3.3 金属晶体与离子晶体 课件 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修二 第三章第三节 （金属晶体与离子晶体） 人民教育出版社高中化学 新课导入 【知识回顾】金属具有哪些共同的物理性质？金属为什么具有这些性质？ 铁锅 导热性 铜丝 导电性 金箔玫瑰花 延展性 金属键与金属的物理性质 1. 电子气理论简介 “电子气理论”：把金属键描述为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起。金属晶体和共价晶体一样，是一种“ ”。 金属晶体的电子气理论示意图 价电子 巨分子 电子气 金属键与金属的物理性质 金属键 金属 阳离子 自由 电子 金属键 (在金属晶体中，原子之间以金属键相互结合) 金属键的本质 金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用 金属键与金属的物理性质 2．金属键 （1）概念： 和 之间的较强作用力。 （2）成键微粒： 和 。 （3）成键条件： 。 （4）成键本质：“ ”理论 （5）特征：金属键 (有或没有)方向性和饱和性。 金属离子 自由电子 金属阳离子 自由电子 在金属单质或合金中可以形成 电子气 没有 金属键与金属的物理性质 不同的金属其构成原子不同，原子间所形成的金属键强弱不同，故物质的物理性质差别很大。 如何解释呢？ 金属键与金属的物理性质 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以金属有良好的延展性。 【注意】金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子形成的 键 (有或没有)被破坏，延展性是金属键没有 性的体现。 【思考1】金属为什么具有良好的延展性？ “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 金属 没有 方向 金属键与金属的物理性质 【思考2】 “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 纯铝硬度不大，形成硬铝合金后，熔点变低、硬度变大、延展性变差，金属形成合金后为什么有些物理性质会发生很大的变化? 纯金属内所有原子的大小和形状是相同的，原子的排列十分规整，而合金中掺入了或大或小的其它元素的原子，就像在滚珠之间掺入了细小而坚硬的沙土或碎石一样，改变了金属原子 使原子之间的相对滑动变的困难，会使这种金属的 性甚至 发生改变。 规则的层状结构 延展 硬度 金属键与金属的物理性质 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - 金属容易导热，是由于 运动时与 引起两者能量的交换，碰撞把能量从温度 的部分传到温度 的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 【思考3】金属为什么容易导热？ “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 自由电子 金属阳离子 高 低 金属键与金属的物理性质 在 条件下 就会发生定向运动，因而形成 所以金属容易导电。 加热时，金属阳离子的振动加强，阻碍自由电子的运动，因而金属的电阻随温度升高而增大。 【思考4】金属的导电性以及金属的电阻随温度的变化 “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 外界电场 自由电子 电流 金属键与金属的物理性质 【思考4】金属的导电性以及金属的电阻随温度的变化 “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 不一定 【注意】 ①金属晶体具有导电性，但能导电的物质 (一定或不一定)是金属。如 、 能导电 ②金属导电的粒子是自由电子，导电过程是 变化。 石墨 部分有机高分子 物理 金属键与金属的物理性质 【思考5】金属的导电性随温度升高会如何变化? “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 由于电子气中的自由电子在热的作用下运动速度加快，运动紊乱性增强，自由电子与金属原子频繁碰撞的缘故，所以金属的导电性随温度的升高而 。 判断：金属晶体能导电，能导电的物质一定是金属（ ） 降低 ❌ 金属键与金属的物理性质 【思考6】为什么金属或合金大都有特殊的金属光泽，粉末常呈暗灰色或黑色? “电子气理论”解释金属的通性 金属晶体 自由电子可以吸收所有频率的光并很快放出，使金属不透明且具有银白色金属光泽（除铜、金、铯、铅等外）。而金属在粉末状态时，晶格排列 ，吸收可见光后反射不出，所以金属粉末常呈暗灰色或黑色。 不规则 金属键与金属的物理性质 【课堂练习】关于金属性质和原因的描述不正确的是（ ） A. 金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电 B. 金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量 C. 金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键 D. 金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系 E. 金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 D E 金属晶体 1. 定义：金属阳离子与自由电子之间通过 作用形成的晶体。【金属(除汞外)在常温下都是晶体】 2. 构成微粒及微粒间作用力 ①构成微粒： ②微粒间作用力： 【思考1】金属键影响物理和化学性质吗？金属晶体熔化时破坏的作用力是什么？ 