3.3.2离子晶体 过渡晶体 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第三节　金属晶体与离子晶体 第三章 晶体结构与性质 第2课时 1 2 离子晶体的结构特点与性质之间 1 本节重点 本节难点 离子晶体，过渡晶体的结构特点与性质之间 知识导航 3 以氯化钠晶体为例，探究离子晶体的组成粒子以及粒子间的作用力。 NaCl晶胞 Cl- Na+ Na+ Cl－ 电子转移 NaCl晶体的构成微粒为Na+和Cl-，微粒间的作用力是离子键。 1.1离子晶体 4 离子晶体：由阳离子和阴离子相互作用而形成的的晶体。 构成微粒：阳离子和阴离子 微粒间作用力：离子键 阴、阳离子间通过静电作用所形成的强烈的相互作用。 成键本质 静电引力和斥力 离子键的特征：离子键没有饱和性和方向性 一般情况下，金属与非金属电负性之差>1.7 以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子，从而达到稳定的目的。 1.1离子晶体 1、常见的离子晶体 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 强碱、活泼金属的氧化物和过氧化物、大多数盐都是离子晶体。 均为离子化合物 1.1离子晶体 1、常见的离子晶体 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 实际上，大量离子晶体的阴离子(如CH3COO-等)或阳离子(如NH4+等)不是单原子离子，有的离子晶体中还存在电中性分子（如H2O、NH3等)。 1.1离子晶体 1、常见的离子晶体 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 例如CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4等，在这些离子晶体中除存在离子键外，还存在共价键；像CuSO4·5H2O、KAl(SO4)2·12H2O等离子晶体中除存在离子键外，还存在共价键、氢键等作用力。 1.1离子晶体 1、常见的离子晶体 胆矾 萤石 重晶石 烧碱 CuSO4·5H2O CaF2 BaSO4 NaOH 离子晶体中也存在范德华力，只是当能量份额很低时不提及。贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。 1.1离子晶体 1、离子晶体熔沸点与那些因素有关？ 晶体 离子间距/pm 电荷数 熔点/℃ NaCl 276 1 801 NaBr 290 1 750 MgO 205 2 2800 CaO 239 2 2576 根据数据，你能总结出什么规律？ 结论：半径越小，所带电荷越高，离子键越强，熔、沸点越高。 1.1离子晶体 (2)每个Na＋周围与之等距且距离最近的Na＋有_____个。 每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cl－有_____个。 12 (1)每个晶胞含Na＋、Cl－的个数： 12 Cl－ Na＋ 1、NaCl晶胞 2.1常见的晶体的结构 (2)配位数 →每个Na＋周围与之最接近且距离相等的Cl－有____个。 指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目 →每个Cl－周围与之最接近且距离相等的Na＋有____个。 6 →6个Na+连线形成的空间几何构型是__________。 正八面体 Na+的配位数： Cl- 的配位数： 6 6 6 2.1常见的晶体的结构 (2)每个Cs＋周围与之等距且距离最近的Cs＋有_____个。 每个Cl－周围与之等距且距离最近的Cl－有_____个。 (3)Cs＋的配位数_____ Cl－的配位数_____ (1)每个晶胞含Cs＋、Cl－的个数： 1、CsCl晶胞 Cs+： 1 Cl－：8× = 1 1 8 Cl- Cs+ 6 6 8 8 2.1常见的晶体的结构 1. 粒子位置： 2. 晶胞中的离子数： 3. Ca2+、F-离子配位数比： Ca2+位于顶点和面心 F-位于立方体内 Ca2+ F- 个Ca2+， 个F- Ca2+ F- F- 配位数： 配位多面体： 8 : 4 Ca2+配位数： 配位多面体： 8 立方体 4 8 正四面体 4 2.1常见的晶体的结构 ZnS型晶胞 (1)每个晶胞含Zn2＋、S2－的个数： Zn2＋：8× + 6× = 4 1 8 1 2 S2－： 4 (3)Zn2+和S2-的配位数： (2)每个Zn2＋周围最近且等距离的 Zn2＋有____个；S2－周围最近且 等距离的S2－有_____个。 12 12 S2− Zn2＋ 均为4 2.1常见的晶体的结构 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 课堂小结 16 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)AlBr3，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：________。 (3)VF5，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：______。 (4)KBr，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：________。 (5)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：________。 (6)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：________。 (7)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：________。 (8)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 分子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 应用体验 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 3.1过渡晶体 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 3.1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 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。 3.1过渡晶体 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？ 3.1过渡晶体 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 3.2混合型晶体 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 3.2混合型晶体 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 3.2混合型晶体 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 3.2混合型晶体 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $