3.3.3过渡晶体和混合型晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第三节金属晶体和离子晶体第三章晶体结构和性质第二课时过渡晶体与混合晶体四种晶体类型的比较氯化钠晶体结构铜晶体结构金刚石晶体结构碘晶体晶胞分子晶体

共价晶体金属晶体微粒之间的作用力决定晶体的类型。比如分子晶体的分子间作用力、离子晶体微粒间的离子键、共价晶体微粒间的共价键、金属晶体微粒间的金属键。这些作用力是否纯净？四大典型的晶体类型：离子晶体氧化物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化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键晶体类型既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体→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.过渡晶体一、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。一、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一、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石墨晶体是层状结构，金刚石是空间网状结构。石墨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，容易滑动所以石墨质软。金刚石碳原子核间距为155pm，键长比石墨长，键能小，所以比石墨的熔点低。金刚石结构示意图问题1：为什么石墨比金刚石质软但熔点高？石墨结构未参与杂化的p轨道石墨层中每个碳原子均剩余一个未参与杂化的含1个电子的p轨道，所有的p轨道平行重叠，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。因此石墨有类似金属晶体的导电性。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。所以石墨的导电性只能沿石墨平面方向。问题2：为什么石墨能导电？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1.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=2课堂练习2、已知六方氮化硼类似于石墨的结构，如图所示。①六方氮化硼的化学式：BN②六方氮化硼中N和B的杂化类型：sp2③硼与氮之间的化学键为

，层与层之间作用力为

。属于的晶体类型：

。极性共价键分子间作用力④六方氮化硼虽然类似于石墨结构，但是不导电，其原因是________________________________________________________六方氮化硼晶体结构其层结构中没有自由电子混合型晶体⑤六方氮化硼熔点

，硬度

。较高

较小课堂练习3、已知立方氮化硼类似于金刚石的结构，如图所示。①立方氮化硼中N和B的杂化类型：sp3磷化硼和氮化硼都属于原子晶体，而氮原子的半径比磷原子小，B-N共价键键长比B-P键短，键能大，所以氮化硼晶体的熔点较高。②晶胞中N、B的原子数分别是

：4、4③立方氮化硼熔点

，硬度

。较高

较大④氮化硼和磷化硼都是高温结构陶瓷，但氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是：三、总结提升(一)晶体类型的判断1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)分子—分子间作用力—分子晶体(2)原子—共价键—共价晶体(3)阴、阳离子—离子键—离子晶体(4)金属阳离子、自由电子—金属键—金属晶体2.依据物质的分类判断(1)活泼金属的氧化物、强碱和绝大多数的盐类是离子晶体(2)大多数非金属单质(金刚石、石墨、硼、硅除外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体(3)常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅、晶体锗等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2、氮化硅、氮化硼等(4)金属单质与合金属于金属晶体3.依据晶体的熔点判断(1)共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；(2)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千余摄氏度；(3)分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下至很低温度；(4)金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。4.依据导电性判断(1)离子晶体在水溶液中及熔融状态下导电(2)共价晶体一般为非导体，但晶体硅、锗等能导电(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电(4)电金属晶体是电的良导体5.依据硬度和机械性能判断(1)离子晶体硬而脆(2)共价晶体硬度大(3)分子晶体硬度小且较脆(4)金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性课堂练习4：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电________。(2)溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电：________。(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等______。(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。(5)SiI4：熔点120.5℃，沸点287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔点217℃，沸点685℃，溶于氯仿：________。(8)锑：熔点630.74℃，沸点1750℃，导电：________。共价晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体共价晶体分子晶体金属晶体归纳总结：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.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

NaBr

NaI(5)熔点:SiO2

NaCl

CO2<<

<>

><

<

>

>

>

>

>2、参照下表中物质的熔点，回答有关问题：物质NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔点℃995801755651801776715646物质SiF4SiCl4SiBr4SiI4SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔点℃－90.2－70.45.212.05－70.4－49.5－36.2－15.0①钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点高低取决于其______，在这种情况下，_____越大，_______越弱，故熔点依次降低。②硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点高低取决于其___________

___________越大，

越大，故熔点依次升高。③钠的卤化物的熔点比相应硅的卤化物的熔点高得多，这是由____________________________________________。半径半径离子键相对分子质量相对分子质量分子间作用力钠的卤化物为离子晶体，硅的卤化物为分子晶体板书过渡晶体与混合晶体四种典型晶体过渡晶体定义：介于典型晶体之间的晶体混合晶体（石墨）结构特点层状结构同层碳原子sp2杂化、平面六元并环结构层间范德华力作用力：既有共价键又有金属键和范德华力性质：熔点很高、质软、易导电（只能沿石墨平面方向）偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理，如ɑ-Al2O3偏向共价晶体，看做共价晶体1.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%B2.碳的两种同素异形体金刚石和石墨晶体结构如图下列说法正确的是(

)A．根据：C(石墨，s)+O2

(g)=CO2

(g)△H=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ/mol两个反应说明金刚石比石墨稳定，石墨转变为金刚石为放热反应B．相同质量的金刚石与石墨晶体中，所含共价键数相同C．估计金刚石与石墨的熔、沸点均较高，硬度均较大D．现代科技已经实现了石墨制取金刚石，该过程属于化学变化D3.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(

)A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs4.下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是(

)A．N2O3

B．P2O3

C．As2O3

D．Bi2O3CA5.四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6.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：______________