金属键 金属阳离子、自由电子 金属晶体中只存在金属键 所以金属键影响物理、化学性质 金属键 金属键 金属晶体 【观察分析】对比锂、钠、镁、铝、钾的原子结构、价电子数和熔沸点的数据，分析金属晶体的熔沸点与哪些因素有关? 晶体 离子半径/pm 电荷数 熔点/℃ 沸点/℃ Li 76 1 180 1340 Na 102 1 97.72 883 Mg 72 2 651 1107 Al 53.5 3 660 2324 K 138 1 63.65 759 金属晶体 金属晶体熔沸点的影响因素 （1）金属键强弱 （2）一般合金熔沸点 于各成分金属 （3）一般过渡金属 于主族金属 （4）金属晶体熔点差别较 ，一般熔、沸点较 但有部分熔点较低，如Cs、Hg等。汞在常温下是液体，熔点很低(-38.9℃)，而钨的熔点最高，高达3000℃以上。 半径越小 价电子数越多 金属键越强 熔、沸点越高 低 高 高 大 金属晶体 【思考2】已知碱金属元素的熔沸点随原子序数的增大而递减，解释原因。 【思考3】试判断钠、镁、铝三种金属熔沸点和硬度的大小并分析原因。 同主族元素，价电子数相同，从上到下金属阳离子半径依次增大，金属键依次减弱，熔沸点依次降低。 钠、镁、铝原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。 金属晶体 【练习1】正误判断 （1）在金属晶体中，不存在单个分子或原子，金属单质或合金属于金属晶体（ ） （2）金属阳离子被自由电子所包围（ ） （3）晶体中有阳离子一定有阴离子（ ） （4）晶体中有阴离子一定有阳离子（ ） 【练习2】K和 Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属 Cr低，原因是 ✓ ✓ ✕ ✓ K的原子半径大于Cr，金属键弱，熔沸点低。 金属晶体的常见堆积方式 （1）金属原子在二维空间中排列的两种方式 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间)，可有 种排列方式 2 配位数：金属原子周围最近的金属原子数 a：非密置层 配位数为 b：密置层 配位数为 。 4 6 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） ①简单立方堆积 为清晰起见，我们使金属原子不相接触，以便更好地考察这种堆积的晶胞。 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） ①简单立方堆积 堆积模型 典型代表 晶胞模型 原子相切 关系 边长a与金属原子半径r关系 配位数 晶胞中所含的原子数 简单立方堆积 Po 棱上2个 原子相切            a = 2r 6 空间利用率较低 1 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） ②体心立方堆积 堆积模型 典型代表 晶胞模型 原子相切 关系 边长a与金属原子半径r关系 配位数 晶胞中所含的原子数 体心立方堆积 Na K Fe 体对角线 上3个原子相切            √3a = 4r 8 空间利用率较高 2 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） 密堆积 面心立方最密堆积：按 ______ ___ 的方式堆积。 六方最密堆积：按 _________ _ 的方式堆积。 ABAB ……（AB型） ABCABC……（ABC型） 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） ③面心立方最密堆积 每三层形成一个周期(即ABCABC堆积) 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 A B A B C A 1 2 3 4 5 6 前视图 C 第三层“心对空” 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） B C A 堆积模型 典型代表 晶胞模型 原子相切 关系 边长a与金属原子半径r关系 配位数 晶胞中所含的原子数 面心立方最密堆积 Cu Ag Au 面对角线 上3个原子相切            √2a = 4r 12 空间利用率高 4 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） ④六方最密堆积 每两层形成一个周期(即ABAB堆积) 俯视图 A B A B A 正视图 金属晶体的常见堆积方式 （2）金属晶体的原子在三维空间里的几种常见堆积方式（图中不同颜色的小球都代表同一种金属原子） 1200 平行六面体 1200 堆积模型 典型代表 晶胞模型 原子相切 关系 边长a与金属原子半径r关系 配位数 晶胞中所含的原子数 六方最密堆积 Mg Zn Ti 四面体的4个顶点的原子相切            a = 2r （了解） 12 空间利用率高 2 新课导入 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 下列晶体构成微粒有什么共同点？ 离子键 1. 概念： 离子间的 作用 ①成键的微粒：阴、阳离子 ②实质：静电作用（引力+斥力） ③成键的条件： 元素 （或 ）和 元素 2. 离子键的特征： 方向性和饱和性 3. 影响因素： 和 。 离子半径越 ，所带电荷越 ，离子键越强。 阴、阳 静电 活泼金属 NH4+ 活泼非金属 无 离子半径 离子电荷数 小 多 离子晶体 1. 离子晶体的概念及特征 （1）概念：由 和 通过相互作用结合而成的晶体叫做离子晶体 （2）构成粒子与相互作用： ①构成微粒： 【大量离子晶体不是单原子离子，有的离子晶体中可能还存在电中性分子（如H₂O、NH₃等）。 例如CaCO3、K2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O等】 【思考】观察下列离子晶体中都含有哪些微观粒子？