3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时（导学案）化学人教版选择性必修2

3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡型晶体与混合型晶体 一、知识目标 1.了解过渡型晶体的概念，能依据元素电负性差值等分析过渡型晶体化学键组成及类型判断，如判断、、、等晶体类型。 2.了解混合型晶体的概念，掌握石墨晶体的结构特点（如杂化、层状结构、未参与杂化的轨道等）及其与性质（熔点高、质软、能导电等）的关系。 3.了解硅酸盐和纳米晶体的相关知识，知道纳米晶体在性能上的新特性及原因。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识过渡型晶体和混合型晶体的性质差异，从微观上分析其化学键、晶体结构等对性质的影响，如通过分析石墨的微观结构解释其宏观性质。 2.证据推理与模型认知：通过分析元素电负性差值等数据，推理过渡型晶体的离子键成分变化，建立晶体类型判断的思维模型；通过对石墨晶体结构模型的认知，理解混合型晶体的特点。 3.科学探究与创新意识：通过对不同晶体性质和结构的探究，培养探究精神和创新思维，如探究纳米晶体不同于大块晶体特性的原因。 一、学习重点 1.过渡型晶体和混合型晶体的概念。 2.石墨晶体的结构与性质。 二、学习难点 1.过渡型晶体的判断。 2.石墨晶体结构与多种晶体特征的关联及对其性质的综合影响。 一、过渡晶体 1.定义：介于典型晶体之间的晶体 2.第3周期元素氧化物的晶体类型不同及其原因： （1）第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数 ①化学键既不是纯粹的 键，也不是纯粹的 键； ②离子键的百分数 50%,当作 晶体处理；离子键的百分数 50%，偏向 晶体,当作 晶体处理； ③P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作 晶体处理。 ④一般,当电负性的差值△χ 1.7时，离子键的百分数 50%。可认为是 晶体。电负性差值越 ，离子键的百分数越 。 （2）第3周期元素氧化物的晶体类型 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的 晶体。 ②一般偏向 晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的 晶体接近，通常当作 晶体来处理，如Na2O。 ③偏向 晶体的过渡晶体则当作 晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为 晶体。 3.规律： （1）四种典型晶体类型 存在过渡晶体； （2）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。 4.离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氧化物中离子键成分的百分数逐渐 。 二、混合型晶体——石墨 1.概念：晶体内同时存在若干种 的作用力，具有 晶体的结构和性质。 2.石墨晶体结构 （1）晶体模型 （2）结构特点 ①同层内，碳原子采用 杂化，以共价键相结合形成 平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互 ，p电子可在 平面中运动。 ②层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm,说明层间 化学键相连，是 维系的。 ③最小的环： 元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成 的环，伸展形成平面六元 结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3,键角为120°。 ④每个碳原子的配位数为 ，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，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，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，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 （3）晶体类型：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 晶体、 晶体、 晶体特征的晶体，称为 晶体。 （4）性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很 （层内碳原子之间全部为共价键，共价键能 ）、质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠 结合，范德华力 ，层之间易于 ）、易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在 运动，成为 电子）。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氧气中强热可以燃烧生成CO2。 （5） 石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 （一）课堂导入 【引导学生回顾】同学们，前面我们已经学习了几种晶体的结构与性质，现在请大家回忆一下，我们都学过哪些晶体类型呢？给大家一点时间思考，然后请几位同学来回答。（等待学生思考并请学生回答，引导学生说出金属晶体、离子晶体、分子晶体和共价晶体） 【展示生活实例】大家说得很准确。其实，这些晶体在我们的生活中无处不在。