第3节 金属晶体
一、选择题
1.在金属晶体中，自由电子与金属原子的碰撞中有能量传递，可以用此来解释的金属物理性质是 ( ) A.延展性 C.导热性
B.导电性 D.还原性
【解析】选C。金属具有延展性主要是因为金属在受到外力作用时，各原子层可以发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用。金属具有导电性主要是因为金属晶体内部存在自由电子，在外电场的作用下，自由电子在金属内部发生定向运动。金属的还原性是金属的化学性质，与能量传递无关。金属的导热性主要是由于金属晶体内部，自由电子与金属原子的碰撞中有能量传递。因此选C。 2.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是 ( ) ①O2、I2、Hg ②CO、Al、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【解析】选D。①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其阳离子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al价电子数依次增多，离子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。
3.(双选)下列有关金属晶体的说法中正确的是 ( )
A.金属晶体所有性质均与金属键有关
B.最外层电子数少于3个的原子不一定都是金属 C.任何状态下都有延展性 D.都能导电、传热
【解析】选B、D。金属键只影响金属的物理性质，A项错误。H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项正确。金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，所以C项错误。金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，因此D项正确。 【易错提醒】
(1)金属的通性只是大部分金属的性质，不是指全部。 (2)汞在常温下为液态。
4.下列有关金属键的叙述错误的是 ( ) A.金属键没有饱和性和方向性
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有关
【解析】选B。金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属键中的自由电子属于整块金属共有；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属阳离子之间及自由电子之间
的静电排斥作用；金属的性质及金属固体的形成都与金属键强弱有关。 5.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.钋Po——简单立方堆积——52%——6 B.钠Na——体心立方堆积——74%——12 C.锌Zn——六方最密堆积——68%——8 D.银Ag——面心立方最密堆积——68%——12
【解析】选A。B中体心立方堆积的空间利用率为68%，配位数为8；C中Zn为六方最密堆积，空间利用率为74%，配位数为12；D中Ag为面心立方最密堆积，空间利用率为74%，配位数为12；A中堆积方式、空间利用率和配位数均正确。
6.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是 ( )
A.①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型
B.每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个 C.晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12 D.空间利用率的大小关系为①<②<③<④
【解析】选B。本题考查了金属晶体的堆积方式。准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键。①为简单立方堆积，
②为钾型，③为镁型，④为铜型，A项中②与③判断有误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×=1，②8×+1=2，③8×+1=2，④8×+6×=4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，C项不正确；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，所以D项不正确，应为④=③>②>①。
7.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为 ( )
A.3∶2∶1 C.9∶8∶4
B.11∶8∶4 D.21∶14∶9
【解析】选A。本题考查晶胞中微粒数的计算方法，用均摊法计算。晶胞(a)中所含原子=12×1/6+2×1/2+3=6，晶胞(b)中所含原子=8×1/8+6×1/2=4，晶胞(c)中所含原子=8×1/8+1=2。 二、非选择题
8.碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为 。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 、 。
(3)C60属于 晶体，石墨属于 晶体。
(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm，其原因是金刚石中只存在C—C间的 共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在 共价键，还有 键。
(5)金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 (不要求计算结果)。
【解析】C60为分子晶体，金刚石为原子晶体，石墨为混合晶体，它们均属于碳元素的不同单质，因此互称同素异形体；金刚石为空间立体网状结构，每一个碳原子与四个相邻碳原子形成共价键，因此碳原子杂化方式为sp3杂化，化学键只有σ键；而石墨层内为平面正六边形，层间为分子间作用力，所以石墨中碳原子的杂化方式为sp2杂化，即
人教版选修3 第3章第3节 金属晶体 作业 (4)