存在哪些作用力？ CaCO3 ； CuSO4·5H2O 。 ②相互作用： （还可能有 ） 阳离子 阴离子 阴、阳离子 Ca2+ CO32— 离子键、共价键 Cu2+ SO42— H2O 离子键、共价键、氢键、范德华力 离子键 共价键、氢键、范德华力 离子晶体 2. 常见的离子晶体： 、 大部分 、 金属氧化物、 过氧化物、 活泼碳化物（CaC2）、 氮化物（Mg3N2）。 强碱 盐 活泼 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 盐焗鸡，由客家人迁徙途中用盐包裹的“盐煨咸鸡”演变而来，其中鸡熟了盐却没化掉。但是做菜时加一抔水盐却溶解了。 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 ②揉捏食盐晶体，你的感受？ ①盐焗时，发现食盐都未熔融，说明了什么？ 硬度较大，难以压缩 熔点高 ③离子晶体这些物理性质与离子间的相互作用是否有一定的关系？离子晶体熔化和沸腾，需要破坏什么作用力？ 融化时破坏离子键 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 【教材88页思考与讨论】 我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为3410℃，而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢?离子晶体的熔点一定比分子晶体高吗?一定比共价晶体低吗? 化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃ CaO 2613 Na₂SO₄ 884 NaF 993 KCl 770 Ca₂SiO₄ 2130 NaCl 801 NH₄NO₃ 169.6 Na₃PO₄ 340 NaI 661 BaSO₄ 1580 CH₃COOCs 194 MgO 2852 LiPF₆ 200（分解温度） NaNO₂ 270 CaO 2614 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃ 化合物 熔点/℃ CaO 2613 Na₂SO₄ 884 NaF 993 KCl 770 Ca₂SiO₄ 2130 NaCl 801 NH₄NO₃ 169.6 Na₃PO₄ 340 NaI 661 BaSO₄ 1580 CH₃COOCs 194 MgO 2852 LiPF₆ 200（分解温度） NaNO₂ 270 CaO 2614 【归纳小结】 ①多数离子晶体的熔点较 ，但差异很 。[有的比共价（分子）晶体 ，少数也比共价（分子）晶体 。] 高 大 高 低 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 【思考】同为离子晶体, 为什么NaCl的熔点(801℃)高于CsCl的熔点 (645℃)? 为什么NaCl的熔点(801℃)低于MgO的熔点 (2852 ℃)？ 离子键强弱 熔、沸点 影响 离子半径（间距）离子所带电荷数 影响 晶体 离子间距/pm 电荷数 熔点/℃ NaCl 276 1 801 CsCl 290 1 645 MgO 205 2 2852 CaO 239 2 2576 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 （1）离子晶体熔点的影响因素： 离子所带电荷越 ，离子半径越 ，离子键越强，熔点就越高，硬度也越大。 影响程度： > 。 多 小 电荷数 离子半径 例1：比较熔沸点高低：NaCl NaBr NaI；NaCl KCl RbCl； 熔点MgO NaCl。 例2： 为什么冶炼 Mg 不用MgO？冶炼Na不用Na2O？ 例3： 如何理解NH4NO3的熔点远低于CaO? ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ 氧化物中离子所带电荷数多，离子键强，熔点高。 NH4NO3中离子所带电荷数少，离子半径大，离子键弱于CaO，熔点低。 离子晶体熔沸点影响因素与物理性质 （2）离子晶体的物理性质： ①多数离子晶体具有较 的熔点、沸点，难挥发，差距也较大。 ②离子晶体 而 。 ③离子晶体 导电，熔化或溶于水后 导电 ④大多数离子晶体易溶于 性溶剂（如H2O），难溶于 性溶剂（如汽油、苯、CCl4）遵循“相似相溶”规律。 高 硬 脆 不 可 极 非极 离子液体 在1914年就有人发现，引入有机基团可降低离子化合物的熔点，如C2H5NH3NO3的熔点只有 12℃，比NH4NO3低了158℃！到20世纪90年代，随着室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物的优异性质不断被开发利用，人们才意识到它们的巨大价值，并将它们定义为离子液体。大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。 【思考】左图物质常温下为液态而非固态，原因是： 离子所带电荷数少且离子半径大，离子键弱，熔点低。 典型离子晶体的晶胞结构分析 （1）堆积-填隙模型：①大离子（经常是阴离子）尽可能密堆积起来； ②小离子（经常是阳离子）填入堆积球之间的空隙去形成。 （2）配位数（C. N）：是指一个离子周围最近的异电性离子的数目。 