比如，金属晶体中的铜，广泛应用于电线电缆中，利用了它良好的导电性；离子晶体中的氯化钠，就是我们日常生活中食用的食盐；分子晶体中的干冰，常用于舞台造雾和食品保鲜；共价晶体中的金刚石，是自然界中最硬的物质，常被用于制作切割工具。 【提出疑问】但是，大家有没有想过，这些晶体类型之间存在绝对的界限吗？是不是所有的晶体都能严格地归为这四类典型晶体呢？就像我们生活中，有些事物并不是非黑即白，可能存在一些过渡状态。那么在晶体的世界里，会不会也有这样的“过渡晶体”呢？ 【引出同素异形体对比】接下来，老师再给大家介绍两种有趣的物质，它们都是由碳元素组成的单质，但是性质却截然不同。一种是金刚石，它非常坚硬，可以用来切割玻璃；另一种是石墨，它质地很软，常被用作铅笔芯。同样是碳元素组成的晶体，为什么它们的性质会有这么大的差异呢？这背后是不是隐藏着什么特殊的晶体结构秘密呢？带着这些疑问，让我们一起走进今天的课堂，探索过渡晶体与混合型晶体的奥秘。 （二）过渡型晶体 问题思考 1.我们之前学过哪些晶体类型？请举例说明这些晶体在生活中的应用。 2.什么样的晶体可能会出现过渡的情况？ 问题探究 1.观察教材中给出的、、、四种元素氧化物的相关数据表格，思考、、、化学键中离子键成分为何逐渐减少？ 归纳总结 1.请归纳过渡型晶体的概念和判断方法。 （三）混合型晶体 问题思考 1.对比金刚石和石墨的部分物理性质（金刚石熔点高、莫氏硬度10、不导电；石墨熔点高、莫氏硬度1、能导电），它们的性质存在哪些异同？你认为是什么造成了这种差异？ 2.石墨晶体结构中碳原子的核间距、层间距离等数据的意义是什么？决定了石墨的什么性质？ 问题探究 1.探究纳米晶体不同于大块晶体特性的原因。 归纳总结 1.请归纳石墨晶体作为混合型晶体的结构和性质特点。 1.下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　) A. 过渡晶体就是两种晶体简单混合在一起 B. 过渡晶体的化学键一定是离子键和共价键的简单组合 C. 过渡晶体是介于某两种晶体类型之间的晶体 D. 所有晶体都可以看作过渡晶体 - 2. 下列物质中属于过渡晶体的是(　　) A. B. C. D. 3. 下列氧化物中所含离子键成分的百分数最大的是(　　) A. B. C. D. 4. 下列关于金刚石和石墨性质差异的原因说法正确的是(　　) A. 是因为它们的元素组成不同 B. 是因为它们的化学键类型不同 C. 是因为它们的晶体结构不同 D. 是因为它们的物理状态不同 5. 下列性质中，石墨与金刚石不同的是(　　) A. 都是固体 B. 都能燃烧生成 C. 硬度 D. 都由碳元素组成 6. 下列性质能说明石墨具有金属晶体性质的是(　　) A. 熔点很高 B. 硬度小 C. 能导电 D. 燃烧产物是 一、过渡型晶体 1.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。 2.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。同样，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。 二、混合型晶体 1.石墨的结构： 层内是共价键连接起来的，有共价晶体的性质； 层间是范德华力，有分子晶体的性质； 石墨还具有导电性，有金属晶体的性质。 2.像石墨这种同时具有多种晶体性质的晶体，称为混合型晶体。 3.在考察大量的晶体后，人们发现，许多品体不能被归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体四类晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。 三、晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 （2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 （1）共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 （2）离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 （3）分子晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 （4）金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 1.正误判断。 （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(　　) 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 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sp²杂化；④石墨熔、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为2:3 ；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 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sp²杂化，每个sp²杂化轨道含1/3 s轨道与2/3 p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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡型晶体与混合型晶体 一、知识目标 1.了解过渡型晶体的概念，能依据元素电负性差值等分析过渡型晶体化学键组成及类型判断，如判断、、、等晶体类型。 2.了解混合型晶体的概念，掌握石墨晶体的结构特点（如杂化、层状结构、未参与杂化的轨道等）及其与性质（熔点高、质软、能导电等）的关系。 3.了解硅酸盐和纳米晶体的相关知识，知道纳米晶体在性能上的新特性及原因。