3.3.3+过渡晶体和混合型晶体【备课精讲精研 】 高二化学高效课堂课件（人教版2019选择性必修2）

网科学第三节金属晶体与离子晶体第3课时

过渡晶体和混合型晶体①钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点如图所示。【思考与交流】X-半径增大，离子键减弱，熔点逐渐降低。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4相对分子质量增大，分子间作用力增加，熔点逐渐升高。NaX为离子晶体SiX4为分子晶体(1)判断晶体的类型。(2)解释熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4【思考与交流】②TiF4熔点高于TiCl4、TiBr4、TiI4，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，(1)TiF4是离子化合物，熔点较高请解释原因。(2)TiCl4、TiBr4、TiI4是共价化合物Why?事实上，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。→相同类型的化合物，为什么有上述情况呢？→第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体课本P89氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133【思考与交流】离子键的百分数和什么因素有关？电负性差值2.62.32.01.7→形成化合物的元素之间的电负性相差越大，离子键百分数越高课本P89一般,当电负性的差值△χ

>1.7，离子键的百分数大于50%时，可认为是离子晶体。离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体.氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133离子键的百分数大于50%,当作离子晶体处理离子键的百分数小于50%，偏向共价晶体,当作共价晶体处理→第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体是分子晶体课本P89离子晶体与共价晶体之间的过渡本质是离子键和共价键的过渡。化合物键型离子键的百分数电负性差值CsCl75%HCl20%Cl20结论：电负性差值越大，离子键成分的百分数越高离子键的百分数和电负性差值有关离子键极性共价键非极性共价键3.16―0.79＝2.373.16―2.22＝0.943.16―3.16＝0→典型的晶体有分子晶体、离子晶体、共价晶体和金属晶体。事实上，纯粹的晶体类型是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。

Na2O离子键成分较多，当成离子晶体；

Al2O3、SiO2共价键成分较多，当成共价晶体。1.过渡晶体三、过渡晶体与混合型晶体离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。三、过渡晶体与混合型晶体1.过渡晶体过渡晶体的概念：Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7离子晶体分子晶体共价晶体三、过渡晶体与混合型晶体1.过渡晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体共价晶体共价晶体分子晶体1.四种典型晶体类型都存在过渡晶体2.晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理化合物熔点/℃AlCl3192.6Al2O32054资料1思考与交流：冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3的方法，为什么不电解熔融态AlCl3？并判断AlCl3的晶体类型。资料2氯化铝晶体的导电性随温度变化图192.6熔点思考与交流：冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3的方法，为什么不电解熔融态AlCl3？并判断AlCl3的晶体类型。熔融态AlCl3不导电过渡晶体资料3氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在。Al2Cl6的分子结构过渡晶体熔融态AlCl3不导电思考与交流：冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3的方法，为什么不电解熔融态AlCl3？并判断AlCl3的晶体类型。①石墨的结构三、过渡晶体与混合型晶体2.混合型晶体——石墨①石墨的结构三、过渡晶体与混合型晶体2.混合型晶体——石墨【思考1】观察石墨晶体的二维平面结构图，C原子间如何成键？共价晶体→sp2杂化，通过三个共价键形成平面六元并环结构。三、过渡晶体与混合型晶体2.混合型晶体——石墨从二维结构看属于何种类型的晶体？石墨晶体中的二维平面结构三、过渡晶体与混合型晶体2.混合型晶体——石墨【思考2】观察石墨晶体的层状结构图，层间靠何种作用力结合？从层状结构看属于何种类型的晶体？范德华力分子晶体石墨晶体中的二维平面结构共价晶体分子晶体范德华力石墨的层状结构三、过渡晶体与混合型晶体2.混合型晶体——石墨共价晶体分子晶体金属晶体【思考3】石墨为何可导电？从结构上做出解释。未参与杂化的2p电子相互平行重叠，形成离域π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。因此石墨能导电(类似金属晶体的导电性)。石墨晶体中的二维平面结构范德华力石墨结构中未参与杂化的p轨道石墨的层状结构2p

C↑↑

sp2↑↑层内碳原子之间石墨晶体结构小结

范德华力混合型晶体未参与杂化的p轨道上电子可在层内运动层与层碳原子之间共价键有金属键的性质→既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。形成大π键的p轨道构成σ键的sp2杂化轨道③1mol石墨(C)中含有____molC－C键

