3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体与混合型晶体（教学课件）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

该高中化学课件聚焦过渡晶体与混合型晶体，通过“晶体类型是否有绝对界限”的问题导入，对比离子、金属、共价、分子晶体，搭建从典型晶体到过渡晶体的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，以电负性数据表格分析过渡晶体离子键成分变化，结合石墨sp²杂化、层内大π键与层间范德华力解析混合型晶体，课堂练习强化理解。助力学生深化结构决定性质的认知，教师可高效实施教学。

第三节 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体与混合型晶体 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 第三章 晶体结构与性质 01.过度晶体 知识导航 02.混合型晶体 引·新课导入 请你思考！ 晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体 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 过渡晶体 01 “ ” 问题思考 请你思考！ Na2SiO3 与 Na2CO3 组成看似相似，结构是否相似？ 在Na2SiO3固体中并不存在单个的简单SiO32－，Si通过共价键与4个O原子相连，形成硅氧四面体。硅氧四面体通过共用顶角O原子而连成较大的链状硅酸盐{SiO32－}∞单元(如图所示)，带负电的链状硅酸盐{SiO32－}∞单元与金属阳离子以离子键相互作用。 探·知识奥秘 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。 一、过渡晶体 硅酸盐 大多数晶体是四种晶体之间的过渡晶体。 探·知识奥秘 1.过渡晶体 一、过渡晶体 ⑴介于某两种晶体类型之间的晶体。 ⑵仅以离子晶体和共价晶体的过渡为例来说明。 ①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 氧化物 Na₂O MgO Al₂O₃ SiO₂ 离子键的百分数/% 62 50 41 33 Na、Mg、Al、Si四种元素氧化物的化学键中离子键成分逐渐减少 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 “ ” 问题思考 请你思考！ 离子键的百分数和什么因素有关？ 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 离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大。 “ ” 问题思考 请你思考！ 第三周期后几种元素的氧化物的晶体类型又会怎样变化呢？ 成因分析 元素性质 电负性差值 化学键类型 成键微粒 P2O5、SO3、Cl2O7的离子键成分变化趋势逐渐减少 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 P2O5 SO3 Cl2O7 分子晶体 四种典型晶体类型都存在过渡晶体 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 探·知识奥秘 2.过渡晶体的判断 一、过渡晶体 ②偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。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。 ①偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。 ③偏向分子晶体的过渡晶体则当作分子晶体来处理，如P2O5 SO3 Cl2O7等。 探·知识奥秘 3.举例分析过渡晶体 一、过渡晶体 第三周期元素的氯化物及其晶体类型 MgCl2 SiCl4 SF6 离子晶体 NaCl Mg Al Si P S 分子晶体 Cl2 AlCl3 过渡晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 Na 共价晶体 “ ” 问题思考 请你思考！ 同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？ 你认为是什么造成了这种差异？ 金刚石部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1) 3550℃ 10 2.11*10-13 石墨部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1) 3850℃ 1 2.5*103 混合型晶体 02 “ ” 问题思考 请你思考！ 同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？ 你认为是什么造成了这种差异？ 实验测定，石墨的熔点高达 3850 ℃，这说明石墨晶体具有共价晶体的特点。但是，石墨很软并且能导电，是非常好的润滑剂，这说明它又不同于共价晶体。那么，石墨究竞属于哪种类型的晶体呢? 探·知识奥秘 meiyangyang8602 1.混合型晶体 二、混合型晶体 meiyangyang8602 meiyangyang8602 石墨性质特征 熔点高、 质软、 能导电 共价晶体特征 金属晶体特征 分子晶体特征 共价键 范德华力 金属键 石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，我们将这类晶体称为混合型晶体。 “ ” 问题思考 请你观察！ 石墨晶体的结构 石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，我们将这类晶体称为混合型晶体。 探·知识奥秘 2.石墨晶体结构 二、混合型晶体 键能很大，所以石墨化学性质稳定! 同层中的每个碳原子与邻近的三个碳原子以共价键相结合 sp2 杂化 142 pm 探·知识奥秘 2.石墨晶体结构 二、混合型晶体 未参与杂化的轨道上的电子可在层内运动 有金属键的性质 层内碳原子之间 共价键 sp2杂化 层与层碳原子之间 范德华力 探·知识奥秘 2.