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识过渡型晶体和混合型晶体的性质差异，从微观上分析其化学键、晶体结构等对性质的影响，如通过分析石墨的微观结构解释其宏观性质。 2.证据推理与模型认知：通过分析元素电负性差值等数据，推理过渡型晶体的离子键成分变化，建立晶体类型判断的思维模型；通过对石墨晶体结构模型的认知，理解混合型晶体的特点。 3.科学探究与创新意识：通过对不同晶体性质和结构的探究，培养探究精神和创新思维，如探究纳米晶体不同于大块晶体特性的原因。 一、学习重点 1.过渡型晶体和混合型晶体的概念。 2.石墨晶体的结构与性质。 二、学习难点 1.过渡型晶体的判断。 2.石墨晶体结构与多种晶体特征的关联及对其性质的综合影响。 一、过渡晶体 1.定义：介于典型晶体之间的晶体 2.第3周期元素氧化物的晶体类型不同及其原因： （1）第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数 ①化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键； ②离子键的百分数大于50%,当作离子晶体处理；离子键的百分数小于50%，偏向共价晶体,当作共价晶体处理； ③P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作分子晶体处理。 ④一般,当电负性的差值△χ>1.7时，离子键的百分数大于50%。可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大。 （2）第3周期元素氧化物的晶体类型 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般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，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③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。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 3.规律： （1）四种典型晶体类型都存在过渡晶体； （2）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。 4.离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氧化物中离子键成分的百分数逐渐减小。 二、混合型晶体——石墨 1.概念：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。 2.石墨晶体结构 （1）晶体模型 （2）结构特点 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。 ②层内的碳原子的核间距为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。 ③最小的环：六元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六元并环结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3,键角为120°。 ④每个碳原子的配位数为3，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，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，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，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 （3）晶体类型：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。 （4）性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）、质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）、易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氧气中强热可以燃烧生成CO2。 （5） 石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 （一）课堂导入 【引导学生回顾】同学们，前面我们已经学习了几种晶体的结构与性质，现在请大家回忆一下，我们都学过哪些晶体类型呢？给大家一点时间思考，然后请几位同学来回答。（等待学生思考并请学生回答，引导学生说出金属晶体、离子晶体、分子晶体和共价晶体） 【展示生活实例】大家说得很准确。其实，这些晶体在我们的生活中无处不在。比如，金属晶体中的铜，广泛应用于电线电缆中，利用了它良好的导电性；离子晶体中的氯化钠，就是我们日常生活中食用的食盐；分子晶体中的干冰，常用于舞台造雾和食品保鲜；共价晶体中的金刚石，是自然界中最硬的物质，常被用于制作切割工具。 【提出疑问】但是，大家有没有想过，这些晶体类型之间存在绝对的界限吗？是不是所有的晶体都能严格地归为这四类典型晶体呢？就像我们生活中，有些事物并不是非黑即白，可能存在一些过渡状态。那么在晶体的世界里，会不会也有这样的“过渡晶体”呢？ 【引出同素异形体对比】接下来，老师再给大家介绍两种有趣的物质，它们都是由碳元素组成的单质，但是性质却截然不同。一种是金刚石，它非常坚硬，可以用来切割玻璃；另一种是石墨，它质地很软，常被用作铅笔芯。同样是碳元素组成的晶体，为什么它们的性质会有这么大的差异呢？这背后是不是隐藏着什么特殊的晶体结构秘密呢？