3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时（教学课件）化学人教版选择性必修2

第2课时 过渡晶体 与混合型晶体 人教版选择性必修2 3.3　 金属晶体与离子晶体 第3章 晶体的结构与性质 混合型晶体 2 过渡型晶体 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.了解过渡型晶体的概念及相关分析。 2.了解混合型晶体的概念。 3.掌握石墨晶体的性质及其分析。 我们前面已经学过了几种晶体的结构与性质，一起来回顾一下： 晶体类型 金属晶体 离子晶体 分子晶体 共价晶体 构成微粒 物质类别 物理性质 决定熔沸点高低的因素 导电性 金属阳离子、 自由电子 阴、阳离子 分子 原子 金属单质、合金 非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、酸、大多数有机物 某些单质如硅、锗等，某些非金属化合物如二氧化硅、碳化硅等 硬度和密度较大，熔沸点较高 硬度和密度较大，熔沸点较高 硬度和密度较小，熔沸点较低 硬度和密度大， 熔沸点高 金属键强弱 离子键强弱 范德华力（或氢键）的强弱 共价键的强弱 固态、熔融均可导电 熔融或溶于水能导电 某些溶于水能导电 不导电（硅、锗是 半导体） 强碱、活泼金属 氧化物、大部分盐 引·新课导入 共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 但是，晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 引·新课导入 01 过渡晶体 过渡晶体 化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。 晶体是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。 偏向离子晶体的过渡晶体当做离子晶体处理，如Na2O； 偏向共价晶体的过渡晶体当做共价晶体处理，如Al2O3、SiO2。 分析下表中数据，如何理解化学键的组成？如何理解晶体类型？ 探·知识奥秘 过渡晶体 观察表格可以发现：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。 过渡晶体 介于某两种晶体类型之间的晶体 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 探·知识奥秘 过渡晶体 思考：Na2O、MgO、Al2O3 、SiO2化学键中离子键成分为何逐渐减少？ 因为各个元素与氧元素的电负性差值逐渐减小。 请推测P2O5、SO3、Cl2O7的离子键成分变化趋势？ 百分数小于33，且逐渐减少 探·知识奥秘 过渡晶体 四种典型晶体类型都存在过渡晶体。 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子晶体 共价晶体 P2O5 SO3 Cl2O7 分子晶体 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 1.正误判断： (1)自然界中的晶体主要属于四类典型晶体。(　　) (2)分子晶体可看作共价晶体过渡而来。(　　) (3) Al2O3含有金属元素,属于离子晶体。(　　) × × √ 析·典型范例 11 2. 下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是(　　) A．N2O3 B．P2O3 C．As2O3 D．Bi2O3 A 析·典型范例 12 3.下列说法不正确的是( ) A.是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理； 是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理 B.中离子键的百分数为，则 不是纯粹的离子晶体， 是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 C.通常当作离子晶体来处理，因为 是偏向离子晶体的 过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近 D.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型 A 析·典型范例 13 02 混合型晶体 混合型晶体 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 熔点均较高，金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电。 原因：结构决定性质。 探·知识奥秘 混合型晶体 石墨晶体二维平面结构 sp2杂化 平面六元并环结构 sp3杂化 金刚石晶体结构 探·知识奥秘 混合型晶体 石墨的层状结构 层与层之间靠 范德华力维系 层与层之间易于断开而滑动，石墨质地较软，常用作润滑剂。 观察石墨晶体的结构，图中数据的意义是什么？决定了石墨的什么性质？ 碳原子的 核间距 层间 距离 C-C共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。 探·知识奥秘 混合型晶体 石墨结构中未参与杂化p轨道 未参与杂化p轨道，且有一个电子。 p轨道中的电子能在整个碳原子平面运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性，且导电性只能沿石墨平面的方向。 层与层距离较远。 探·知识奥秘 混合型晶体 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 石墨结构特征 范德华力维系 分子晶体特征 混合型晶体 石墨结构中未参与杂化的p轨道 层状结构 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。金属离子则以离子键与阴离子或阴离子骨架结构。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。 拓展 探·知识奥秘 混合型晶体 拓展 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。 探·知识奥秘 1.正误判断： (1)石墨为混合型晶体,因层间存在分子间作用力,故石墨的熔点低于金刚石的熔点。(　　) (2)纳米材料可提高材料的磁性。(　　) (3)同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质。(　　) × × √ 析·典型范例 22 2.下列性质能说明石墨具有分子晶体的性质的是(　　) A.晶体能导电 B.熔点很高 C.硬度小 D.燃烧产物是CO2 C 析·典型范例 23 3.石墨晶体是层状结构,在每一层内,每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是(　　) A.10 B.18 C.24 D.14 D 析·典型范例 24 3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡型晶体 混合型晶体 过渡型晶体的概念 过渡型晶体的判断 混合型晶体的概念 石墨晶体分析 理·核心要点 1. 判断正误 (1)纯粹的典型晶体是没有的(　　) (2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小(　　) (3)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限于晶体微观空间的一个个分子中(　　) (4)四类晶体都有过渡型(　　) (5)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3(　　) (6)石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行(　　) (7)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高(　　) × × × √ √ √ √ 练·技能实战 C 2.下列关于第三周期主族元素的氧化物形成的晶体的说法正确的是(　　) A.氧元素与钠元素电负性相差很大,所以Na2O是纯粹的离子晶体 B.MgO不具有共价晶体的性质 C.SiO2是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,但常看作共价晶体 D.P2O5、SO3是纯粹的分子晶体,晶体中没有离子键成分 练·技能实战 C 3.以下有关石墨晶体的说法中，错误的有( ) ①石墨中仅存在分子间作用力；②石墨是混合型晶体； ③石墨中的C原子为 杂化；④石墨熔、沸点都比金刚石低； ⑤石墨中碳原子数和数之比为 ；⑥石墨和金刚石的硬度相同； ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同； ⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2 A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 练·技能实战 C 4.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度 的晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是( ) A.从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键 B.石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化 轨道含 轨道与 轨道 C.石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力，层内碳原 子间存在共价键，能导电 D.石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 人教版选择性必修2 $