。

个C-C键。（混合型晶体）120o总结：石墨结构1.5每个环中，平均含有

个C原子，①石墨中C原子以sp2杂化；层内C－C之间夹角为____。②石墨晶体中最小环为

元环，6×1/3=26×1/2=3六④层平面内，C原子的配位数为3，共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。②层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，解释石墨具有润滑性和导电性的原因。石墨的层状结构【思考交流】①石墨晶体是层状结构→各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软，具有润滑性。(1)石墨具有润滑性的原因:分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，解释石墨具有润滑性和导电性的原因。【思考交流】(2)石墨具有导电性的原因:石墨结构中未参与杂化的p轨道→未参与杂化的2p电子相互平行重叠，形成离域π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。因此石墨能导电(类似金属晶体的导电性)。→石墨的导电性只能沿石墨平面方向→由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。离域大π键:多个平行的p轨道肩并肩重叠而成的键,简称大π键回顾思考：金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，他们的物理性质有什么异同点？

金刚石石墨熔点很高质地坚硬不能导电熔点很高

质地较软导电性好钻石恒久远，一颗永流传→钻石并不久远，至少在地表上无法达到永恒。它的同胞兄弟石墨其实更稳定，钻石最终都会变成石墨。每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为__个①石墨所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构②C原子与C—C键个数比:→金刚石碳原子均采取sp3杂化，形成三维骨架结构→C原子与C—C键个数比:

.石墨和金刚石结构对比石墨晶体中的二维平面结构金刚石的晶体结构

.石墨的层状结构1︰22︰32即1mol石墨(C)有

molC－C键。1.5几种新型的碳单质C70

C540C240碳纳米管单层石墨片知识拓展

1.下列能说明石墨具有分子晶体的性质的是A.晶体能导电

B.熔点高C.硬度小

D.燃烧产物是CO2C同步练习2.石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是①石墨中存在两种作用力②石墨是混合型晶体③石墨中的C为sp2杂化④石墨熔点、沸点都比金刚石低⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为1∶2⑥石墨和金刚石的硬度相同⑦石墨层内导电性和层间导电性不同⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2A.全对

B.除⑤外

C.除①④⑤⑥外

D.除⑥⑦⑧外C同步练习共价键、范德华力、类似金属键的作用力石墨熔点比金刚石高1∶1.5石墨质软，金刚石硬度大√√√√6×1/3=23.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(

)A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B.石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含2/3s轨道与1/3p轨道C.石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子同步练习C破坏分子间作用力1/3s轨道与2/3p轨道2个【思考4】通过对过渡型晶体、混合型晶体的讨论，→对事物的简单分类，尽管条理鲜明，但可能只是概括了最典型的事实。→许多晶体不能被简单的归类到四种晶体的某一类。你对晶体类型有何认识？金属晶体离子晶体分子晶体共价晶体四种典型晶体资料卡片硅酸盐P91

硅酸盐是地壳岩石的主要成分。硅酸盐的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离了，如SiO44-、Si2O76-、(SiO3)612-(六元环)等，也有以硅氧四面体为结构单元构成一维、二维、三维无限伸展的共价键骨架。金属离子则以离子键与阴离子或阴离了骨架结白。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。SiO44-Si2O76-六元环(SiO3)612-【科学•技术•社会】纳米晶体P91纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米(10-9m)量级的晶体。纳米晶体相对于通常的晶体,在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。仅以熔点为例,当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。

例如，金属铅的晶粒大小与熔点的关系

晶体颗粒小于200nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。→因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200nm(或者250nm)时，其熔点会发生变化。【科学•技术•社会】纳米晶体P91纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢?→主要原因是：晶体的表面积增大。晶体大有可为1.钙钛矿太阳能电池【拓展延伸】电解质晶体大有可为【拓展延伸】2.固体电解质电解质是掺杂了Y2O3(Y为钇)的ZrO2(Zr为锆)晶体，它在高温下能传导O2-。O2-空位晶体大有可为【拓展延伸】2.固体电解质电解质是掺杂了Y2O3(Y为钇)的ZrO2(Zr为锆)晶体，它在高温下能传导O2-。

晶体微粒组成作用力金属晶体离子晶体物理特性特有应用结构种类决定决定分子晶体共价晶体课堂小结过渡型晶体混合型晶体(1)纯粹的典型晶体是没有的(

)(2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小(

)(3)在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体，而在分子晶体中共价键仅限于晶体微观空间的一个个分子中(

)(4)四类晶体都有过渡型(

)(5)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3(

)(6)石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行(

)(7)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高(

)判断正误××√√√√×1.下列说法不正确的是A.离子键和共价键没有明显界限B.离子晶体和共价晶体没有明显界限C.离子晶体中含有离子键，不含共价键D.大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体C2．下列说法中正确的是(

)A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B．第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物C．大多数晶体属于过渡晶体D．离子化合物中不可能只含有非金属元素C3.关于晶体的叙述正确的是A.共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B.分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高C.存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体D.离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键A4.下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是A.N2O3

B.P2O3C.As2O3

D.Bi2O3解析电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。A5.下列关于过渡晶体的说法正确的是A.石墨属于过渡晶体B.SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体D.Na2O晶体中离子键的百分数为100%B6.下列数据是对应物质的熔点(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－17020739208011291190－511723据此做出的下列判断错误的是A.铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体B7.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为CxK，其平面图形如图所示。x的值为A.8

B.12

C.24

D.60A解析:可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元，每个钾原子被3个正六边形共用，则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×1/3＋1＝3，该六边形内的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。8.四种物质的一些性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃其他性质单质硫120.5271.5—单质硼23002550硬度大氯化铝190182.7177.8℃升华苛性钾3001320晶体不导电，熔融态导电晶体类型：单质硫是______晶体；单质硼是_______晶体；氯化铝是______晶体；苛性钾是______晶体。分子共价分子离子9.石墨晶体中，层内C—C的键长为142pm，而金刚石中C—C的键长为154pm，回答下列问题。(1)熔点：石墨____(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C键长的原因：__________________________________________________________________________________________________________________。＞金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在π键，电子层重叠程度大，所以C—C间的键长短(3)石墨晶体中，每个C原子参与__个C—C和___个六元环的形成，而每个键被__个C原子共用，故每一个六元环平均占有__个C原子，C原子数与C—C数之比为______。33222∶310.下列各组物质中，按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是____(填字母)A.KCl、NaCl、MgCl2、MgO B.金刚石、SiC、SiO2、硅C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.Na、K、Rb、AlE.CO2、Na、KCl、SiO2 F.O2、I2、Hg、MgCl2G.钠、钾、钠钾合金

H.CH4、H2O、HF、NH3I.CH4、C2H6、C4H10、C3H8J.CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4AE归纳总结：物质熔点、沸点高低的比较1.首先看物质状态一般情况下，固体>液体>气体2.其次看物质所属晶体类型一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。3.同种类型晶体的熔、沸点的比较分子晶体:①看是否含有氢键有分子间氢键的熔沸点高有相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高②比较范德华力组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高③比较分子极性相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。归纳总结：物质熔点、沸点高低的比较3.同种类型晶体的熔、沸点的比较共价晶体：①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。归纳总结：物质熔点、沸点高低的比较一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。3.同种类型晶体的熔、沸点的比较金属晶体：

①金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点越高②合金的熔点比组成合金的纯金属低归纳总结：物质熔点、沸点高低的比较3.同种类型晶体的熔、沸点的比较离子晶体：

①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高②离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响归纳总结：物质熔点、沸点高低的比较1.下列物质的熔沸点高低顺序正确的是()A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B．CI4>CBr4>CCl4>CH4C．MgO>H2O>N2>O2D．金刚石>生铁>纯铁>钠B

迁移应用：2.下列晶体熔、沸点由高到低的顺序正确的是()①SiC②Si③HCl④HBr⑤HI⑥CO⑦N2⑧H2A．①②③④⑤⑥⑦⑧B．①②⑤④③⑥⑦⑧C．①②⑤④③⑦⑥⑧D．⑥⑤④③②①⑦⑧B迁移应用：3.用“>”或“<”填空:(1)晶体熔点:CF4

CCl4

CBr4

CI4(2)硬度:金刚石

碳化硅

晶体硅

(3)熔点:Na

Mg

Al

(4)熔点:NaF

NaCl