3.3.3 过渡晶体和混合型晶体 课件 2022-2023学年高二化学人教版（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 第3课时 过渡晶体和混合型晶体 过渡晶体 思考：晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 Fe 过渡晶体：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。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的 百分数/% 62 50 41 33 第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数 化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键 P2O5 SO2 Cl2O7 既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体 当作离子晶体 当作共价晶体 离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 分子晶体 离子键成分的百分数更小 共价键不再贯穿整个晶体 过渡晶体 四类晶体都有过渡型，偏向某种晶体类型的过渡晶体，就当作该类型的晶体处理。 过渡晶体 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。 思考：离子键的百分数与元素的什么性质有关？ 混合型晶体 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 (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) 《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。 【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？ 从二维结构看属于何种类型的晶体？ sp2杂化，通过三个共价键形成平面六元并环结构。 石墨 范德华力 分子晶体 【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？ 混合型晶体 共价晶体 【思考3】石墨为何可导电？从结构上做出解释。 C原子的配位数为3，未参与杂化的2p电子相互平行重叠，形成离域π键，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，类似金属晶体的导电性。 混合型晶体 石墨结构中未参与杂化的p轨道 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。 石墨性质特征 熔点高、质软、能导电 共价晶体特征 金属晶体特征 石墨结构特征 层状结构 混合型晶体 层平面内，C原子共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。 层与层之间靠范德华力维系，作用力弱，容易滑动，所以石墨质软，可作润滑剂。 混合型晶体：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。石墨晶体是一种典型的混合型晶体。 石墨晶体层状结构 石墨和金刚石对比 ②若石墨晶体中含1molC，则含有C—C 键的数目 。 1.5NA ①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________。 3 3 2 2 2∶3 金刚石结构 ①金刚石中碳原子与碳碳键个数比为 。 1∶2 ②质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为 ,两者碳碳键的个数比为 。 1∶1 4∶3 理综4——11 金刚石、石墨烯和石墨炔的局部结构如图所示。 下列有关叙述正确的是（ ） A．三者互为同分异构体 B．石墨炔的化学性质比金刚石更稳定 C．金刚石中原子数和共价键数之比为1∶4 D．石墨烯中碳原子数与六元环数之比为2∶1 D 资料卡片 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子，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子骨架结合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。 六元环 单链 双链 资料卡片 纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米（10－9 m）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。 金属铅的晶粒大小与熔点的关系如下表所示： r/nm 5 10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 T/K 34.7 144 29