文档内容
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第1课时 金属晶体 离子晶体
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·河北邢台·高二阶段练习）下列关于金属及金属键的说法正确的是
A．金属键具有方向性与饱和性
B．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
C．金属能导电是因为金属在外加电场作用下产生了自由电子
D．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用
【答案】D
【详解】A．金属键不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，因此没有方向性和饱和性，A
错误；
B．金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，但不能放出可见光，B错误；
C．金属中存在金属阳离子和自由电子，当给金属通电时，自由电子定向移动而导电，C错误；
D．金属键是存在于金属阳离子和自由电子之间的强的相互作用，这些自由电子为所有的阳离子所共用，D
正确；
答案选D。
2．（2022·江苏·响水县第二中学高二期中）关于晶体的下列说法正确的是
A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子
B．氯化钠溶于水时晶体中的离子键被破坏
C．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
【答案】B
【详解】A．晶体中如果含有阳离子，可能不含阴离子，如：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，
故A错误；
B．氯化钠溶于水电离为氯离子和钠离子，晶体中的离子键被破坏，故B正确；
C．分子的稳定性取决于分子内原子间共价键的键能大小，与分子间作用力无关，故C错误；
D．离子晶体可能含有共价键，如NaOH，故D错误；
故选：B。
3．（2022·北京东城·高二期末）氯化铯的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是A．氯化铯晶体属于离子晶体
B．氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面
C．在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻1个Cs+
D．在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个
【答案】C
【详解】A．氯化铯晶体是由氯离子和铯离子通过离子键结合而成的，属于离子晶体，故A正确；
B．从图中可以看出，氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面，故B正确；
C．晶胞是晶体的最小结构单元，从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻8个Cs+，故C错
误；
D．从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个，故D正确；
故选C。
4．（2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二阶段练习）金晶体采用面心立方最密堆积方式，其晶胞如图所
示。设金原子的直径为d，用N 表示阿伏加德罗常数的值，M表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是
A
A．每个晶胞中含有4个Au原子
B．金属键无方向性，金属原子尽可能采取紧密堆积
C．一个晶胞的体积是16 d3
D．晶体中Au的配位数为12
【答案】C
【详解】A．金晶胞中含有8× +6× =4个Au原子，A正确；
B．金属键无方向性和饱和性，在空间允许的情况下金属原子尽可能采取紧密堆积，B正确；
C．面心立方最密堆积方式的晶胞中，各个面的对角线上3个Au原子两两相切，Au原子的直径为d，故面
对角线长度为2d，棱长为 ×2d= d，故晶胞的体积为( d)3=2 d3，C错误；
D．面心立方最密堆积方式的配位数为12，D正确；故选C。
5．（2022·福建三明·高二期中）表中所列数据是对应物质的熔点，据此判断下列选项正确的是
物质 NaO Na AlF AlCl Al O BCl CO SiO
2 3 3 2 3 3 2 2
熔点(℃) 920 97.8 1291 190 2073 -107 -57 1723
A．含有金属元素的晶体一定是离子晶体
B．AlF 和AlCl 晶体熔化时，克服的微粒间作用力类型相同
3 3
C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
【答案】D
【详解】A．金属晶体中含有金属元素，AlCl 是分子晶体，其也含有金属元素，所以含有金属元素的晶体
3
不一定是离子晶体，故A错误；
B． 属于分子晶体，熔点较低，熔化时破坏分子间作用力， 属于离子晶体，熔点较高，熔化时破
坏离子键，故B错误；
C．C和 同主族，但其最高价氧化物的晶体类型不同， 晶体和 晶体分别属于分子晶体和共价晶
体，所以同族元素的最高价氧化物可能形成不同类型的晶体，故C错误；
D．金属晶体的熔点有的很高，有的很低，如常温下汞呈液态，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的
高，故D正确；
答案D。
6．（2022·陕西西安·高二期末）金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是
A．锌 ——镁型——68%——8 B．钠 ——钾型——74%——12
C．钋 ——简单立方堆积——52%——6 D．银 ——铜型——74%——8
【答案】C
【详解】A． 为镁型，属于六方堆积，空间利用率为74%，配位数为12，故A错误；
B． 为钾型，属于体心立方堆积，空间利用率为68%，配位数为8，故B错误；
C． 属于简单立方堆积，空间利用率为52%，配位数为6，故C正确；
D． 为铜型，属于面心立方堆积，空间利用率为74%，配位数为12，故D错误；
答案选C。
7．（2022·云南省石屏县第一中学高二阶段练习）下列有关金属键的叙述正确的是
A．金属键有饱和性和方向性
B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C．金属键中的自由电子属于整块金属
D．金属的性质和金属固体的形成都与金属键无关
【答案】C【详解】A．金属键不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，因此没有方向性和饱和性，
故A错误；
B．金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电作用，包括吸引和排斥作用，故B错误；
C．金属中的电子可以在整块金属中自由移动，金属键中的自由电子属于整块金属，故C正确；
D．金属键的强弱决定金属的熔沸点等物理性质，故D错误；
正确答案是C。
8．（2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二阶段练习）下图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气
理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润
滑剂的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属
强，硬度比纯金属小
【答案】C
【详解】A．金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误；
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，从而发生热的传导，故B错误；
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子起到润滑剂
的作用，使得金属不会断裂，故C正确；
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一
般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，故D错误；
综上所述，答案为C。
9．（2022·辽宁大连·高二期末）有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是
A． 晶体中，每个 周围等距且紧邻的 有6个B． 晶体中，每个 被8个 包围
C．钛酸钙的化学式为
D．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数之比为
【答案】A
【详解】A．从NaCl的晶胞图可以看出，在 NaCl 晶胞中，顶点 周围等距且紧邻的 位于面心，有
个，A项错误；
B．以最上面面心钙离子为例，它被上面4个和下面4个 包围，即 晶体中，每个 被8个 包围，
B项正确；
C．钛酸钙晶胞中，Ca位于顶点，每个晶胞中有 =1个Ca，Ti位于体心，每个晶胞有1个Ti，O位于
面心，每个晶胞有 =3个O，则钛酸钙的化学式为 CaTiO ，C项正确；
3
D．在金刚石晶体中，每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，所以每
个碳原子平均连有2个碳碳键，则碳原子与碳碳键的个数之比为 1：2，D项正确；
答案选A。
10．（2022·江苏·苏州市相城区陆慕高级中学高二阶段练习）钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，
其晶胞的结构如图所示，下列有关说法错误的是
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为BaO
2
C．该晶体的晶胞结构与NaCl的相似
D．与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8个
【答案】D
【详解】A． 该晶胞是由金属阳离子钡离子和阴离子过氧根离子构成的，为离子晶体，故A正确；
B． 该晶胞中钡离子和过氧根离子个数之比为4：4=1：1，其化学式为BaO，故B正确；
2
C． 该晶胞中钡离子配位数是6，过氧根离子配位数是6，NaCl中离子配位数是6，该晶胞结构和氯化钠
结构相似，故C正确；
D． 与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+个数12，故D错误；
故选D。11．（2022·北京市第十二中学高二阶段练习）锂辉石的主要成分氧化锂的晶胞结构如图所示。下列说法正
确的是
A．氧化锂的化学式为LiO
B．每个晶胞中含有14个
C．每个 周围距离最近且等距的 有8个
D．和钠同主族的锂在空气中燃烧会生成过氧化锂
【答案】C
【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氧离子个数为8× +6× =4，位于体内的锂离子
为8，则氧化锂的化学式为Li2O，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氧离子个数为8× +6× =4，故B错误；
C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的氧离子与位于体对角线 处的锂离子的距离最近，则每个氧离子
周围距离最近且等距的锂离子有8个，故C正确；
D．锂的金属性弱于钠，则和钠同主族的锂在空气中燃烧只能生成氧化锂，故D错误；
故选C。
培优第二阶——拓展培优练
12．（2022·新疆·乌鲁木齐市第三十一中学高二期中）下列有关离子晶体的叙述错误的是
A． 氯化钠晶体中有 个 分子
B．氯化钠晶体中，每个 周围与它距离相等且最近的 有 个
C．氯化铯晶体中，每个 周围紧邻 个
D．平均每个 晶胞中有 个 、 个
【答案】A
【详解】A．氯化钠为离子化合物，不存在 分子，故A错误；
B．由 晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则每个 周围距离相等的
共有 个，故B正确；
C．氯化铯晶体中，铯离子在体心，氯离子在顶点，每个 周围紧邻 个 ，故C正确；D．由 晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则由 分析可知，平均每个
晶胞中有 个 、 个 ，故D正确；
故答案为A。
13．（2022·新疆兵团农六师芳草湖农场中学高二期末）下面的排序不正确的是
A．晶体沸点由低到高：CF＜CCl ＜CBr B．晶格能由大到小： NaF＞ NaCl＞ NaBr
4 4 4
C．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅D．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al
【答案】D
【详解】A．四种分子晶体的组成和结构相似，分子的相对分子质量越大，分子间作用力越大，则晶体的
熔沸点越高，则晶体熔点由低到高； CF＜CCl ＜CBr ， 故A正确；
4 4 4
B．先比较电荷数的晶格能大，而如果电荷数一样多比较核间距，核间距大的晶格能小，即离子半径小的
晶格能大，则晶格能由大到小； NaF＞ NaCl＞ NaBr，故B正确；
C．原子半径Si > C>N ，三者都为原子晶体，原子半径越大，共价键的键能越小，则硬度越小，即硬度由
大到小；刚石>碳化硅>晶体硅，故C正确；
D．Na、Mg、Al原子半径依次减小，属离子电荷逐渐增多，金属键逐渐增强，则熔点由高到低： Al> Mg
> Na， 故D错误。
故选D。
14．（2022·黑龙江齐齐哈尔·高二期末）下列有关晶体的叙述中错误的是
A．干冰晶体中，每个 分子周围紧邻12个 分子
B．氯化铯晶体中，每个 周围紧邻8个
C．氯化钠晶体中，每个 周围紧邻6个
D．金刚石晶体中，每个C原子周围紧邻4个C原子
【答案】C
【详解】A．干冰（CO）是分子晶体，晶胞属于面心立方堆积，故每个CO 分子周围紧邻12个CO 分子，
2 2 2
A正确；
B．氯化铯晶胞中，每个晶胞中含有一个铯离子，每个顶点上的氯离子被8个晶胞共用，故每个 Cs+ 周围
紧邻8个 Cl−，B正确；
C．在氯化钠晶胞中，钠离子在体心和棱心位置，距离体心位置的钠离子最近的钠离子是位于棱心的12个
钠离子，故每个钠离子周围紧邻12个钠离子，C错误；
D．金刚石晶体中，碳原子采用sp3杂化方式成键，故每个C原子周围紧邻4个C原子，D正确；
故选C。
15．（2022·广东·江门市棠下中学高二期中）晶体的熔点高低与微粒间的作用力大小有关，下列各组物质
中，熔点高低的顺序排列正确的是
A．Na>Mg>Al B．CsCl>KC1>NaCl
C． D．金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】D【详解】A．在金属晶体中，如果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，金属的熔点越高，价电子数Al＞Mg＞Na，半径Na＞Mg＞Al，所以金属的熔点Al＞Mg＞
Na，A错误；
B．CsCl、KC1和NaCl 均属于离子晶体，离子半径Cs+＞K+＞Na+，则CsCl、KC1和NaCl的晶格能递增、
熔点CsCl＜KC1＜NaCl，B错误；
C．分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体熔沸点由分子间作用力决定。 、 、 分子结构相
似，相对分子质量越小则分子间作用力越小、沸点越低，则氢化物的沸点高低顺序为 ，
C错误；
D．金刚石、碳化硅和晶体硅均属于共价晶体，键长C-C＜C-Si＜Si-Si，共价键牢固程度：C-C＞C-Si＞Si-
Si，则熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，D正确；
答案选D。
16．（2022·云南·曲靖市马龙区第一中学高二阶段练习）物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度
越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由
此判断下列说法错误的是
A．硬度：Mg＞Al B．熔点：Mg＞Ca
C．硬度：Mg＞K D．熔点：Ca＞K
【答案】A
【详解】A．Mg2+半径比Al3+大，带电荷数比Al3+少，则金属键能Mg＜Al，硬度：Mg＜Al，A错误；
B．Mg2+半径比Ca2+小，带电荷数相同，则金属键能Mg＞Ca，熔点：Mg＞Ca，B正确；
C．Mg2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正确；
D．Ca2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Ca＞K，熔点：Ca＞K，D正确；
故选A。
17．（2022·四川省绵阳南山中学高二期中）下列各组固体物质熔化或升华所克服的粒子间作用属于同种类
型的是
A．NaO和晶体硅 B．碘和干冰 C．Mg和S D．氯化钠和蔗糖
2
【答案】B
【详解】A．NaO属于离子晶体，熔化克服离子键，硅属于原子晶体，需要克服共价键，类型不同，故A
2
错误；
B．碘和干冰升华均属于分子晶体，升华时均克服分子间作用力，类型相同，故B正确；
C．镁是金属晶体和硫是分子晶体熔化分别克服金属键、硫熔化克服分子间作用力，故C错误；
D．NaCl和蔗糖分别属于离子晶体、分子晶体，NaCl熔化克服离子键、蔗糖熔化克服分子间作用力，故D
错误；
故选：B。
18．下列关于晶格能的叙述正确的是A．晶格能是指相邻的离子间的静电作用
B．岩浆晶出时，晶格能大的矿物后晶出
C．工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁与晶格能有关
D．通过图中数据既能算出Cu原子的第一电离能，又能算出Cu N晶格能
3
【答案】C
【解析】A．晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，A错误；
B．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，岩浆中的矿物越易结晶析出，B错误；
C．晶体的离子半径越小，所带电荷越多，晶格能越大。氯化镁中的氯离子比氧化镁中的氧离子半径更大，
所带电荷少，晶格能更小，更容易电离，故工业电解熔融氯化镁制镁而不用氧化镁，C正确；
D．第一电离能反应前后都是气态粒子，而图中铜为固态，D错误；
故合理选项是C。
19．（2022·河北·石家庄二中高二期末）铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温
度下转化的图示，下列有关说法错误的是
A．三种晶体中与相邻铁原子距离相等且最近的铁原子分别有8个、12个、6个
B．三种晶体的空间利用率(原子体积/晶胞体积)之比等于密度之比
C．若三种晶胞均为立方结构，且铁原子半径为anm，则三种晶体的棱长之比是 ∶ ∶2
D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
【答案】C
【详解】A．三种晶体分别为体心立方，面心立方和简单立方，其配位数分别为8、12、6，A正确；
B．空间利用率越大，密度越大，B正确；
C．晶胞棱长为a，δ-Fe晶胞中晶胞体对角线长度等于棱长的 倍，其棱长为 a，γ-Fe晶胞中棱长为
，α-Fe晶胞中，棱长为2a，则其比值为： ∶ ∶2，C错误；D．将铁加热到1500℃分别急速冷却得到δ-Fe晶体，缓慢冷却得到α-Fe晶体，晶体类型不相同，D正确；
故选C。
20．金属键
(1)概念：在金属单质晶体中原子之间以_______之间强烈的相互作用。
电子气理论：金属原子脱落下来的_______形成遍布整块晶体的“_______”被所有原子所共用，从而把所
有的金属原子维系在一起。
(2)成键微粒：_______。
(3)存在：金属单质与_______中。
(4)金属键没有_______，也没有饱和性。
【答案】(1) 金属阳离子与自由电子 价电子 电子气
(2)金属阳离子和自由电子
(3)合金
(4)方向性
21．（2022·海南·儋州川绵中学高二阶段练习）按构成晶体的粒子和粒子间作用力的不同，将以下晶体进
行分类：
①氯化钡、②石英、③金刚砂、④水、⑤乙醇、⑥铜、⑦氯酸钾、⑧高锰酸钾、⑨稀有气体的晶体、⑩干
冰
(1)属于共价晶体的有：_______
(2)属于分子晶体的有：_______
(3)属于离子晶体的有：_______
(4)属于金属晶体的有：_______
【答案】(1)②③
(2)④⑤⑨⑩
(3)①⑦⑧
(4)⑥
【分析】氯化钡、氯酸钾、高锰酸钾属于离子晶体，石英和金刚砂属于共价晶体，水、乙醇、稀有气体的
晶体、干冰属于分子晶体，铜属于金属晶体。
【详解】（1）根据分析，属于共价晶体的有：②③；
（2）根据分析，属于分子晶体的有：④⑤⑨⑩；
（3）根据分析，属于离子晶体的有：①⑦⑧；
（4）根据分析，属于金属晶体的有：⑥。22．（2022·伊美区第二中学高二阶段练习）回答下列问题
(1)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS，不溶于水
2
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃
试推断它们的晶体类型：A．_______；B．_______；C．_______；D．_______。
(2)如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试推断，甲晶体的化学式(X为阳离子)：_______；
乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_______；丙晶体中每个D周围结合E的个数是_______。
【答案】(1) 金属晶体 分子晶体 离子晶体 共价晶体
(2) XY 1:3:1 8
2
【解析】（1）A．固态时能导电，能溶于盐酸，所以A是金属晶体；
B．能溶于CS，不溶于水，CS 是非极性溶剂，B是分子晶体；
2 2
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，离子晶体在熔融状态下能导电，C是离子晶体；
D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃，熔点高，属于共价晶体；
（2）根据均摊原则，甲晶胞中X原子数为1、Y原子数为 ，甲晶体的化学式为XY；
2
根据均摊原则，乙晶体中A、B、C三种微粒数分别是 、 、1，个数比是1:3:1；根据丙晶体
的晶胞图，丙晶体中每个D周围结合E的个数是8。
23．（2021·山东·德州跃华学校高二开学考试）回答下列问题:
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在如图所示的半径相等的圆球的排列中，
A属于___________层，配位数是___________；B属于___________层，配位数是___________。
(2)辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有 三种同素异形体，其晶胞结构如图所示。① 、 晶胞中含有的铁原子数之比为___________。
② 、 两种晶体中铁原子的配位数之比为___________。
③若 晶胞的边长为a cm， 晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为___________。
【答案】(1) 非密置 4 密置 6
(2) 2∶1 4∶3 b3∶(4a3)
【解析】（1）密置层的排列最紧密，靠的最近，空隙最少，在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A中
的排布不是最紧密，A属于非密置层，一个中心圆球周围有四个圆球，配位数是4；B中排布是最紧密的
结构，B属于密置层，一个中心圆球周围有六个圆球，配位数是6；
（2）① 晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，则含有的铁原子数 ； 晶
胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和1个体心，则含有的铁原子数8×1/8+1×1=2，故答案为2∶1；
② 晶体中铁原子的配位数为8， 晶体中铁原子的配位数为6，故二者铁原子的配位数之比为
8∶6=4∶3；
③若 晶胞的边长为acm，其晶胞只含1个Fe原子，则晶体的密度为： ，若 晶胞
的边长为bcm，其晶胞中含有4个Fe原子，则晶体密度为 ，则两种晶体的密度之比
。