CsCl NaCl 典型离子晶体的晶胞结构分析 -- Cl- --- Cs+ CsCl晶体的微观结构 典型离子晶体的晶胞结构分析 Cl- Cs+ CsCl 阳离子C. N： 配位多面体（一个离子周围最近的异电性离子组成的多面体的形状）： 阴离子C. N： 配位多面体： 8 立方体 8 立方体 典型离子晶体的晶胞结构分析 Cl- Cs+ CsCl 阳离子周围最近且等距的阳离子数目： 阴离子周围最近且等距的阴离子数目： 阴离子堆积方式： 6 6 简单立方堆积 阴离子堆积产生的空隙类型及数目 空隙类型 数目 填隙率     立方体 1 100% 典型离子晶体的晶胞结构分析 NaCl 阳离子C. N： 配位多面体： 阴离子C. N： 配位多面体： 6 正八面体 6 正八面体 典型离子晶体的晶胞结构分析 NaCl 阳离子周围最近且等距的阳离子数目： 阴离子周围最近且等距的阴离子数目： 阴离子堆积方式： 12 12 面心立方堆积 典型离子晶体的晶胞结构分析 NaCl 阴离子堆积产生的空隙类型及数目 空隙类型 数目 填隙率     正四面体 8 0 正八面体 1+12×(1/4)=4 100% 典型离子晶体的晶胞结构分析 6. 离子晶体的结构特点 （1）在离子晶体内，阴、阳离子按一定规律在空间排列。 （2）在离子晶体中不存在单个分子，但晶体里阴、阳离子数目比例是一定的。 NaCl、CsCl不表示分子式，只代表 式。离子晶体的化学式表示离子个数的 。 化学 最简整数比 过渡晶体 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 思考：还有其他类型的晶体吗？ 分子晶体 CO2 离子晶体 NaCl 共价晶体 SiO2 金属晶体 Cu 过渡晶体 （1）钠的卤化物熔点变化原因 【思考与讨论1】 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 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 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 过渡晶体 （2）硅的卤化物熔点变化原因 【思考与讨论1】 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 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。 硅的卤化物(SiX4) 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 过渡晶体 （3）钛的卤化物熔点变化原因 【思考与讨论1】 观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 根据所学和实验图像推测： TiF4是离子晶体，熔点较高； TiCl4 、 TiBr4、TiI4是分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力越强，所以熔点逐渐升高。 钛的卤化物(TiX4) NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 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 过渡晶体 第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数如下表所示： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的百分数 62 50 41 33 更小 化学键类型 既不是纯粹的_____键， 也不是纯粹的_____键。 离子键成分更小，共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中 晶体类型 通常当作_____晶体 通常当作____晶体 离子 共价 离子 共价 过渡晶体 【思考】 实验探究三 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 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 过渡晶体 第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数如下表所示： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的百分数 62 50 41 33 更小 化学键类型 既不是纯粹的_____键， 也不是纯粹的_____键。 离子键成分更小，共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中 晶体类型 通常当作_____晶体 通常当作____晶体 离子 共价 离子 共价 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 分子晶体 过渡晶体 从表格中可知：上述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 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的百分数/% 62 50 41 33 离子键的百分数更小 过渡晶体 资料1 氯化铝晶体的导电性随温度变化图 资料2 氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在 问题1：冶炼铝通常采用电解熔融Al2O3(熔点:2 054℃)的方法，为什么不电解熔融态AlCl3(熔点:192.6℃)？ 【思考与讨论2】 从资料1可知，当温度达到熔点时，AlCl3为液体，电导率几乎变到零，这说明体系中不存在自由移动的离子。结合资料2，AlCl3分子的结构，可知不能用电解熔融态氯化铝来冶炼铝 过渡晶体 问题2：判断AlCl3的晶体类型 【思考与交流2】 资料1 氯化铝晶体的导电性随温度变化图 资料2 氯化铝处于熔融态时，以二聚体的Al2Cl6的形式存在 结合资料2，AlCl3分子的结构，熔融态氯化铝为共价化合物，所以其为分子晶体； 综合以上两点：AlCl3中的化学键既有一定的离子性，又有一定的共价性，即AlCl3是介于离子晶体和分子晶体之间的过渡晶体。 