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第三節(jié) 金屬晶體,一、金屬鍵與金屬晶體 1.金屬鍵：,金屬陽離子,自由電子,價(jià)電子,電子氣,2.金屬晶體： (1)概念：原子間以_______結(jié)合形成的晶體。 (2)物理性質(zhì)：具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。,金屬鍵,二、金屬晶體的原子堆積模型 1.二維空間模型：,4,6,2.三維空間模型：,6,8,74%,12,74%,12,三、混合晶體—石墨晶體,1.辨析下列說法的正誤： (1)晶體中有陽離子一定有陰離子。 ( ) 分析：晶體中有陽離子不一定有陰離子，比如金屬晶體中有陽離子卻沒有陰離子。,×,(2)金屬在拉成絲或者壓成薄片的過程中，金屬鍵遭到了破 壞。 ( ) 分析：金屬晶體在受外力作用下拉成細(xì)絲或者壓成薄片時(shí)， 各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但金屬鍵并沒有被破壞。,×,(3)固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電是判斷金屬晶體的標(biāo)志。 ( ) 分析：固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電的不一定是金屬，如石墨能導(dǎo)電，卻不是金屬晶體。 (4)金屬晶體絕大多數(shù)采用密堆積方式。 ( ) 分析：由于金屬鍵沒有飽和性和方向性，金屬原子能從各個(gè)方向相互靠近，緊密堆積成晶體，密堆積能充分利用空間，使晶體能量降低。,×,√,2.金屬的下列性質(zhì)中與金屬晶體無關(guān)的是 ( ) A.良好的導(dǎo)電性 B.反應(yīng)中易失電子 C.良好的延展性 D.良好的導(dǎo)熱性 【解析】選B。選項(xiàng)A、C、D都是金屬共有的物理性質(zhì)，這些性質(zhì)都是由金屬晶體所決定的；選項(xiàng)B，金屬易失電子是由原子的結(jié)構(gòu)決定的，所以和金屬晶體無關(guān)。,3.下列有關(guān)金屬元素特征的敘述正確的是 ( ) A.金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性 B.金屬元素在一般化合物中只顯正價(jià) C.金屬元素在不同的化合物中的化合價(jià)均不同 D.金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為金屬晶體,【解析】選B。A項(xiàng)，對(duì)于具有變價(jià)的金屬，較低價(jià)態(tài)的金屬離子既有氧化性，又有還原性，如Fe2+。B項(xiàng)，金屬原子只具有還原性，故在化合物中只顯正價(jià)。C項(xiàng)，金屬元素有的有變價(jià)，有的無變價(jià)。D項(xiàng)，金屬汞常溫下為液體。,4.金屬晶體的形成原因是晶體中存在 ( ) ①金屬原子 ②金屬陽離子 ③自由電子 ④陰離子 A.只有① B.只有③ C.②③ D.②④ 【解析】選C。金屬晶體是金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的。,5.金屬晶體堆積密度大，原子配位數(shù)高，能充分利用空間的原因是 ( ) A.金屬原子的價(jià)電子數(shù)較少 B.金屬晶體存在自由移動(dòng)的電子 C.金屬原子的原子半徑較大 D.金屬鍵不具有方向性和飽和性 【解析】選D。金屬晶體中微粒之間的作用力是金屬鍵，金屬鍵不具有方向性和飽和性，所以金屬原子以最緊密的方式堆積，故原子的配位數(shù)高。,一、金屬鍵對(duì)金屬物理性質(zhì)的影響,【微思考】 (1)純鋁的硬度不大，形成硬鋁合金后，硬度就很大，可以用來制造飛機(jī)。金屬形成合金以后為什么有的物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大變化？ 提示：這是因?yàn)榻饘倬w中摻入不同的金屬或非金屬原子時(shí)，就像在滾珠之間摻入了細(xì)小而堅(jiān)硬的砂土或碎石一樣，這樣就可以影響金屬的延展性甚至硬度等。,(2)為什么金屬晶體的物理性質(zhì)與原子晶體、分子晶體的物理性質(zhì)有非常明顯的區(qū)別？ 提示：因?yàn)榻饘倬w、原子晶體和分子晶體的物理性質(zhì)分別由金屬鍵、共價(jià)鍵和分子間作用力的強(qiáng)弱決定，而金屬鍵、共價(jià)鍵和分子間作用力的強(qiáng)弱不同。,【典題訓(xùn)練】(2014·長(zhǎng)沙高二檢測(cè))下列關(guān)于金屬性質(zhì)和原因的描述不正確的是 ( ) A.金屬一般具有銀白色光澤，是物理性質(zhì)，與金屬鍵沒有關(guān)系 B.金屬具有良好的導(dǎo)電性，是因?yàn)樵诮饘倬w中共用了金屬原子的價(jià)電子，形成了“電子氣”，在外電場(chǎng)的作用下自由電子定向移動(dòng)便形成了電流，所以金屬易導(dǎo)電,C.金屬具有良好的導(dǎo)熱性，是因?yàn)樽杂呻娮釉谑軣岷?，加快了運(yùn)動(dòng)速率，自由電子通過與金屬原子發(fā)生碰撞，傳遞了能量 D.金屬晶體具有良好的延展性，是因?yàn)榻饘倬w中的原子層可以相對(duì)滑動(dòng)而不破壞金屬鍵,【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)： (1)金屬鍵影響物質(zhì)的光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等物理性質(zhì)。 (2)用“電子氣”理論可以對(duì)金屬的物理性質(zhì)進(jìn)行解釋。 【解析】選A。金屬具有金屬光澤是金屬中的自由電子吸收了可見光，又把各種波長(zhǎng)的光再反射出來，因此金屬一般顯銀白色。金屬導(dǎo)電性正是由于金屬原子之間共用了價(jià)電子，才使得金屬晶體中有了自由移動(dòng)的電子，也才能在外電場(chǎng)的作用下使電子發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。B、C和D均正確。,【變式訓(xùn)練】下列說法正確的是 ( ) A.