1 第3讲 晶体结构与性质
一、单项选择题
1.二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华),沸点是249 ℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法不正确的是( )
A.二茂铁属于分子晶体
B.在二茂铁结构中,C5与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C.已知:环戊二烯的结构式为,则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D.C5中一定含π键
答案 B 碳原子提供孤电子对,铁原子提供空轨道,两者形成配位键,B项错误。
2.下列有关晶体的叙述中,不正确．．．的是( )
A.氯化钠和氯化铯晶体中,阳离子的配位数均为6
B.金刚石为空间网状结构
C.金属钠晶体采用体心立方堆积,每个晶胞含2个原子,配位数为8
D.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
答案 A NaCl和CsCl晶体中,阳离子的配位数分别为6和8,A项错误;金刚石为空间网状结构,B项正确;金属钠的晶体采用体心立方堆积,每个晶胞含(1+8×)个原子,配位数为8,C项正确;干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子,D项正确。
二、非选择题
3.(2018淮阴中学高三上检测)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
2 (1)Ti基态原子的核外电子排布式为
。
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。第一电离能:N (填“>”或“<”)O。
(3)月球上的岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。S的空间构型为 形,其中硫原子采取 杂化,写出S的一种等电子体的化学式: 。
(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti原子位于立方体的顶点)。该晶体中,钛原子和周围
1 限时规范训练 [单独成册]限时50分钟
A组(20分钟)
1．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与氢键或化学键的强弱无关的变化规律是( )
A．H2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱
B．熔点：Al＞Mg＞Na＞K
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D．CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点逐渐升高
解析：选D。D项中四种物质熔、沸点逐渐升高，是由于随着相对分子质量增大范德华力依次增大。
2．已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为(
)
A．14、6 B．14、8
C．4、8 D．4、12
解析：选D。(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距离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8×18＋6×12＝4。在Cu的晶胞中，与每个顶点的Cu原子距离相等的铜原子共有12个，因此其配位数为12。
3．最近发现一种由M、N两种原子构成的气态团簇分子，如图所示。实心球●表示N原子，空心球○表示M原子，则它的化学式为(
)
A．M4N4 B．MN
C．M14N13 D．M4N5
解析：选C。关键点是该物质为气态团簇分子，故属于分子晶体。与离子晶体、原子晶 2 体不同，它不存在共用与均摊问题，因此该物质的化学式就是其分子式，由14个M原子和13个N原子组成，故应选C。
4．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体
第二课时
【教学目标 】
1．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式
2．训练学生的动手能力和空间想象能力。
3． 培养学生的合作意识
【教学重点难点】
金属晶体内原子的空间排列方式
【教学方法建议】
活动探究
【教学过程设计】
【引入】分子晶体中，分子间的范德华力使分子有序排列；原子晶体中，原子之间的共价键使原子有序排列；金属晶体中，金属键使金属原子有序排列。今天，我们一起讨论有关金属原子的空间排列问题。
【分组活动1】
利用20个大小相同的玻璃小球，有序地排列在水平桌面上（二维平面上），要求小球之间紧密接触。可能有几种排列方式。讨论每一种方式的配位数。（配位数：同一层内与一个原子紧密接触的原子数）
【学生活动1】
学生分四组活动，各由一人汇报结果。利用多媒体展示，学生排列结果主要介绍以下两种方式。（配位数：同一层内与一个原子紧密接触的原子数）
非密置层，配位数4 密置层，配位数6
我们继续讨论，原子在三维空间的排列。首先讨论非密置层这种情况。
【学生活动2】
非密置层排列的金属原子，在空间内可能的排列。汇总各类情况逐一讨论。
（一）简单立方体堆积
这种堆积方式形成的晶胞是一个立方体，每个晶胞含1个原子，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属钋采取这种堆积方式。
（二）钾型
如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如下图：
这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。
营口开发区第一高级中学2013-2014学年度高二化学下学期导学案 课题： 选修3 第三章《晶体结构与性质》 使用时间： 2014.4.24 编码：9
高山不爬不能到顶，竞走不跑不能取胜，永恒的幸福不争取不能获得。 第三节 金属晶体
一、金属键
1、金属键定义：
和 之间的强烈的相互作用。
2、成键微粒： 和 。
3、成键本质：
4、金属键特征：
二．“电子气理论”及其解释金属的物理通性
金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(1) 对导电性的解释
金属晶体中的自由电子在外电场作用下__________形成电流。
(2) 对导热性的解释
自由电子在运动时会与金属离子碰撞，引起能量交换，能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。热导率随温度升高而降低。
(3) 对金属延展性的解释
当金属受到外力作用时，晶体中的各离子层就会发生___________，但金属离子与自由电子仍保持相互作用，金属形变但不会断键。而且弥漫在金属原子之间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，从而使金属具有良好的延展性。
(4)颜色、光泽：可见光照射到金属表面上时，自由电子能够吸收所有频率的光，并很快放出这些光。金属粉末晶面取向杂乱，吸光后辐射不出去，所以暗灰色、黑色。
(5)硬度和熔沸点：金属晶体多数熔点高，差异很大。高的如W、Pt，低的如Hg、Cs
这与金属键的强弱有关。金属键越强，硬度就越 ，熔沸点就越 。
一般规律：原子半径越小、金属键就越 ；即阳离子的的电荷）越 ，金属键就越 。