结合资料1：AlCl3晶体的导电性随温度变化图，在接近熔点时导电性提高，说明体系中存在一定数量的离子，这些离子可以在一定范围内运动，推测固态氯化铝晶体是离子晶体； 混合型晶体 同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？你认为是什么造成了这种差异？ 硬度大，不导电 硬度小，可导电 共价晶体 ？ 混合型晶体 石墨晶 体中的 二维平 面结构 石墨 的层 状结构 共价晶体特征 分子晶体特征 混合型晶体 石墨的层状结构 石墨的导电性 金属晶体特征 混合型晶体 石墨晶 体中的 二维平 面结构 （1）层内，碳原子采取________杂化，以________相结合形成________________结构。所有碳原子未参与杂化的p轨道相互平行且相互重叠，形成 键，使p轨道中的电子可在__________________中运动。 sp2 共价键 平面六元并环 离域π 整个碳原子平面 混合型晶体 石墨 的层 状结构 因为石墨晶体的层间距离为335 pm，远大于正常化学键的键长。说明层与层之间没有化学键相连，是靠范德华力相结合的。 混合型晶体 （3）石墨和金刚石的结构差异 ①石墨中所有碳原子均采取 杂化，形成 结构。金刚石中所有碳原子均采取 杂化，形成 结构。 ②石墨层内C—C之间夹角为 。每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为 个。 每一个最小的碳环完全拥C—C键数为 个。石墨中C与C—C个数比为 。 金刚石中C与C—C个数比为 。 ③若石墨晶体中含 1molC，则含C—C键的数目 。 ④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 。 sp2 平面六元并环 sp3 三维骨架 120° 2 3 2:3 1:2 1.5 NA 1:1 4:3 混合型晶体 2. 晶体类型： 石墨中既存在 ，又存在________________， 同时具有类似金属晶体的 性。 同时具有共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征的晶体叫 晶体。 共价键 范德华力 导电 混合型 混合型晶体 3. 物理性质： 熔点高 共价键键长短，键能大 质软易滑 层与层之间的范德华力弱 能导电 存在离域π键 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 方向。 石墨平面 混合型晶体 4. 碳的不同形态的比较：   碳纳米管 晶体构成微粒         晶体中存在的作用力           晶体类型       混合型晶体 碳原子 碳原子、自由电子 C60分子 共价键 共价键 范德华力 类似“金属键” 共价键 范德华力 共价晶体 混合型晶体 分子晶体 【2023年全国甲卷节选】它们互为 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是______________。 同素异形体 金刚石 范德华力 混合型晶体 5. 石墨晶胞： 石墨的晶胞为六方晶胞，部分晶胞参数如图所示。晶胞参数：∠α=60°，∠β=120° B(0.667,0.333,0.5) （1）该晶胞含有的碳原子数为 ； （2）根据俯视图计算，石墨中的C—C键 长为_____ pm。 （3）若石墨的密度为ρ g/cm3，则石墨层 与层间的距离为 。 混合型晶体 低 【科学·技术·社会——纳米晶体】纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米(10-9 m)量级的晶体。仅以熔点为例，当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。 ①从金属铅的晶粒大小与熔点的关系图和表中，能得出什么结论?晶体颗粒小于200 nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越 。 因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200nm(或者250nm)时，其熔点会发生变化。 ②纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢? 主要原因是晶体的 。 表面积增大 混合型晶体 【总结1】晶体类型的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间 作用力 范德华力 (少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不 导电，部分溶于 水时可导电 固态时不导电，熔融时一定导电，能溶于水的溶于水时能导电 固态、熔融态时一定导电 大部分固态、熔融时都不导电 混合型晶体 【总结1】晶体类型的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属键强 共价键键长短、键能大的共价键稳定 混合型晶体 【总结2】晶体类型的判断：三看 ①看： ； ②看： ； ③看： （晶体的熔点、导电性、硬度和机械性能等） 混合型晶体 【总结3】晶体熔、沸点的比较 1. 首先看物质 一般情况下：固体 液体 气体。 2. 其次看物质所属 ，一般地 晶体> 晶体> 晶体。 3. 同种类型晶体的熔、沸点的比较。 混合型晶体 【课堂练习】下列7种物质在固态时都为晶体。 ①白磷（P4） ②水晶 ③氯化铵 ④氢氧化钙 ⑤氟化钠 ⑥过氧化钠 ⑦石墨 回答下列问题(填序号)： （1）不含金属离子的离子晶体是 。只含离子键的离子晶体是 ；既有离子键又有非极性键的离子晶体是 ；既有离子键又有极性键的离子晶体是 。 （2）既有范德华力又有非极性键的晶体是 ；熔化时既要克服范德华力又要破坏化学键的是 ；熔化时只破坏共价键的是 。 $$