金屬的通性表明金屬具有類似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相同的化學(xué)鍵類型 B.金屬原子之間的相互作用即為金屬鍵 C.電子很小，不可能是形成化學(xué)鍵的微粒 D.金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬陽離子的半徑無關(guān),【解析】選A。金屬具有特殊的金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及延展性等通性，多數(shù)金屬具有較高的密度、硬度、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。這些共同性質(zhì)表明金屬具有類似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相同的化學(xué)鍵類型。金屬陽離子與自由電子之間存在著較強(qiáng)的相互作用，這種相互作用稱為金屬鍵。金屬晶體中金屬陽離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其金屬陽離子與自由電子間的作用力越強(qiáng)，故只有A正確。,【加固訓(xùn)練】(雙選)(2014·鎮(zhèn)江高二檢測(cè))下列敘述正確的是 ( ) A.同周期金屬的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 B.同周期金屬的原子半徑越小熔點(diǎn)越高 C.同主族金屬的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 D.同主族金屬的原子半徑越小熔點(diǎn)越高 【解析】選B、D。原子半徑越小，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔點(diǎn)越高。,二、金屬晶體的熔沸點(diǎn) 1.影響因素：金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。 2.金屬晶體熔沸點(diǎn)高低的遞變規(guī)律： (1)同一周期，從左到右熔沸點(diǎn)依次升高。 (2)同主族，從上到下(如堿金屬)熔沸點(diǎn)依次降低。 (3)合金的熔沸點(diǎn)比其成分金屬的熔沸點(diǎn)都低。,【微思考】 (1)原子晶體的熔點(diǎn)一定大于金屬晶體嗎？ 提示：不一定，金屬晶體的熔點(diǎn)差別較大，有些金屬晶體的熔點(diǎn)很高，比如金屬鎢的熔點(diǎn)甚至高于一般的原子晶體。,(2)某晶體具有金屬光澤，熔點(diǎn)較高，能否由此判斷該晶體屬于金屬晶體？ 提示：不能。金屬晶體的熔點(diǎn)相差較大，有的很高，如鎢，有的很低，如汞；金屬晶體有金屬光澤，但有金屬光澤、熔點(diǎn)較高的晶體不一定是金屬晶體，有的非金屬晶體也具有此性質(zhì)，如晶體硅。,【典題訓(xùn)練】(2014·棗莊高二檢測(cè))要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點(diǎn)高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強(qiáng)弱，而金屬鍵與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小有關(guān)。由此判斷下列說法正確的是 ( ) A.金屬鎂的硬度大于金屬鋁 B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)從Li到Cs是逐漸增大的 C.金屬鎂的熔點(diǎn)大于金屬鈉 D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣,【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)： (1)金屬鍵的成鍵微粒是金屬陽離子和自由電子； (2)金屬鍵的強(qiáng)弱決定了金屬熔沸點(diǎn)高低。,【解析】選C。鎂離子比鋁離子的半徑大且所帶的電荷少，所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱，熔、沸點(diǎn)和硬度都小；從Li到Cs，離子的半徑是逐漸增大的，所帶電荷相同，金屬鍵逐漸減弱，熔、沸點(diǎn)和硬度都逐漸減?。灰蜴V離子的半徑小且所帶電荷多，使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強(qiáng)，所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點(diǎn)和硬度都大；因鎂離子的半徑小而所帶電荷相同，使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強(qiáng)，所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點(diǎn)和硬度都大。,【方法規(guī)律】金屬鍵對(duì)金屬物理性質(zhì)的影響 (1)金屬鍵越強(qiáng)，金屬熔沸點(diǎn)越高。 (2)金屬鍵越強(qiáng)，金屬硬度越大。 (3)金屬鍵越強(qiáng)，金屬越難失電子，金屬性越弱，如Na的金屬鍵強(qiáng)于K，則Na比K難失電子，金屬性Na比K弱。,【加固訓(xùn)練】(2014·南京高二檢測(cè))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.六方最密堆積和面心立方最密堆積的原子堆積方式空間利用率最高 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(qiáng) D.金屬晶體都有很高的熔點(diǎn)和很大的硬度,【解析】選B。金屬晶體中的自由電子是金屬原子的價(jià)電子，A項(xiàng)錯(cuò)；六方最密堆積和面心立方最密堆積空間利用率最高，B項(xiàng)正確；金屬元素的還原性取決于金屬原子失去電子的難易程度，與失電子的多少無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)；金屬晶體的熔點(diǎn)和硬度差別較大，如堿金屬元素的晶體一般熔點(diǎn)都很低，硬度很小，D項(xiàng)錯(cuò)。,