3.3.3 过渡晶体与混合晶体 课件-2024-2025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 高二化学 第3课时 过渡晶体和混合型晶体 思考：那么，晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 我们已经学习了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。 共价晶体 金属晶体 离子晶体 分子晶体 CO2 NaCl SiO2 Cu 事实上，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。 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 ③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。 ①四种典型晶体类型都存在过渡晶体。 介于某两种晶体类型之间的晶体。 1、过渡晶体 (1)定义： 离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。 (2)过渡晶体要点： 提示：离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。 电负性差值大于1.7通常形成离子键。 电负性差值小于1.7通常形成共价键。 一、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 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 介于典型晶体之间的晶体 离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。 一、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 P2O5 SO2 Cl2O7 当作离子晶体处理 当作共价晶体处理 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 离子键的百分数取决于电负性的差值， 电负性差值越大，离子键的百分数越大。 二、混合型晶体 ①所有碳原子均采取_______，形成____________结构 ②碳原子与碳碳键个数比为________. sp2杂化 平面六元并环 金刚石碳原子均采取_______，形成____________结构 sp3杂化 三维骨架 2︰3 金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________. 1︰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 石墨 二、混合型晶体 ③石墨晶体是层状结构 ④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 各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软 石墨 二、混合型晶体 石墨结构中未参与杂化的p轨道 ⑤石墨有类似金属晶体的导电性。 有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠（即形成π键）,使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动, 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。 石墨的导电性只能沿石墨平面方向 石墨 二、混合型晶体 2.混合型晶体 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。 在考量大量晶体后，人们发现，许多晶体不能归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。 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 层平面每个C原子周围连接3个C，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。 层中每个碳原子均剩余一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道平行重叠，形成离域大π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。 类似共价晶体 类似分子晶体 石墨能导电，类似金属晶体 离域大π键:多个平行的p轨道肩并肩重叠而成的键，简称大π键 石墨晶体的结构与性质 C70 C540 C240 碳纳米管 单层石墨片 C60 几种碳单质 合成方法：高压合成和低压合成 如何将混合晶体转化成共价晶体的？ 思考与交流 通过改变层间距离，实现电子云重叠，形成共价键 ①金属氧化物(K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质是金属晶体。 三、晶体类型的两种判断 (1)依据物质的分类判断 一般来说，低熔、沸点的化合物属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质属于共价晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。 三、晶体类型的两种判断 (2)根据各类晶体的特征性质判断 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 资料卡片：硅酸盐 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。 科学◎技术◎社会 🔬 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 34.7 144 294 420 473 502 520 533 542 549 554 559 科学.技术.社会 纳米晶体 晶体 微粒组成 作用力 金属晶体 离子晶体 物理特性 特有应用 结构 种类 决定 决定 分子晶体 共价晶体 过渡型晶体 混合型晶体 【课堂小结】 $$