胞如下图，一个晶胞中含有_2_个铬原子。解析：(1)Fe(26 号元素)原子的基态电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2；(2)单键为 键，双键含有 1 个 键、1 个 键，CH3COCH3分子中含有 1 个 键，含有9 个 键，故答案为：1；9；(3)固态氯化铬酰熔沸点低，易溶于有机溶剂，应属于分子晶体，丙酮中羰基中碳原子形成 3 个 键，甲基中碳原子形成 4 个 键，均没有孤对电子，杂化轨道数目分别为 3、4，甲基碳原子为 sp3杂化，羰基碳原子为 sp2 杂化，二硫化碳与二氧化碳构造相似，为直线型对称构造，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，故答案为：分子；sp3、sp2；非极性；(4)配离子中 Cr3有空轨道，C2O24、H2O 含有孤对电子，Cr3与 C2O24、H2O 之间形成配位键，故答案为：配位；(5)晶胞中 Cr 原子处于体心与顶点，晶胞中 Cr 原子数目18182，故答案为：2。