石墨晶体结构 二、混合型晶体 石墨晶体中的二维平面结构 120° 碳原子杂化方式： 347KJ·mol-1 键角： 键长： 键能： 0.154nm sp2 实验测得：石墨晶体是层状结构的，层内的碳原子的核间距为142 pm，层间距离为335 pm。 探·知识奥秘 2.石墨晶体结构 二、混合型晶体 ⑴石墨的晶体具有层状结构,同一层中的每个碳原子与邻近的3个碳原子以共价键相结合,形成无限的六边形平面网状结构。每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,并含有1个未成对电子,能形成遍及整个平面的大π键 电子可在整个碳环网状平面上运动 探·知识奥秘 2.石墨晶体结构 二、混合型晶体 ⑶层与层之间以范德华力结合。 ⑷石墨晶体既含有共价键,又有范德华力,同时还存在类似金属键的作用力,这类晶体称为混合型晶体。石墨熔点高、质软、能导电。 ⑵碳原子采取sp2杂化,C—C键之间的夹角为120°。 练·课堂练习 meiyangyang8602 二、混合型晶体 1.石墨晶体是层状结构（如图），下列有关石墨晶体的说法正确的一组是（　　） ①石墨层与层间靠范德华力维系　②石墨中的C为sp2杂化　③石墨的熔、沸点都比金刚石低　④石墨和金刚石的硬度相同　⑤石墨层内导电性和层间导电性不同 A.全对 B.①②③ C.①②⑤ D.②③④ C 探·知识奥秘 二、混合型晶体 3.纳米晶体 探·知识奥秘 二、混合型晶体 3.纳米晶体 ①纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米（10-9 m） 量级的晶体。 ②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。 ③当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。 “ ” 问题思考 请你思考！ 米晶体为什么会有不同于大晶体的特性呢？ 由此可见，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 探·知识奥秘 4.晶胞密度的计算 二、混合型晶体 1 pm = 10-10cm 1 nm = 10-7cm ρ (密度) = m (质量) V (体积) = N×M×1030 NA ×a3 设晶胞棱长均为 a pm，注意转换单位 每个铜晶胞含____个铜原子 4 探·知识奥秘 四种晶体的比较 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，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 探·知识奥秘 四种晶体的比较 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 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、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 理·核心要点 过渡晶体与混合型晶体 过度晶体 混合型晶体 过渡晶体 过渡晶体的判断 混合型晶体 石墨晶体结构 纳米晶体 晶胞密度的计算 举例分析过渡晶体 练·课堂练习 2.某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下： 根据这些数据分析，属于分子晶体的是( ) A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4 C.NaCl、CaCl2 D.全部   NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 －68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 B 练·课堂练习 meiyangyang8602 meiyangyang8602 meiyangyang8602 3.按要求完成以下题目： (1)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：           。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/ 442 -34 29 143 (2)已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 NaCl SiCl4 GeCl4 SnCl4 熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是           。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因           。 SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高 钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体 同族元素的电子层数越多，其熔点越高，SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大 练·课堂练习 meiyangyang8602 4.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示，下列关于这两种晶体的说法正确的是( ) A.六方相氮化硼与石墨一样可以导电 B.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 C.两种晶体均为分子晶体 D.六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为平 面三角形 D 练·课堂练习 meiyangyang8602 meiyangyang8602 5.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 Thank You https://www.zxxk.com/user/13354804 感谢 您的聆听 新人教版 化学 选择性必修2 物质结构与性质 $