3.3.3过渡晶体和混合晶体及四类典型的晶体比较 讲义 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

过渡晶体和混合晶体及四类典型的晶体比较 【核心素养发展目标】 1.从化学键变化上认识过渡晶体，理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的，知道介于典型晶体之间的过 渡品体是普遍存在的 2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体—石墨 3.能借助四类典型晶体的模型认识晶体的结构特点 【主干知识梳理】 一、过渡品体与混合型晶体 1.过渡品体 (①)四类典型晶体：是分子晶体、共价品体、金属晶体和离子品体 (2)过渡晶休的定义：由于粒子间的作用存在键型过渡，即使组成简单的晶体，也可能介于离子品体、共价晶体、 金属品体、分子晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是四类 典型晶体之间的过渡晶体 (③)过渡晶体的形成一以离子晶体和共价晶体之间过渡为例 儿种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O Mgo Al203 SiOz 离子键的百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中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 结论 价键，这些品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 品体之间的过渡品体 ①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：NO 等，同样，偏向共价品体的过渡品体则当作共价品体来处理，如：AlO3、SiO2等 ②第三周期后几种元素的氧化物如P2O、$O3、C12O,等都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小，而且 共价键也不再贯穿整个品体 ③四类典型晶体都有过渡晶体存在 2.混合型晶体—石墨 ()结构特点一层状结构 同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构（如图1）。因此，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（如 图2)。石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，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（如图3）。 石墨晶体中的二维平面结构 石墨的层状结构 石墨结构中未参与杂化的p轨道 图1 图2 图3 (2)石墨的多性” ①具有共价品体属性：在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另 外三个碳原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成层状结构，层内的碳原子核间 为为142pm,这正好属于共价晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是共价品体 ②具有金属品体属性：在同一平面内的碳原子还各剩下一个P轨道，所有的p轨道相互重叠，电子比较自由， 相当于金属晶体中的自由电子，而石墨能导热和导电，这正属于金属晶体的特征 ③具有分子晶体属性：石墨晶体中层与层之间相隔335pm,距离较大，层间是以范德华力结合起来的，即层 与层之间属于分子晶体。但是，由于同一平面层上的碳原子间的结合力很强，键很难被破坏，所以石墨的熔 点也很高，化学性质也很稳定 (③)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体 ()石墨的物理性质 ①导电性、导热性：石墨品体中，由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子 平面中运动，类似于金属晶体的导电性，所以石墨能导电、导热，并且沿层的平行方向导电性强，这也是晶 体各向异性的表现 ②润滑性：石墨晶体层与层之间存在范德华力，结合力弱，层与层之间可发生相对滑动，使之具有润滑性。可 用作润滑剂、铅笔笔芯等 ③高熔、沸点：石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔点很高 (⑤石墨与金刚石的比较 金刚石 石墨 晶体类型 共价晶体 混合晶体 晶体结构特征 正四面体空间网状结构 平面正六边形层状结构 微粒间作用力 共价键 共价键、范德华力 构成微粒 碳原子 碳原子 最小环形状和碳原子数 6个碳原子不共面 6个碳原子共平面 碳原子的杂化方式 sp3杂化 sp2杂化 碳原子成键数 4 3 碳原子有无利余价电子 无 有一个2p电子 键角 10928 120° 每个环上碳原子数 6×112=12 6×13=2 每个环上共价键数 6×16=1 6×12=3 碳原子个数与C一C键数之比 6×112:6×16=1:2 6×13:6×12=2:3 键长 金刚石中C-C>石墨中C-C 键能 金刚石<石墨 稳定性 金刚石<石墨 熔、沸点 金刚石<石墨 两者关系 同素异形体 【对点训练1】 1.下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是() A.N2O; B.P2O C.As2O3 D.BizO3 2.下列关于过渡晶体的说法正确的是() A.石墨属于过渡品体 B.SO2属于过渡晶体，但当作共价品体来处理 C,绝大多数含有离子键的品体都是典型的离子品体 D.NaO晶体中离子键的百分数为