《金屬鍵金屬晶體》同步練習(xí)1(蘇教版選修3)

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1、 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

2、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

3、 6. 金屬鈉晶體為體心立方晶格(如圖) ,實(shí)驗(yàn)測得鈉的密度為 ρ( g·cm -3)。 已知鈉的相對原子質(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角線上的三個球相切。 則鈉原子的半徑 r ( cm)為 ( ) 2a B . 3 2a A . 3 3 N A N A C. 3 3 2a D . 1 3 2a 鈉晶體的晶胞 4 N A 2 N A 7. 試比較下列金屬熔點(diǎn)的高低,并解釋之。 ( 1

4、) Na、 Mg 、 Al ( 2) Li 、 Na、 K 、 Rb、 Cs 8.金屬鎢晶體為體心立方晶格,如圖所示,實(shí)驗(yàn)測得 鎢的密度為 19.30 g cm· -3,原子的相對質(zhì)量為 183, 假定金屬鎢原子為等徑的剛性球。 ( 1)試計算晶胞的邊長; ( 2)試計算鎢原子的半徑。 9.用 X 射線研究某金屬晶體,測得在邊長為 胞中含有 4 個金屬原子, 此時金屬的密度為 答: ( 1)此金屬晶格屬于哪一種晶格類型? ( 2)每個晶胞的質(zhì)量是多少克? ( 3)求此金屬的相對原子質(zhì)量。 (

5、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 個頂點(diǎn)各有一個金原子,各個面的中心有一個金原 子,每個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)金晶體每個晶胞中含有 ________個金原子。 ( 2)欲計算一個晶胞的體積, 除假定金原子是鋼性小球外,還應(yīng)假定 _______________ 。 ( 3)

6、一個晶胞的體積是多少? ( 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 1~2,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

7、 8 個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。 2.C[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,在外電場的作用下,自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定 向運(yùn)動,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

8、,當(dāng)金屬 受到外力作用時,金屬原子之間發(fā)生相對的滑動,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,原子之間可以發(fā)生相對滑 動,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

9、,在外電場的作用下,自由電子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動。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,在外電場的作用下,自由電 子在金屬內(nèi)部發(fā)生定向運(yùn)動。金屬具有延展性主要是因?yàn)榻饘僭谑艿酵饬ψ饔脮r,原 子之間可以發(fā)生相對滑動,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?/p>

10、電子形成更穩(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,一個鈉晶體的的晶胞中有 2 個鈉原子(金屬鈉晶體為體心立方 晶格,鈉原子個數(shù) =0.125 ×8+1=2 )。若鈉原子的半徑為 r( cm),則晶胞的體對角線為 2a 4r ) 3 3 ,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 ρ= 4r 3 體積 )3 ( 3

11、 3 2a 3 ,選 C。 4 N A 7.( 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,一個鎢晶體的晶胞中有 2 個鎢原子,則一個

12、晶胞的質(zhì)量為 2M 2 183 g ,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 A 6.02 1023 體積 2 183 19.30= 6.02 1023 , 解 得 -8 cm, 設(shè) 鎢 原 子 的 半 徑 為 r , 則 r= 3 a 3 a=3.16 ×10 a , 解 得 4 r=1.37 ×10-8 cm 9.(

13、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, 一個晶胞所含有的金屬原子個數(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)金屬的相對原子質(zhì)量 =NA ×原子的質(zhì)量 =4.2 ×10-22×6.02 ×1023÷4

14、=63.21。( 4)在面心 立方晶格中,晶胞的邊長 = 4r = 2 360 pm =127.28pm 。 ,因此,原子的原子半徑 2 4 3 3 ;( 4) 2M 3 10.( 1) 4;( 2)每個原子緊密堆積; (3) 2 2d cm N A d 3 g cm [ 說明 ]( 1)根據(jù)題意,在面心立方體晶胞中金原子的個數(shù) =0.125 ×8+0.5 ×6=4 。 ( 2)欲計算一個晶胞的體積,除假定金原子是鋼性小球外,還應(yīng)假定每個原子緊密堆積,這樣才能認(rèn)為晶胞的面對角線等于 4 個金原子的半徑,如右圖, ( 3)由 (2)可知晶胞的邊長等于 4r 2 2r cm,則晶胞的體積為 ( 2 3 3 3 2 2r cm)= 2 2d cm 4 M ( 4)根據(jù)密度 = 質(zhì)量 ,得金晶體的密度 = 晶胞質(zhì)量 N A 2M g cm3 。 體積 晶胞體積 2 2d 3 N A d 3

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