專題 3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第一單元金屬鍵金屬晶體1.下列敘述中，可以肯定是一種主族金屬元素的是（）A 原子最外層有3 個(gè)電子的一種金屬B 熔點(diǎn)低于100 的一種金屬C次外電子層上有8 個(gè)電子的一種金屬D 除最外層，原子的其他電子層電子數(shù)目均達(dá)飽和的一種金屬2.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中主要存在()A 金屬離子之間的相互作用C金屬離子與自由電子間的相互作用3. 金屬的下列性質(zhì)中與金屬晶體結(jié)構(gòu)無關(guān)的是B金屬原子之間的作用D金屬原子與自由電子間的相互作用（）A 導(dǎo)電性B 化學(xué)反應(yīng)中易失去電子C延展性D 硬度4.在金屬晶體中，自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳遞，性質(zhì)是（）可以用此來解釋的金屬的物理A 延展性B導(dǎo)電性C導(dǎo)熱性D硬度5.金屬的下列性質(zhì)中，不能用金屬晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是（）A 易導(dǎo)電B 易導(dǎo)熱C有延展性D易銹蝕6 金屬鈉晶體為體心立方晶格（如圖），實(shí)驗(yàn)測(cè)得鈉的密度為（ g·cm -3）。已知鈉的相對(duì)原子質(zhì)量為a，阿伏加德羅常數(shù)為NA（ mol -1），假定金屬鈉原子為等徑的剛性球且處于體對(duì)角線上的三個(gè)球相切。則鈉原子的半徑r（ cm）為（）2aB 32aA 33N AN AC3 32aD 132a鈉晶體的晶胞4N A2N A7. 試比較下列金屬熔點(diǎn)的高低，并解釋之。（ 1） Na、 Mg 、 Al（ 2） Li 、 Na、 K 、 Rb、 Cs8金屬鎢晶體為體心立方晶格，如圖所示，實(shí)驗(yàn)測(cè)得鎢的密度為19.30 g cm· -3，原子的相對(duì)質(zhì)量為183，假定金屬鎢原子為等徑的剛性球。（ 1）試計(jì)算晶胞的邊長；（ 2）試計(jì)算鎢原子的半徑。9用 X 射線研究某金屬晶體，測(cè)得在邊長為胞中含有 4 個(gè)金屬原子， 此時(shí)金屬的密度為答：（ 1）此金屬晶格屬于哪一種晶格類型？（ 2）每個(gè)晶胞的質(zhì)量是多少克？（ 3）求此金屬的相對(duì)原子質(zhì)量。（ 4）求此原子的原子半徑（pm）。360pm 的立方晶9.0g/cm 3。試回10金晶體的最小重復(fù)單元（也稱晶胞）是面心立方體，即在立方體的 8 個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)金原子，各個(gè)面的中心有一個(gè)金原子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共用（如圖） 。金原子的直徑為 d cm，用 NA 表示阿伏加德羅常數(shù)， M 表示金的摩爾質(zhì)量。（ 1）金晶體每個(gè)晶胞中含有 _個(gè)金原子。（ 2）欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積， 除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定 _ 。（ 3）一個(gè)晶胞的體積是多少？（ 4）金晶體的密度是多少？參考答案及詳解1 AC 說明 主族金屬元素和過渡金屬元素都具有金屬元素的性質(zhì)，過渡金屬元素的特點(diǎn)是原子最外層電子數(shù)為12，因此， A 正確。過渡金屬原子的次外層電子數(shù)目可能達(dá)到飽和，如Cu、 Zn；也可能不飽和，如Fe、 Ni, 因此， D 選項(xiàng)不正確。金屬的熔點(diǎn)一般比較高，但高低差別比較大。最難熔的是鎢，最易熔的是汞、銫和鎵。汞在常溫下是液體（也就是水銀溫度計(jì)玻璃球中的銀白色液體）。銫和鎵在手上受熱就能熔化，B選項(xiàng)不正確。次外電子層上有8 個(gè)電子的金屬元素處于元素周期表的第三周期，而第三周期的元素均為主族元素，因此，C 選項(xiàng)正確。2C說明在金屬晶體內(nèi)部，金屬原子的部分或全部外圍電子可以從原子上“脫落 ”下來，形成自由流動(dòng)的電子。金屬原子失去部分或全部的外圍電子形成的金屬離子與自由電子之間存在強(qiáng)烈的相互作用。因此，C 選項(xiàng)正確。3 B 說明 金屬晶體內(nèi)部存在自由電子，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，使金屬表現(xiàn)出導(dǎo)電性。金屬離子與自由電子之間的作用沒有方向性，當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬原子之間發(fā)生相對(duì)的滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用， 這使金屬表現(xiàn)出良好的延展性。同樣， 金屬的硬度也與金屬晶體的結(jié)構(gòu)相關(guān)，如錳鋼的高強(qiáng)度就是晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。