3.3.3过渡晶体与混合晶体课件2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 学习目标 1.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 2.了解过渡晶体，掌握石墨这一混合型晶体的结构特点。 3.3.3　过渡晶体与混合型晶体 教材内容：P89-93 COPYRIGHT ASADAL ALL RIGHTS RESERVED 共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 【思考与讨论】晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 事实上，纯粹的典型晶体是不多的， 大多数晶体是典型晶体之间的晶体----过渡晶体。 Fe 知识回顾 化合物 键型 离子键的百分数 电负性差值 CsCl 离子键 75% 3.16 ― 0.79 ＝ 2.37 HCl 极性共价键 20% 3.16 ― 2.22 ＝ 0.94 Cl2 非极性共价键 0 3.16 ― 3.16 ＝ 0 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。 可以用离子键成分的百分数来简单描述。 离子键的百分数是依据电负性差值计算的。 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 1.离子键百分数： 依据电负性的差值计算 离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体， 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 一般,当电负性的差值△χ >1.7时，离子键的百分数大于50%。可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大。 2.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 1.四种典型晶体类型都存在过渡晶体 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 P2O5 SO3 Cl2O7 分子晶体 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 概念：介于某两种晶体类型之间的晶体 一、过渡晶体 5 《迷人的材料》 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。 二、混合型晶体 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？ 为什么？ 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 共价晶体 ？晶体 ？结构 思考与讨论 石墨晶体是片层堆叠结构， 同层内碳原子以共价键(σ键)结合， 层与层之间靠范德华力维系。 石墨晶体层状结构 1.概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 例：石墨晶体内既有共价键，又有类似金属键的非定域键，还有范德华力， 因此称为混合型晶体，兼具共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征。 范德华力 共价键 二、混合型晶体 石墨结构 ①同层内，碳原子间以sp2杂化（形成3个sp2杂化轨道，与其他3个C相连，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面 ）形成共价键， 每个碳原子与另外3个碳原子相联，形成正六边形的环，伸展形成片层结构。 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层与层间以范德华力结合力，作用力弱，层与层之间易于断开而滑动，所以石墨质软，可作润滑剂。 2p C ↑ ↑ sp2 ↑ ↑ 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 为什么石墨比金刚石质软但熔点高？ 思考与讨论 石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm，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 对点训练 石墨结构未参与杂化的p轨道 ③石墨在同一平面(同层中)每个碳原子均剩余一个未参与杂化的含1个电子的p轨