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第三节 金属晶体,一、金属键与金属晶体 1.金属键：,金属阳离子,自由电子,价电子,电子气,2.金属晶体： (1)概念：原子间以_结合形成的晶体。 (2)物理性质：具有优良的导电性、导热性、延展性。,金属键,二、金属晶体的原子堆积模型 1.二维空间模型：,4,6,2.三维空间模型：,6,8,74%,12,74%,12,三、混合晶体石墨晶体,1.辨析下列说法的正误： (1)晶体中有阳离子一定有阴离子。 ( ) 分析：晶体中有阳离子不一定有阴离子，比如金属晶体中有阳离子却没有阴离子。,(2)金属在拉成丝或者压成薄片的过程中，金属键遭到了破 坏。 ( ) 分析：金属晶体在受外力作用下拉成细丝或者压成薄片时， 各层之间发生相对滑动，但金属键并没有被破坏。,(3)固态时能导电是判断金属晶体的标志。 ( ) 分析：固态时能导电的不一定是金属，如石墨能导电，却不是金属晶体。 (4)金属晶体绝大多数采用密堆积方式。 ( ) 分析：由于金属键没有饱和性和方向性，金属原子能从各个方向相互靠近，紧密堆积成晶体，密堆积能充分利用空间，使晶体能量降低。,2.金属的下列性质中与金属晶体无关的是 ( ) A.良好的导电性 B.反应中易失电子 C.良好的延展性 D.良好的导热性 【解析】选B。选项A、C、D都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体所决定的；选项B，金属易失电子是由原子的结构决定的，所以和金属晶体无关。,3.下列有关金属元素特征的叙述正确的是 ( ) A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B.金属元素在一般化合物中只显正价 C.金属元素在不同的化合物中的化合价均不同 D.金属元素的单质在常温下均为金属晶体,【解析】选B。A项，对于具有变价的金属，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2+。B项，金属原子只具有还原性，故在化合物中只显正价。C项，金属元素有的有变价，有的无变价。D项，金属汞常温下为液体。,4.金属晶体的形成原因是晶体中存在 ( ) 金属原子 金属阳离子 自由电子 阴离子 A.只有 B.只有 C. D. 【解析】选C。金属晶体是金属阳离子和自由电子通过金属键形成的。,5.金属晶体堆积密度大，原子配位数高，能充分利用空间的原因是 ( ) A.金属原子的价电子数较少 B.金属晶体存在自由移动的电子 C.金属原子的原子半径较大 D.金属键不具有方向性和饱和性 【解析】选D。金属晶体中微粒之间的作用力是金属键，金属键不具有方向性和饱和性，所以金属原子以最紧密的方式堆积，故原子的配位数高。,一、金属键对金属物理性质的影响,【微思考】 (1)纯铝的硬度不大，形成硬铝合金后，硬度就很大，可以用来制造飞机。金属形成合金以后为什么有的物理性质会发生很大变化？ 提示：这是因为金属晶体中掺入不同的金属或非金属原子时，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的砂土或碎石一样，这样就可以影响金属的延展性甚至硬度等。,(2)为什么金属晶体的物理性质与原子晶体、分子晶体的物理性质有非常明显的区别？ 提示：因为金属晶体、原子晶体和分子晶体的物理性质分别由金属键、共价键和分子间作用力的强弱决定，而金属键、共价键和分子间作用力的强弱不同。,【典题训练】(2014长沙高二检测)下列关于金属性质和原因的描述不正确的是 ( ) 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用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移动便形成了电流，所以金属易导电,C.金属具有良好的导热性，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原子发生碰撞，传递了能量 D.金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以相对滑动而不破坏金属键,【解题指南】解答本题时要注意以下两点： (1)金属键影响物质的光泽、导电性、导热性、延展性等物理性质。 (2)用“电子气”理论可以对金属的物理性质进行解释。 【解析】选A。金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光再反射出来，因此金属一般显银白色。金属导电性正是由于金属原子之间共用了价电子，才使得金属晶体中有了自由移动的电子，也才能在外电场的作用下使电子发生定向移动形成电流。B、C和D均正确。,【变式训练】下列说法正确的是 ( ) A.金属的通性表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型 B.金属原子之间的相互作用即为金属键 C.电子很小，不可能是形成化学键的微粒 D.金属键的强弱与金属阳离子的半径无关,【解析】选A。金属具有特殊的金属光泽、导电性、导热性及延展性等通性，多数金属具有较高的密度、硬度、熔点和沸点。这些共同性质表明金属具有类似的内部结构和相同的化学键类型。金属阳离子与自由电子之间存在着较强的相互作用，这种相互作用称为金属键。金属晶体中金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属阳离子与自由电子间的作用力越强，故只有A正确。,【加固训练】(双选)(2014镇江高二检测)下列叙述正确的是 ( ) A.同周期金属的原子半径越大熔点越高 B.同周期金属的原子半径越小熔点越高 C.同主族金属的原子半径越大熔点越高 D.同主族金属的原子半径越小熔点越高 【解析】选B、D。原子半径越小，单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，金属的熔点越高。,二、金属晶体的熔沸点 1.影响因素：金属键越强，熔沸点越高。 2.金属晶体熔沸点高低的递变规律： (1)同一周期，从左到右熔沸点依次升高。 (2)同主族，从上到下(如碱金属)熔沸点依次降低。 (3)合金的熔沸点比其成分金属的熔沸点都低。,【微思考】 (1)原子晶体的熔点一定大于金属晶体吗？ 提示：不一定，金属晶体的熔点差别较大，有些金属晶体的熔点很高，比如金属钨的熔点甚至高于一般的原子晶体。,(2)某晶体具有金属光泽，熔点较高，能否由此判断该晶体属于金属晶体？ 提示：不能。金属晶体的熔点相差较大，有的很高，如钨，有的很低，如汞；金属晶体有金属光泽，但有金属光泽、熔点较高的晶体不一定是金属晶体，有的非金属晶体也具有此性质，如晶体硅。,【典题训练】(2014枣庄高二检测)要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键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.金属镁的硬度大于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的 C.金属镁的熔点大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙,【解题指南】解答本题时要注意以下两点： (1)金属键的成键微粒是金属阳离子和自由电子； (2)金属键的强弱决定了金属熔沸点高低。,【解析】选C。镁离子比铝离子的半径大且所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径是逐渐增大的，所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；因镁离子的半径小且所带电荷多，使金属镁比金属钠的金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；因镁离子的半径小而所带电荷相同，使金属镁比金属钙的金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。,【方法规律】金属键对金属物理性质的影响 (1)金属键越强，金属熔沸点越高。 (2)金属键越强，金属硬度越大。 (3)金属键越强，金属越难失电子，金属性越弱，如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，金属性Na比K弱。,【加固训练】(2014南京高二检测)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.六方最密堆积和面心立方最密堆积的原子堆积方式空间利用率最高 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.金属晶体都有很高的熔点和很大的硬度,【解析】选B。金属晶体中的自由电子是金属原子的价电子，A项错；六方最密堆积和面心立方最密堆积空间利用率最高，B项正确；金属元素的还原性取决于金属原子失去电子的难易程度，与失电子的多少无关，C项错；金属晶体的熔点和硬度差别较大，如碱金属元素的晶体一般熔点都很低，硬度很小，D项错。,
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