带着这些疑问，让我们一起走进今天的课堂，探索过渡晶体与混合型晶体的奥秘。 （二）过渡型晶体 问题思考 1.我们之前学过哪些晶体类型？请举例说明这些晶体在生活中的应用。 o答案：我们学过金属晶体（如铜，广泛应用于电线电缆中，利用了它良好的导电性）、离子晶体（如氯化钠，是我们日常生活中食用的食盐）、分子晶体（如干冰，常用于舞台造雾和食品保鲜）和共价晶体（如金刚石，是自然界中最硬的物质，常被用于制作切割工具）。 2.什么样的晶体可能会出现过渡的情况？ o答案：可能是在元素性质介于典型金属和典型非金属之间的元素形成的晶体，会出现过渡情况。例如、、、，它们体现了从离子晶体到共价晶体的过渡。 问题探究 1.观察教材中给出的、、、四种元素氧化物的相关数据表格，思考、、、化学键中离子键成分为何逐渐减少？ o答案：因为各个元素与氧元素的电负性差值逐渐减小。电负性差值与离子键成分的关系是：差值越大，离子键成分越高。、、、与氧元素的电负性差值逐渐减小，所以它们氧化物化学键中离子键成分逐渐减少。并且可以推测、、的离子键成分百分数小于33，且逐渐减少。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，如偏向共价晶体，常看作共价晶体。 归纳总结 1.请归纳过渡型晶体的概念和判断方法。 o答案：过渡型晶体的概念是化学键既非纯粹离子键，也非纯粹共价键，介于两种晶体类型之间。判断方法是依据元素与氧元素电负性差值，偏向某类晶体按该类处理，例如偏向离子晶体，、偏向共价晶体。 （三）混合型晶体 问题思考 1.对比金刚石和石墨的部分物理性质（金刚石熔点高、莫氏硬度10、不导电；石墨熔点高、莫氏硬度1、能导电），它们的性质存在哪些异同？你认为是什么造成了这种差异？ o答案：相同点是熔点均较高；不同点是金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电。原因是它们的晶体结构不同。 2.石墨晶体结构中碳原子的核间距、层间距离等数据的意义是什么？决定了石墨的什么性质？ o答案：共价键的键长很短，键能很大，决定了石墨的熔点很高；层与层之间靠范德华力维系，层间距离较远，层与层之间易于断开而滑动，决定了石墨质地较软，常用作润滑剂。 问题探究 1.探究纳米晶体不同于大块晶体特性的原因。 o答案：这需要同学们查阅相关资料进行深入探究。纳米晶体由于其尺寸小，具有较大的比表面积，表面原子数增多，表面能和表面张力较大，导致其在光学、电学、磁学、热学等性能上与大块晶体有很大差异。例如，纳米晶体的熔点可能会降低，催化活性可能会提高等。 归纳总结 1.请归纳石墨晶体作为混合型晶体的结构和性质特点。 o答案：结构特点：具有层状结构，碳原子杂化，形成平面六元并环；层间靠范德华力维系；存在未参与杂化的轨道，轨道中的电子可在平面运动。性质特点：熔点高（共价键键能大）；质软（层间易滑动）；能导电（沿平面方向），其性质特征体现了共价晶体、金属晶体和分子晶体的特征。 1.下列关于过渡晶体的说法正确的是(　　) A. 过渡晶体就是两种晶体简单混合在一起 B. 过渡晶体的化学键一定是离子键和共价键的简单组合 C. 过渡晶体是介于某两种晶体类型之间的晶体 D. 所有晶体都可以看作过渡晶体 - 答案：C 解析：过渡晶体不是两种晶体简单混合，也不是离子键和共价键的简单组合，A、B选项错误；并不是所有晶体都可看作过渡晶体，D选项错误；过渡晶体是介于某两种晶体类型之间的晶体，C选项正确。 2. 下列物质中属于过渡晶体的是(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：是典型的离子晶体，是分子晶体，是金属晶体，而是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体处理，属于过渡晶体的范畴，B选项正确。 3. 下列氧化物中所含离子键成分的百分数最大的是(　　) A. B. C. D. 答案：C 解析：电负性差值越大，离子键成分百分数越大。与氧元素的电负性差值较大，中离子键成分百分数相对较大，而、、与氧元素的电负性差值相对较小，所以、、离子键成分百分数相对较小，C选项正确。 4. 下列关于金刚石和石墨性质差异的原因说法正确的是(　　) A. 是因为它们的元素组成不同 B. 是因为它们的化学键类型不同 C. 是因为它们的晶体结构不同 D. 是因为它们的物理状态不同 答案：C 解析：金刚石和石墨都是由碳元素组成，化学键类型也都有共价键，物理状态也相同，它们性质差异的主要原因是晶体结构不同，C选项正确。 5. 下列性质中，石墨与金刚石不同的是(　　) A. 都是固体 B. 都能燃烧生成 C. 硬度 D. 都由碳元素组成 答案：C 解析：石墨和金刚石都是固体，都由碳元素组成，燃烧产物都是，但石墨质软，金刚石硬度很高，C选项正确。 6. 下列性质能说明石墨具有金属晶体性质的是(　　) A. 熔点很高 B. 硬度小 C. 能导电 D. 燃烧产物是 答案：C 解析：能导电是金属晶体的典型性质之一，石墨能导电体现了其具有类似金属晶体的性质，C选项正确；熔点高体现了共价晶体的特征，硬度小体现了分子晶体的特征，燃烧产物是与晶体类型无关，A、B、D选项错误。 一、过渡型晶体 1.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。 2.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。同样，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。 二、混合型晶体 1.石墨的结构： 层内是共价键连接起来的，有共价晶体的性质； 层间是范德华力，有分子晶体的性质； 石墨还具有导电性，有金属晶体的性质。 2.像石墨这种同时具有多种晶体性质的晶体，称为混合型晶体。 3.