3.3.3过渡晶体和混合型晶体 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章 分子结构与性质 第三节　分子晶体与共价晶体 第3课时 过渡晶体与混合型晶体 人教版选修第二册 揭示目标 1.从化学键变化上认识过渡晶体，理解纯粹的典型晶体是不多的。 2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨。 3.了解晶体类型的比较与判断方法。 学习目标 2 课前回顾 共价晶体 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 微粒：分子（包括稀有气体） 微粒：原子 微粒：金属阳离子 + 电子 微粒：阴、阳离子 作用力： 分子内 — 共价键 分子间 — 范德华力 + 氢键 作用力：离子键 作用力：共价键 作用力：金属键 1.四大晶体的性质比较 课前回顾 1.四大晶体的性质比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 作用力 影响因素 熔沸点 硬度 溶解性 导电性 代表物质 （范德华力） 相对分子质量、分子极性 （共价键） 键长短 → 键能大 （金属键） 离子半径、价电子数 （离子键） 离子半径、电荷 很低 很高 一般较高（差异大） 较高 小 大 一般较大 略硬而脆 相似相溶 难溶 不溶(有些与水反应) 多数可溶 固体、熔融不导电 （有些水溶液导电） 固体、熔融不导电 （半导体能导电） 固体、熔融时导电 固体不导电 熔融/水溶液导电 干冰(CO2)、冰(H2O) 金刚石(C)、SiO2 Cu、Zn NaCl、蓝矾 2.晶体熔沸点的比较 课前回顾 (1) 首先看物质的状态，一般情况下是固体 > 液体 > 气体； (2)再看物质所属类型，一般是共价晶体 > 离子晶体 > 分子晶体； (注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)； (3)结构类型相同时再根据相应规律进行判断，同类晶体熔、沸点比较思路： 共价晶体→共价键键能→键长→原子半径； 分子晶体→分子间作用力→相对分子质量； 离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径； 金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷数、金属阳离子半径。 三、过渡晶体与混合型晶体 事实上，纯粹的典型晶体是不多的。 大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。 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 离子键的百分数/% 62 50 41 33 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。 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 1.过渡晶体 三、过渡晶体与混合型晶体 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 离子键的百分数大，当作离子晶体处理。 离子键的百分数小，共价键贯穿整个晶体，当作共价晶体处理。 离子键的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，当作分子晶体处理。 离子 晶体 共价 晶体 分子 晶体 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 氯化铝晶体的导电性随温度变化图 氯化铝处于熔融态时， 以二聚体的Al2Cl6的形式存在 根据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； 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，熔融态氯化铝为共价化合物，所以其为分子晶体； 所以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。 从石墨的性质判断石墨可能属于那种晶体类型？ 思考与讨论 石墨部分物理性质 莫氏硬度 熔点 导电性 1 3850℃ 有 共价晶体特征 金属晶体特征 分子晶体特征 晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 称之为混合型晶体。 2.混合型晶体 三、过渡晶体与混合型晶体 层内 层间 每一层中 有共价晶体的特性 熔点高 层与层之间 依靠范德华力结合 层间可以相对滑动 有分子晶体的特性 质软,具有润滑性 未参与杂化的P轨道上有电子 该电子可在平面自由运动,石墨的导电性只能沿着石墨平面的方向 有金属晶体的特性 导电 碳原子采取sp2杂化,键角120° 以共价键相结合 形成平面六元并环结构 三、过渡晶体与混合型晶体 石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于典型的混合型晶体。 2.混合型晶体 混合型晶体的物理性质： 一般熔点高、易导电、能导热、质软易滑动。 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了，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。 资料卡片 纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米（10-9m)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。例如，金属铅的晶粒大小与熔点的关系 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。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。 资料卡片 1.石墨晶体中，层内C-C的键长为142 pm，而金刚石中C-C的键长为154 pm，回答下列问题。 (1)熔点：石墨____(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。 (2)石墨中C-C的键长小于金刚石中C-C键长的原因： __________________________________________________________________________________________________________________。 ＞ 金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在π键，电子层重叠程度大，所以C—C间的键长短 当堂检测 2.正误判断 (1) 电负性的差值越大，离子键成分的百分数越小 (2)在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体，而在分子晶体中共价键仅局限于晶体微观空间的一个个分子中 (3)石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 (4)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高 (5)纯粹的典型晶体是没有的 (6)四类晶体都有过渡型 (7)SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理 × √ √ × √ × √ 当堂检测 3.碳元素的单质有多种形式，如图所示，依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为__________________。 (2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化方式分别为_____、_____。 同素异形体 sp3 sp2 当堂检测 (3)C60属于_________晶体，石墨属于________晶体。 分子 混合型 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 $$