3.3.3 过渡晶体与混合型晶体 课件 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

3.3.3过渡晶体与混合型晶体核心素养目标宏观辨识与微观探析能从宏观上认识过渡晶体和混合型晶体的独特性质，如石墨的良好导电性与润滑性等。同时，从微观角度理解其内部微粒的排列方式、相互作用，如过渡晶体中离子键、共价键、金属键等不同键型的混合，以及混合型晶体中不同类型作用力的协同，建立起宏观性质与微观结构之间的联系。证据推理与模型认知通过对各类晶体性质实验数据的分析，推理出晶体所属类型，构建过渡晶体和混合型晶体的结构模型。运用模型解释相关性质，预测新晶体的可能性质，培养基于证据进行推理和构建模型的能力。证据推理与模型认知认识到晶体材料在生产生活中的重要应用。以严谨的科学态度对待晶体研究，关注晶体材料的发展对社会和环境的影响，培养社会责任感。学习重难点重点1.理解过渡晶体和混合型晶体的概念，掌握其与离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体的区别。2.掌握典型过渡晶体和混合型晶体的结构特点，包括微粒的排列方式、作用力类型及分布。3.能够根据晶体的性质判断晶体类型，尤其是过渡晶体和混合型晶体，并能解释相关性质产生的原因。难点1.准确分析过渡晶体中复杂的化学键和作用力情况，判断不同作用力对晶体性质的影响程度。2.理解混合型晶体中不同类型作用力如何协同决定晶体的综合性质，如石墨中范德华力、共价键对其导电性、润滑性和稳定性的共同作用机制。

课前导入你知道神奇的高温超导材料属于哪种晶体类型吗？它们的特殊性能背后有着怎样独特的结构呢？其实，有一类晶体既不是单纯的离子晶体、分子晶体，也不是原子晶体或金属晶体，而是过渡晶体或混合型晶体，今天我们就来揭开它们神秘的面纱！过渡晶体1.过渡晶体钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4）的熔点如图所示，请根据所学知识解释熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4从NaX的构成来看，其构成为活泼金属与较活泼的非金属构成，属于典型的离子晶体钠的卤化物(NaX)：而离子键的强弱，与离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，从F-离子到I-，离子半径增大，离子键强度减弱，故晶体熔点逐渐降低1.过渡晶体钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4）的熔点如图所示，请根据所学知识解释熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4硅的卤化物(SiX4)：分子晶体熔化时需克服分子间作用力或氢键，熔点较低；共价晶体需克服共价键，熔点较高；由图可知：SiX4为分子晶体硅的卤化物属于分子晶体，熔化时，克服分子间作用力，而硅的卤化物组成与结构相似，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，所以熔点逐渐升高。回顾——判断晶体类型金属晶体：金属单质和合金，如：K、Cu、Mg离子晶体：离子化合物，如：NaCl、CsCl分子晶体：多数的非金属单质和共价化合物，如：干冰、冰、碘单质共价晶体：少数的非金属单质和共价化合物，如：金刚石、SiO2从物质类别的角度离子晶体：熔点差异较大，融化时需要克服离子键分子晶体：熔点较低，融化时需要克服分子间作用力或氢键共价晶体：熔点较高，融化时需要克服共价键从性质的角度1.过渡晶体钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（SiX4）的熔点如图所示，请根据所学知识解释熔点变化的原因。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4钛的卤化物(TiX4)：根据所学和实验图像推测：TiF4是离子化合物，熔点较高TiCl4

、TiBr4、TiI4是共价化合物。1.过渡晶体共价晶体

分子晶体

离子晶体

金属晶体

我们已经讨论了分子晶体、共价晶体、金属晶体、和离子晶体等四类典型晶体。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。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。1.过渡晶体几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大。电负性差值2.62.32.01.71.过渡晶体几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133由表可知，表中的4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。一般，当电负性的差值>1.7时，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1.过渡晶体以下为第三周期元素最高价氧化物的晶体类型，你能解释下列变化吗？共价晶体离子晶体分子晶体第三周期元素从左到右，电负性逐渐增强，与氧元素的电负性差值逐渐减小，离子键成分的百分数逐渐减小。晶体类型从离子晶体，过渡到共价晶体，最后到分子晶体。Na2O离子晶体MgO离子晶体Al2O3离子晶体SiO2共价晶体P2O5分子晶体SO3分子晶体Cl2O7分子晶体2.过渡晶体的概念离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子之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，即使组成简单的晶体，也可能是介于离子晶体、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。四类晶体都有过渡型。偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如NaO2等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。共价晶体

分子晶体

离子晶体

金属晶体混合型晶体1.石墨晶体回顾一下：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？是什么造成了这种差异？

金刚石熔点很高、质地坚硬、不能导电(电导率=2.11×10-13s/m)熔点很高

、质地较软、导电性好(电导率=2.11×103s/m)

石墨1.石墨晶体金刚石的结构特点。在金刚石中,C采取sp3杂化，每个碳原子以共价单键对称地与4个碳原子结合，C-C-C夹角为109°28`。金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键的三维骨架结构。金刚石是共价晶体。因此具有较高的熔点和硬度。金刚石内部碳原子的排列情况金刚石的晶胞1.石墨晶体石墨的结构特点：石墨晶体中的二维平面结构①石墨晶体中的每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成σ键，6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六元并环结构。②石墨晶体是层状结构的，层内的碳原子的核间距为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。石墨的层状结构1.石墨晶体石墨的结构特点：③每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。石墨结构中未参与杂化的p轨道④由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类型金属晶体的导电性，而且，由于相邻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的方向。2.混合型晶体石墨的晶体类型石墨晶体中的既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，因此石墨晶体是一种典型的混合型晶体。混合型晶体的概念有一些晶体，晶体内可能同时存在着若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为混合型晶体。导电性导热性润滑性随堂训练1.判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(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(

)随堂训练2．下列说法错误的是（

）A．气态和液态物质都是由分子构成的B．超分子的重要特征是分子识别和自组装C．大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体D．石墨晶体中既有共价键和范德华力又有类似金属的导电性属于混合型晶体A随堂训练3．下列说法不正确的是（

）A．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理：SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理B．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体C．Na2O