在考察大量的晶体后，人们发现，许多品体不能被归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体四类晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。 三、晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 （2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 （1）共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 （2）离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,其离子晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 （3）分子晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 （4）金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 1.正误判断。 （1）纯粹的典型晶体是没有的(　　) 【答案】√ 【解析】实际上，大多数晶体都或多或少地表现出过渡性质，纯粹的典型晶体在自然界中几乎不存在，所以该说法正确。 （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(　　) 【答案】× 【解析】电负性差值越大，说明两元素吸引电子能力差异越大，形成的化学键中离子键成分的百分数越大，所以该说法错误。 （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(　　) 【答案】√ 【解析】共价晶体是原子通过共价键形成的空间网状结构，共价键贯穿整个晶体；分子晶体是分子通过分子间作用力结合而成，共价键只存在于分子内部，所以该说法正确。 （4）四类晶体都有过渡型(　　) 【答案】√ 【解析】四种典型晶体类型（金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体）都存在过渡晶体，所以该说法正确。 （5）石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3(　　) 【答案】√ 【解析】在石墨的每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，所以配位数为3，该说法正确。 （6）石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行(　　) 【答案】√ 【解析】石墨结构中未参与杂化的p轨道中的电子能在整个碳原子平面运动，因此导电性只能沿石墨平面的方向，该说法正确。 （7）石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高(　　) 【答案】× 【解析】虽然石墨晶体层与层之间距离较大，层间靠范德华力维系，但C - C共价键的键长很短，键能很大，所以石墨的熔点很高，该说法错误。 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 【答案】C 【解析】A. 晶体类型之间没有绝对界限，Na₂O是偏向离子晶体的过渡晶体，并非纯粹的离子晶体，A选项错误；B. MgO的化学键中也有一定的共价成分，具有一定共价晶体的性质，B选项错误；C. SiO₂是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，因其性质更偏向共价晶体，通常当作共价晶体处理，C选项正确；D. P₂O₅、SO₃是分子晶体，但也存在一定的离子键成分，只是离子键成分百分数较小，D选项错误。 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sp²杂化；④石墨熔、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为2:3 ；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 【答案】C 【解析】①石墨中存在共价键、范德华力，并非仅存在分子间作用力，①错误；②石墨具有共价晶体、金属晶体、分子晶体的部分特征，是混合型晶体，②正确；③石墨中碳原子采取sp²杂化，③正确；④石墨的熔点比金刚石高，④错误；⑤在石墨中，每个碳原子形成3个C - C键，每个C - C键被2个碳原子共用，所以碳原子数和C - C数之比为2:3，⑤正确；⑥石墨质软，金刚石硬度很大，二者硬度不同，⑥错误；⑦石墨层内有自由移动的电子能导电，层间靠范德华力维系，导电性差，层内和层间导电性不同，⑦正确；⑧每个碳原子被3个六元环共用，所以每个六元环完全占有的碳原子数是6×1/3 = 2，⑧正确。错误的有①④⑥，共4个，答案选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sp²杂化，每个sp²杂化轨道含1/3 s轨道与2/3 p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 【答案】C 【解析】A. 从石墨中剥离出石墨烯只需克服层间的范德华力，不需要破坏化学键，A选项错误；B. 石墨中的碳原子采取sp²杂化，每个sp²杂化轨道含1/3 s轨道与2/3 p轨道表述不准确，应该是一个s轨道和两个p轨道杂化形成三个sp²杂化轨道，B选项错误；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，结构中未参与杂化的p轨道中的电子能在整个碳原子平面运动，能导电，C选项正确；D. 石墨烯中每个碳原子被3个六元环共用，所以平均每个六元环含有6×1/3 = 2个碳原子，D选项错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $