3.3.4过渡晶体与混合晶体 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（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 过渡晶体与混合型晶体 四类典型晶体 分子晶体 只含分子的晶体，如水、硫化氢等 共价晶体 原子间通过共价键 形成三维骨架结构的晶体， 如金刚石、二氧化硅等 金属晶体 金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体，如Cu 由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体，如NaCl、CsCl等 离子晶体 ①钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点如图所示。 X-半径增大，离子键减弱，熔点逐渐降低。 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 相对分子质量增大， 分子间作用力增加，熔点逐渐升高。 NaX为离子晶体 SiX4为分子晶体 【思考】(1)判断晶体的类型。 (2)解释熔点变化的原因。 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 ②TiF4熔点高于TiCl4 、 TiBr4、TiI4 ，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，解释原因。 (1)TiF4是离子晶体，熔点较高 (2)TiCl4、TiBr4、TiI4是分子晶体 Why? 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 →相同类型的化合物， 为什么有上述情况呢？ 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 2 3 4 5 377 -24.12 38.3 155 晶体中化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键； 这些晶体是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 性质上偏向离子晶体的，通常当作离子晶体，如Na2O——离子晶体； 同理Al2O3、SiO2——共价晶体。 以第三周期元素的氧化物为例 【思考】你是否记得化学键是如何根据电负性界定共价键和离子键类型？ 一般来说，两成键元素之间的电负性数值相差大于1.7，形成离子键 电负性数值相差小于1.7，形成共价键 一般来说，当电负性的差值 >1.7，离子键的百分数大于50%，可认为是离子晶体。 离子晶体 共价晶体 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。 P2O5 SO2 Cl2O7 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 【思考】第三周期后几种元素的氧化物的晶体类型如何变化？ 【思考】同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？ 同：熔点均较高 异：金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电 你认为是什么造成了这种差异？ 结构决定性质 石墨的结构： 石墨是 结构。 层状 碳原子均采取 杂化，形成平面六元并环结构，键角为 。 sp2 120° 层内碳原子以 键结合， 共价 层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm 层间靠 维系。 范德华力 【思考】石墨为什么很软? 各层之间是范德华力结合，分子间作用力较弱，层与层之间容易滑动，所以石墨很软。 【思考】石墨的熔沸点为什么很高？(高于金刚石) 每个碳原子还有一个未参与杂化的 2p 轨道（含有一个未成对电子） 它的2p轨道垂直于碳原子平面 所有的p轨道相互平行且相互重叠，形成遍及整个平面的大π键 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(大π键)故熔沸点很高。 【思考】石墨为什么能导电? 所有的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子层中运动。 但是相邻碳环网状平面间相隔较远 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。 这是晶体特征中的 。 各向异性 各层之间是范德华力结合，分子间作用力较弱，层与层之间容易滑动，所以石墨很软。 分子晶体 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(大π键)故熔沸点很高。 共价晶体 所有的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子层中运动（自由电子） 固体可导电。 金属晶体 【思考】石墨到底属于什么晶体？ 像石墨这样，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。 在考察大量的晶体后，人们发现，许多晶体不能被归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体四类晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。 3.碳元