而化學(xué)反應(yīng)中金屬容易失去電子的性質(zhì)主要是金屬原子的原子結(jié)構(gòu)決定的，金屬原子一般容易失去電子形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此， B 選項(xiàng)不正確。4 C 說明 金屬具有延展性主要是因?yàn)榻饘僭谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)，原子之間可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。金屬具有導(dǎo)電性主要是因?yàn)榻饘倬w內(nèi)部存自由電子，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)。金屬的硬度主要由其結(jié)構(gòu)決定。金屬的導(dǎo)熱性主要是由于金屬晶體內(nèi)部，自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳遞。因此，選C。5 D 說明 金屬易導(dǎo)電主要是因?yàn)榻饘倬w內(nèi)部存自由電子，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)。金屬具有延展性主要是因?yàn)榻饘僭谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)，原子之間可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，各層金屬原子之間仍然保持金屬鍵的作用。金屬的硬度主要由其結(jié)構(gòu)決定。金屬易導(dǎo)熱主要是由于金屬晶體內(nèi)部的自由電子與金屬離子的碰撞中有能量傳遞。而金屬的易銹蝕性主要是因?yàn)榻饘僭尤菀资ネ鈱与娮有纬筛€(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此，金屬晶體的結(jié)構(gòu)不能夠金屬的易銹蝕性，選D。6 C 說明 根據(jù)題給信息，一個(gè)鈉晶體的的晶胞中有2 個(gè)鈉原子（金屬鈉晶體為體心立方晶格，鈉原子個(gè)數(shù)=0.125 ×8+1=2 ）。若鈉原子的半徑為r（ cm），則晶胞的體對(duì)角線為2a4r)33,根據(jù)密度 =質(zhì)量N A，轉(zhuǎn)換得4 r （ cm），那么晶胞的體積為 (cm得 =4r3體積)3(332a3，選 C。4N A7（ 1） Na Mg Al ；（ 2）Li Na K Rb Cs 說明 金屬熔化所要克服的作用力就是金屬鍵，而金屬鍵就是金屬離子與自由電子之間的強(qiáng)烈的作用。金屬離子的電荷越高金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就越高。因此，Na 、 Mg 、Al 的熔點(diǎn)依次增大。對(duì)于電荷相同的金屬離子，其半徑越大，與自由電子的作用力越小，熔點(diǎn)越低。因此，Li 、Na、 K 、 Rb、 Cs 的熔點(diǎn)依次降低。8 說明 根據(jù)題給信息，一個(gè)鎢晶體的晶胞中有2 個(gè)鎢原子，則一個(gè)晶胞的質(zhì)量為2M2183g，設(shè)晶胞的邊長為a,則晶胞的體積 V 為 a3，根據(jù) 密度質(zhì)量，得N A6.021023體積218319.30=6.021023， 解 得-8cm, 設(shè) 鎢 原 子 的 半 徑 為 r ， 則 r=3a3a=3.16 ×10a , 解 得4r=1.37×10-8 cm9（ 1）面心立方晶格類型； （2） 4.2 ×10-22g；（ 3） 63.21；（ 4） 127.28pm 說明 （ 1）根據(jù)題意，此金屬晶格屬于面心立方晶格類型。（如左圖所示，一個(gè)晶胞所含有的金屬原子個(gè)數(shù)=0.125 ×8+0.5 ×6=4 。）（ 2）根據(jù)晶胞的邊長為360pm，可得晶胞的體積為（ 3.6 ×10-8）3cm3。根據(jù)質(zhì)量 =密度 ×體積，可得晶胞的質(zhì)量=9.0g/cm 3×（3.6 ×10-8 ）3 cm3=4.2 ×10-22g。（ 3）金屬的相對(duì)原子質(zhì)量=NA ×原子的質(zhì)量 =4.2 ×10-22×6.02 ×1023÷4=63.21。（ 4）在面心立方晶格中，晶胞的邊長 =4r=2360 pm =127.28pm 。，因此，原子的原子半徑2433；（ 4）2M310（ 1） 4；（ 2）每個(gè)原子緊密堆積； （3） 2 2dcmN A d3g cm 說明 （ 1）根據(jù)題意，在面心立方體晶胞中金原子的個(gè)數(shù)=0.125 ×8+0.5 ×6=4 。（ 2）欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是鋼性小球外，還應(yīng)假定每個(gè)原子緊密堆積，這樣才能認(rèn)為晶胞的面對(duì)角線等于 4 個(gè)金原子的半徑，如右圖，（ 3）由 (2)可知晶胞的邊長等于4r2 2r cm，則晶胞的體積為 （ 233322r cm）= 22d cm4 M（ 4）根據(jù)密度 = 質(zhì)量 ，得金晶體的密度= 晶胞質(zhì)量N A2Mg cm3 。體積晶胞體積2 2d 3N A d 3