一周强化

一、一周知识概述

1、金属键

　　(1)概念：金属单质中，金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。

　　(2)外围电子，亦称价电子：对A族元素而言就是最外层电子，对B族元素而言最外层电子和次外层或倒数第三层部分电子亦参与成键，故这部分电子亦称价电子或外围电子。

　　(3)自由电子：金属失去的全部电子或部分电子不为某一指定金属原子所独自所有而为全部金属原子所共有，这些电子称之为自由电子。而金属键的另一形象说法是金属阳离子沉浸在自由电子的海洋之中。

　　(4)金属键的特点：无方向性无饱和性。

　　（5）金属键的本质——“电子气理论”

　　该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，依靠金属离子和“电子气”之间的电性作用从而把所有的金属原子维系在一起。

2、金属晶体

　　（1）概念：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的金属单质晶体。

　　

3、金属晶体的原子堆积模型

金属晶体的四种堆积模型对比

二、重难点知识讲解

1、影响金属键的因素

　　总结：金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关。影响金属键强弱的主要因素有金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。一般而言，金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越大，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。如金属键能锂大于钠，与金属钠相比较，金属锂的熔点较高，硬度较大。

2、用金属键的知识解释金属的下列性质：(1)金属具有光泽。(2)导电性。(3)延展性。(4)金属特有的电阻随温度的升高电阻增大。

　　解析：(1)金属晶体中的自由电子可以吸收可见光，然后又把各种波长的光大部分再反射出来，因而金属一般显银白色光泽。

　　(2)金属的导电性也与自由电子有关。在外加电场的作用下，自由电子沿着外加电场定向流动而形成电流。

　　(3)当金属受外力作用时，各层之间就发生了相对滑动，但是由于金属键没有方向性，滑动以后，各层之间仍保持着金属键的作用，因此在外力作用下，金属虽然发生了形变，但金属键不致断裂。所以金属一般来说都有不同程度的延展性。

　　(4)在外加电场作用下，自由电子沿着外加电场定向流动而形成电流，不过在晶格内的离子不是静止的而是在各自的位置上作一定的振动，这种振动对电子的流动起着阻碍的作用加上阳离子对电子的吸收，构成了金属特有的电阻。加热时离子的振动加强，电子的运动便受到更多的阻力，因而一般随着温度的升高金属的电阻增大。

3、金属晶体的熔点变化规律

　　(1)金属晶体熔点变化差别较大。如汞在常温下是液体，熔点很低(－38.9℃)。而铁等金属熔点很高(1535℃)。这是由于金属晶体中金属阳离子与自由电子的相互作用的强弱不同而造成的。

　　(2)一般情况下(同类型的金属晶体)，金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定。阳离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，相互作用就越大，熔点就会相应升高。例如：熔点K<Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。

三、例题解析

例1、下列有关金属元素特征的叙述，正确的是（　）

A．金属原子只有还原性，金属阳离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一定显正化合价

C．金属元素在不同化合物中化合价均不相同

D．金属元素的单质在常温下均为固体

解析：

　　某些金属阳离子化合价处于中是价态，既有还原性又有氧化性，如Fe2＋，A错；金属在化学反应中只能失电子，在化合物中显正价，B正确；具有变价的金属元素在不同的化合物中价中价态不同，C显然错误；汞在常温下为液态，D错。

答案：B

例2、物质结构理论指出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高。且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是（　）

A．镁的硬度大于铝　　　　　　　　　B．镁的熔沸点低于钙

C．镁的硬度大于钾　　　　　　　　　D．钙的熔沸点高于钾

解析：

　　根据题目所给信息：镁和铝的电子层数相同，价电子数Al>Mg，离子半径：Al3＋<Mg2＋，金属键：Al>Mg，所以镁的硬度低于铝，选项A错误。镁和钙的价电子数相同，离子半径：Mg2＋<Ca2＋，金属键：Mg>Ca，镁的熔沸点应高于钙，选项B错误。用以上比较方法可推出：电荷数Mg2＋>K＋，离子半径：Mg2＋<Na＋<K＋，所以金属键：Mg>K，硬度Mg>K，选项C正确，不合题意。钙和钾元素位于同一周期，价电子数Ca>K，电荷数Ca2＋>K＋，离子半径：Ca2＋<K＋，所以金属键：Ca>K，钙的熔沸点高于钾，选项D正确，不合题意。答案为A、B。

答案：A、B

例3、下列说法不正确的是（　）

A．全部由非金属元素组成的化合物一定不是离子化合物

B．金属原子与非金属原子之间的化学键可能是离子键，也可能是共价键

C．晶体中有阳离子，则必定有阴离子

D．晶体中有阴离子，则必定有阳离子

解析：

　　离子化合物由阴离子和阳离子组成，然而阳离子并不一定都是金属离子，如铵盐中的离子等等，故A错。金属原子与非金属原子之间的结合，既有完全得失电子形成阴、阳离子并以离子键结合，也有共价键结合存在的，例如在AlCl3分子中，Al原子与Cl原子靠共用电子对结合；又如在KMnO4里的，Mn原子与O原子之间，NaAlO2里的，Al原子与O原子之间都是靠共价键结合的，只不过是共用电子对靠近非金属原子而使其显负价、金属原子则显正价罢了。所以B项正确。在金属晶体中，只有阳离子和自由电子；但凡是有阴离子的晶体中，一定得有阳离子不可，以确保化合物呈电中性。所以C错而D正确。

答案：A、C

例4、晶胞即晶体中最小的重复单元。已知铁为面心立方晶体，其结构如图(I)所示，面心立方的结构特征如图(Ⅱ)所示。若铁原子的半径为1.27×l0－10m，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即图(Ⅲ)中AB的长度。AB的长度为________m。

解析：

　　本题为信息题，面心立方晶体可通过观察图(I)和图(Ⅱ)得出其结构特征是：在一个立方体的八个顶点上各有一个原子，且在六个面的面心上各有一个原子。图(Ⅲ)是一平面图，则有AB2＋BC2=AC2即：2AB2=(4×1.27×10－10)2，AB=3.59×10－10m。

答案：3.59×10－10

- 返回 -