内容正文:
课时3
过渡晶体与混合晶体
第三节 金属晶体与离子晶体
共价晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体
晶体类型之间存在绝对的界限吗?
引
判断下列晶体的类型
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思
一、过渡晶体
评
能层也就是以前说的电子层
4
四类晶体都有过渡型,偏向某种晶体类型的过渡晶体,就当作该类型的晶体处理。
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。
思考:离子键的百分数与元素的什么性质有关?
一、过渡晶体
评
能层也就是以前说的电子层
5
一、过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的
百分数/% 62 50 41 33
第三周期元素的氧化物中,化学键中离子键成分的百分数
化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键
既不是纯粹的离子晶体,也不是纯粹的共价晶体
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
评
一、过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的
百分数/% 62 50 41 33
第三周期元素的氧化物中,化学键中离子键成分的百分数
P2O5 SO2 Cl2O7
当作离子晶体处理
当作共价晶体处理
分子晶体
离子键成分的百分数更小
共价键不再贯穿整个晶体
离子键的百分数取决于电负性的差值,
电负性差值越大,离子键的百分数越大。
评
金刚石和石墨是碳的两种同素异形体,他们的物理性质有什么异同点?
金刚石
石墨
熔点很高
质地坚硬
不能导电
熔点很高
质地较软
导电性好
评
二、混合型晶体
二、混合型晶体
①所有碳原子均采取_______
②碳原子与碳碳键个数比为________.
sp2杂化
金刚石碳原子均采取_______
sp3杂化
2︰3
金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________.
1︰2
质量相同的金刚石与石墨,
两者碳原子的个数比为_______
两者碳碳键的个数比为_______
1︰1
4︰3
石墨
石墨晶体中的二维平面结构
评
二、混合型晶体
③石墨晶体是层状结构
④层内的碳原子核间距为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
各层之间以范德华力结合,容易滑动,所以石墨质软
石墨
评
二、混合型晶体
评
二、混合型晶体
石墨结构中未参与杂化的p轨道
⑤石墨有类似金属晶体的导电性。
有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠(即形成π键),使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动,
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。
石墨的导电性只能沿石墨平面方向
石墨
评
石墨的熔点高于金刚石。
评
二、混合型晶体
四种晶体类型比较
比较 类型
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成粒子 分子或原子 原子 金属阳离子和自由电子 阴、阳离子
粒子间的相互作用力 分子间作用力、氢键 共价键 金属键 离子键
硬度 较小 很大 有的很大,有的很小 较大
熔、沸点 较低 很高 有的很高,有的很低 较高
溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂
导电、传热性 一般不导电,溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电,水溶液中或熔融态导电
结
①金属氧化物(K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质是金属晶体。
晶体类型的判断
(1)依据物质的分类判断
结
一般来说,低熔、沸点的化合物属于分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质属于共价晶体;能导电、传热、具有延展性的晶体为金属晶体。
(2)根据各类晶体的特征性质判断
结
晶体类型的判断
1.分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型。
(1)碳化铝,黄色晶体,熔点2 200 ℃,熔融态不导电:________。
(2)溴化铝,无色晶体,熔点98 ℃,熔融态不导电:________。
(3)五氟化矾,无色晶体,熔点19.5 ℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮等:______。
(4)溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电:________。
(5)硼:熔点2 300 ℃,沸点2 550 ℃,硬度大:________。
(6)硒:熔点217 ℃,沸点685 ℃,溶于氯仿:________。
(7)锑:熔点630.74 ℃,沸点1 750 ℃,导电:________。
共价晶体
分子晶体
分子晶体
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
【学习评价】
结
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合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。
六元环
单链
双链
资料卡片
资料卡片:硅酸盐
评
结
纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米(10-9 m)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。
科学◎技术◎社会
🔬
金属铅的晶粒大小与熔点的关系如下表所示:
r/nm 5 10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
T/K 34.7 144 294 420 473 502 520 533 542 549 554 559
科学.技术.社会 纳米晶体
结
①从金属铅的晶粒大小与熔点的关系图和表中,能得出什么结论?
金属铅的晶粒大小与熔点的关系
50
100
150
200
200
400
600
0
T/K
r/nm
晶体颗粒小于200nm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200nm(或者250nm)时,其熔点会发生变化
主要原因是晶体的表面积增大。
②纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢?
科学.技术.社会
结
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