3.3.2 过渡晶体 混合型晶体 课件-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 过渡晶体与混合型晶体 第2课时 1 1.概念 三、过渡晶体 过渡晶体:介于典型晶体之间的晶体 典型晶体 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 纯粹的典型晶体是不多的！ 大多数晶体是典型晶体之间的晶体 2 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 当作离子晶体处理 当作共价晶体处理 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 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。 三、过渡晶体 思考：分析石墨中微粒间作用力，石墨属于什么晶体？ 层间：范德华力 层内：共价键 石墨属于混合型晶体 1.概念 四、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。 四、混合型晶体 ①所有碳原子均采取_______，形成____________结构 ②石墨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 石墨晶体的二维平面结构 2.石墨晶体结构分析 石墨晶体各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软，而金刚石碳原子之间全部都以C-C共价键形成的立体网状结构，硬度很大。 四、混合型晶体 思考：如何从结构角度解释石墨和金刚石的硬度关系？ 石墨 金刚石 莫氏硬度 1-2 10 ③石墨有类似金属晶体的导电性。 石墨中碳原子都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 四、混合型晶体 思考：如何解释石墨具有导电性？ 各项异性 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、、（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。 单链 双链 硅酸盐 资料卡片 A 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 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 纳米晶体 科学·技术·社会 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？ 金属铅的晶粒大小与熔点的关系 50 100 150 200 200 400 600 0 T/K r/nm 晶体颗粒小于200 nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。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200 nm(或者250 nm)时，其熔点会发生变化 主要原因是晶体的表面积增大。 ②纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢? 科学·技术·社会 五、晶体类型的比较 1.依据：构成晶体的微粒、微粒间的作用 晶体类型的判断 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子 自由电子 阴、阳离子（可能有分子） 微粒间作用 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 （可能有共价键、氢键、范德华力） 四、晶体类型的比较 2.依据：物质的分类 晶体类型的判断 (4)离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类（含活泼金属元素的化合物及铵盐）。 (2)共价晶体： 金刚石、晶体硅、晶体硼；锗、灰锡；碳化硅、二氧化硅、 氮化硅等。 (1)分子晶体：大多数非金属单质(除晶体硼、金刚石、石墨、晶体硅等)、共价化合物（除SiC、SiO2、Si3N4等外）。 如几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 (3)金属晶体：金属单质（除汞、锗、灰锡外）、合金 共价晶体 3.依据：晶体的熔点 (4)离子晶体的熔点较高（离子液体除外） (2)共价晶体的熔点很高 (1)分子晶体的熔点低 (3)金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低 四、晶体类型的比较 晶体类型的判断 4.依据：导电性 (4)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 (2)共价晶体一般为非导体，但硅为半导体 (1)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 (3)金属晶体是电的良导体 四、晶体类型的比较 晶体类型的判断 5.依据硬度和机械性能判断 (4)离子晶体硬度较大、硬而脆 (2)共价晶体硬度大 (1)分子晶体硬度小且较脆 (3)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性合金的硬度比其成分金属大 四、晶体类型的比较 晶体类型的判断 四、晶体类型的比较 物质熔沸点高低的比较 1.首先看物质状态 一般情况下，固体>液体>气体 2.其次看物质所属晶体类型 一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。 四、晶体类型的比较 物质熔沸点高低的比较 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较 (1)分子晶体: ①看是否含有氢键 有分子间氢键的熔沸点高 有相同的分子间氢键，看氢键的个数， 个数越多，熔沸点越高 ②比较范德华力 组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高 ③比较分子极性 相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。 ④同分异构体的支链越多，沸点越低（熔点需要考虑对称性）。 四、晶体类型的比较 物质熔沸点高低的比较 (2)共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。 键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。 一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较 (3)金属晶体： ①金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，金属键越强， 金属的熔、沸点越高 ②合金的熔点比组成合金的纯金属低 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较 四、晶体类型的比较 物质熔沸点高低的比较 四、晶体类型的比较 物质熔沸点高低的比较 (4)离子晶体： ①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的 静电作用（离子键）就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高 ②离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较 $$