3.3.2 离子晶体、过渡晶体与混合晶体 课件 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

组织建设 第三节 金属晶体和离子晶体 第三章 晶体结构与性质 课时2 离子晶体 过渡晶体 混合晶体 NaCl晶胞 Cl- Na+ 离子间存在着较强的离子键，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。 氯化钠 教学引入 离子晶体的判断方法 一、离子晶体 离子晶体 1、概念： 2、构成微粒： 3、粒子间作用力： NaCl晶胞 Cl- Na+ 离子键(无方向性和饱和性） 阴、阳离子。 由离子键形成的晶体。 教学内容 4、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐 NaCl的晶胞 CsCl的晶胞 CaF2的晶胞 教学内容 4 ①含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？有阳离子的晶体中一定存在阴离子吗？ 不一定。也可能是金属晶体；晶体中含有阳离子，不一定存在阴离子，如金属晶体由阳离子和自由电子构成。 ②离子晶体中一定含有金属元素吗？由金属和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗？ 不一定。离子晶体中不一定含金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐。由金属元素和 非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。 【思考讨论】 ③离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键？ 教学内容 5 胆矾CuSO4·5H2O 重晶石BaSO4 烧碱NaOH 实际上，大量离子晶体的阴离子或阳离子不是单原子离子，有的还存在电中性分子，(如H2O、NH3) 离子晶体中也可能存在共价键、氢键等！ 教学内容 阴、阳离子半径越小 所带电荷数越多 NaCl CsCl 熔点/℃ 801 645 沸点/℃ 1413 1290 离子键越强 离子晶体的熔、沸点越高。 离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。 (1)具有较高的熔、沸点，难挥发 5、离子晶体的物理性质 离子晶体的熔点差异也较大 教学内容 7 (2)硬度较大、硬而脆 阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 同种电荷相互排斥，使晶面裂开 发生滑动 施加外力 阳离子 阴离子 5、离子晶体的物理性质 教学内容 (3)导电性 离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子（实质上是水合离子），在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。 当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子（熔融状态），在外界电场作用下，离子定向移动而形成电流。 —固态不导电，但在熔融状态或溶于水时能导电。 教学内容 9 (4)溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水），难溶于非极性溶剂（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”规律。 当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。 教学内容 NaCl晶胞 Cl- Na+ 每个Na+周围与之等距且距离最近有______个Cl- ；Na+的配位数为_____。 每个Cl- 周围与之等距且距离最近有______个Na+；Cl- 的配位数为______。 6 6 6 6 1个NaCl晶胞中含有_______个Na+和______个Cl-。 4 4 6. 常见离子晶体的结构 (1) NaCl晶胞——面心立方 教学内容 每个Cs+周围与之等距且距离最近有______个Cl- ；Cs+的配位数为______。 每个Cl- 周围与之等距且距离最近有______个Cs+ ；Cl- 的配位数为______。 8 8 8 8 1个CsCl晶胞中含有_____个Cs+和_____个Cl-。 CsCl晶胞 Cl- Cs+ 1 CsCl晶胞 Cs+ Cl- 1 (2) CsCl晶胞——体心立方 教学内容 (3) CaF2晶胞 ① 每个CaF2晶胞中含阴、阳离子：Ca2＋4个、F－8个 ③ Ca2＋配位数：8 F－配位数：4 ② 每个Ca2＋紧邻的Ca2＋有12个 每个F－紧邻的F－有6个 教学内容 四大晶体类型的比较 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 粒子间作用力 硬度 熔、沸点 溶解性 导电 导热性 分子 原子 金属阳离子 和自由电子 阴、阳离子 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 较小 很大 有的很大 有的很小 较大 较低 很高 有的很高 有的很低 较高 相似相溶 难溶于常见溶剂 难溶于常见溶剂 大多数易溶于 极性溶剂 一般不导电， 有的溶于水后导电 一般不导电， 但硅锗为半导体 电和热的良导体 固态不导电，熔融或水溶液中可导电 教学内容 14 四大晶体熔沸点高低的比较 晶 体 类 型 共价晶体 离子晶体 分子晶体 金属晶体 分子间作用力的强弱 共价键 的强弱 有氢键 只有范德华力 键能越大、熔沸点越高 > > > 离子键 的强弱 阴、阳离子半径越小 所带的电荷数越多，熔沸点越高 金属键 的强弱 金属原子半径越小，价电子数越多， 金属键越强，熔沸点越高 教学内容 我们已经讨论了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体 思考：还有其他类型的晶体吗？ 分子晶体 CO2 离子晶体 NaCl 共价晶体 SiO2 金属晶体 Cu 教学内容 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。 从表格中可知：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 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 二、过渡晶体 教学内容 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 晶体 共价 晶体 分子 晶体 过渡 过渡 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；离子键成分的百分数小，作为共价晶体；离子键成分的百分数更小，作为分子晶体。 教学内容 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 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？ 教学内容 石墨的性质特征 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。 三、混合型晶体 教学内容 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? 石墨晶体的结构特征 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，形成sp2杂化C，所有C共平面，每个C未参与杂化的pz轨道垂直于平面，未成键电子可以在这些pz轨道自由移动，形成大π键，所以具有良好的导电性。且共价键的键能强，所以石墨化学性质稳定，且熔沸点高于金刚石! sp2 杂化 核间距142 pm 教学内容 石墨晶体的结构特征 1个C参与3个C－C键的形成，故每个C平均形成1.5个C－C键；1个C参与3个最小环的形成，1个最小环需要6个碳，故1个环平均有2个C，1个C－C键被2个最小环共用，1个环平均有3个C－C键 教学内容 石墨晶体的结构特征 层与层之间靠 维系。 范德华力 石墨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。 范德华力较弱，层与层之间易于断开而滑动，所以石墨具有润滑性。 335pm 教学内容 四大晶体之间的比较 主要 内容 一、离子晶体 二、过渡晶体 三、混合型晶体 课堂小结 1、关于晶体的下列说法中，正确的是（ ) A、共价晶体中可能含有离子键 B、离子晶体中可能含有共价键 C、离子晶体中只含有离子键，不含有共价键 D、任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 B 2、下列物质中，含有极性共价键的离子晶体是（ ） A、NaCl　　B、Na2O C、Na2O2　 D、NaOH 3、下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是（ ） A、CO2和SiO2 B、NaCl和HCl C、CO2和CS2 D、CCl4和MgCl2 D C 教学巩固 3、 下列叙述中，正确的是（　　） A、离子晶体都是化合物 B、共价晶体都是单质 C、金属在常温下都以晶体形式存在 D、分子晶体在常温下不可能为固态 4、具有下列原子序数的各组元素，能组成化学式为AB2 型化合物，并且该化合物在固态时为共价晶体的是（　　） A、6和8 B、20和17 C、14和6 D、14和8 A D 教学巩固 4、下列关于金属及金属键的说法正确的是（   ） A、金属键具有方向性与饱和性 B、金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 C、金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 D、金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 B 5、下列性质可以证明某单质属于金属晶体的是（ ） A、有金属光泽 B、具有较高的熔点 C、熔融态不导电 D、固态导电且延展性好 D 教学巩固 $