第三章 第三节 第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体-课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦离子晶体、过渡晶体与混合型晶体，通过回顾冰、金刚石、金的晶体类型及微粒作用，再设问胆矾等物质的晶体归属，搭建从分子、共价、金属晶体到离子晶体的学习支架，衔接新旧知识脉络。 其亮点是以化学观念为核心，通过NaCl、CsCl晶胞结构分析培养微观探析思维，结合过渡晶体中氧化物离子键成分表进行证据推理，石墨结构模型及均摊法计算体现科学探究。课堂练习与归纳总结助学生构建晶体知识体系，教师可提升教学效率，促进学生结构化认知。

第三章 晶体结构与性质 第三节 金属晶体与离子晶体 第2课时 离子晶体 过渡晶体与混合型晶体 1 导入 下图中的物质分别属于什么晶体? 构成它们的微粒是什么? 微粒间的作用力是什么? 导入 冰属于分子晶体,构成微粒为水分子,微粒间的作用力是范德华力; 金刚石属于共价晶体,构成微粒为C原子,微粒间的作用力是共价键; 金属于金属晶体,构成微粒为金属阳离子和自由电子,微粒间的作用力是金属键。 导入 下图中的四种物质属于离子化合物还是共价化合物? 图片中晶体的构成微粒有什么共同点? 微粒之间存在哪种作用力? 环节一:离子晶体 离子晶体 (1)定义:离子晶体由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 (2)结构特点 ①构成粒子:阳离子和阴离子。 ②作用力:离子键。 环节一:离子晶体 【特别提醒】(1)离子键的本质是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。 (2)离子键的特征:没有方向性和饱和性。因此,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。 环节一:离子晶体 观察下图,分析 NaCl和CsCl的晶胞结构 环节一:离子晶体 常见的离子晶体 环节一:离子晶体 常见的离子晶体 环节一:离子晶体 【拓展延伸】 离子晶体中1个离子周围最邻近的带相反电荷离子的数目就是该离子的配位数,比如 NaCl晶体中每个 Na+周围最邻近的Cl−有6个,即配位数为6。 环节一:离子晶体 CsCl、NaCl的阳离子和阴离子的比例都是1∶1,同属 AB型离子晶体。但是这两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数不相等,你认为是什么因素决定了离子晶体中离子的配位数? NaCl和CsCl是两种不同类型的晶体结构,晶体中正、负离子的半径比是决定离子晶体结构的重要因素,简称几何因素。 环节一:离子晶体 观察下表并结合教材,思考为什么 NaCl和CsCl的硬度大、熔沸点高? 在 NaCl和CsCl晶体中,离子间存在着较强的离子键,使离子晶体的硬度较大,难于压缩;而且,要使它们由固态变为液态或气态,需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此,NaCl和CsCl硬度大,具有较高的熔、沸点。 环节一:离子晶体 【归纳总结】一般说来,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,离子晶体的熔、沸点越高。 环节一:离子晶体 以上讨论了 NaCl和CsCl两种离子晶体,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 等)。例 如,CaCO3、K2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4·5H2O、Cu(NH3)4SO4·H2O 等,在这些离子晶体中还存在共价键、氢键等。(注:晶体中也存在范德华力,只是当能量份额很低时不提及。)然而,贯穿整个晶体的主要作用力仍是阴、阳离子之间的作用力。 环节一:离子晶体 离子晶体的物理性质 (1)熔、沸点 离子晶体中,阴、阳离子间存在着较强的离子键,要使离子晶体由固态变为液态或气态需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此,离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发性。通常情况下,同种类型的离子晶体,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高。 环节一:离子晶体 离子晶体的物理性质 (2)硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。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。 环节一:离子晶体 离子晶体的物理性质 (3)导电性 离子晶体中的离子键较强,阴、阳离子不能自由移动,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,熔融状态下,阴、阳离子获得足够的能量,克服了离子间的相互作用,成为自由移动的离子,在外界电场的作用下,离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时,阴、阳离子受到水分子的作用变成了自由移动的离子(实质上是水合离子),在外界电场的作用下,阴、阳离子定向移动而导电。 环节一:离子晶体 离子晶体的物理性质 (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)。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,使离子晶体中的离子克服了离子间的相互作用力而离开晶体,变成在水中自由移动的离子。 环节一:离子晶体 离子晶体的物理性质 (5)延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现,层与层之间如果滑动,同性离子相邻而使斥力增大导致结构不稳定,所以离子晶体无延展性。 环节一:离子晶体 【拓展延伸】离子液体 环节一:离子晶体 离子晶体的判断方法 判断一种物质是不是离子晶体,我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。 (1)利用物质的分类 金属离子和酸根离子、OH−形成的大多数盐、强碱,活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O 和 Na2O2),活泼金属的氢化物(如 NaH),活泼金属的硫化物等都是离子晶体。 环节一:离子晶体 离子晶体的判断方法 判断一种物质是不是离子晶体,我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。 (2)利用元素的性质和种类 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质,金属元素(特别是活泼的金属元素,第ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素,第ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。 环节一:离子晶体 离子晶体的判断方法 判断一种物质是不是离子晶体,我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。 (3)利用物质的性质 离子晶体一般具有较高的熔、沸点,难挥发,硬而脆;固体不导电,但熔融或溶于水时能导电,大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。 小试牛刀 1.如图所示是从 NaCl或CsCl的晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从 NaCl晶体中分割出来的结构图的是( ) A.(1)和(3) B.(2)和(3) C.(1)和(4) D.只有(4) C 环节一:离子晶体 2.为了确定 SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子晶体,某化学小组进行下列实验,其中合理、可靠的是( ) B 小试牛刀 环节一:离子晶体 环节二:过渡晶体与混合型晶体 过渡晶体 (1)过渡晶体的定义 由于粒子间的作用存在键型过渡,即使组成简单的晶体,也可能介于共价晶体、金属晶体、分子晶体之间的过渡状态,形成过渡晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 过渡晶体 (2)过渡晶体的形成(以离子晶体和共价晶体之间过渡为例) ①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 表中的4种氧化物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。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 过渡晶体 (2)过渡晶体的形成(以离子晶体和共价晶体之间过渡为例) 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。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 过渡晶体 (3)过渡晶体的特征 ①化学键处于某两种键型之间,即不纯粹属于某一种键型。 ②离子键的百分数越大(即电负性差值越大),越偏向离子晶体,与离子晶体的性质越接近;相反,离子键的百分数越小(即电负性差值越小),越偏向共价晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 【特别提醒】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。当离子键成分的百分数足够小,共价键不再贯穿整个整体,而是局限于晶体微观空间的一个个小分子中,就形成了分子晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 下列关于过渡晶体的说法正确的是( ) A.石墨属于过渡晶体 B.SiO2属于过渡晶体,但当作共价晶体来处理 C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体 D.Na2O晶体中离子键的百分数为100% B 小试牛刀 环节二:过渡晶体与混合型晶体 有一些晶体中,晶体内可能同时存在若干种不同的作用力,具有两种或两种以上的晶体的结构和性质,这类晶体称为混合型晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (1)石墨晶体的晶体模型 环节二:过渡晶体与混合型晶体 【拓展延伸】判断石墨中碳原子数与碳碳键数比值的方法 (1)均摊法:每个环有6个碳原子,每个碳原子被3个环共用,因此每个环含碳原子个数为2;每个环有6个碳碳键,每个碳碳键被2个环共用,因此每个环含碳碳键个数为3,所以碳原子数与碳碳键数之比为2∶3。 (2)比例法:1个碳原子对应3个碳碳键,1个碳碳键对应2个碳原子,所以碳原子数与碳碳键数之比为2∶3。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (2)结构特点———层状结构 ①石墨晶体是层状结构的,同层内碳原子采取sp2杂化,以共价键(σ键)结合,形成平面六元并环结构,层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm。 ②层与层之间靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内,每个碳原子的配位数为3,有一个未参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (3)类型 石墨晶体中,既有共价键,又有类似金属键的作用力,还有范德华力,属于混合型晶体。 ①具有共价晶体属性 在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个碳原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成层状结构,层内的碳原子核间距为142pm,这正好属于共价晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是共价晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (3)类型 石墨晶体中,既有共价键,又有类似金属键的作用力,还有范德华力,属于混合型晶体。 ②具有金属晶体属性 在同一平面内的碳原子还各剩下一个p轨道,所有的p轨道相互重叠,电子比较自由,相当于金属晶体中的自由电子,而石墨能导热和导电,这正属于金属晶体的特征。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (3)类型 石墨晶体中,既有共价键,又有类似金属键的作用力,还有范德华力,属于混合型晶体。 ③具有分子晶体属性 石墨晶体中层与层之间相隔335pm,距离较大,层间是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。但是,由于同一平面层上的碳原子间的结合力很强,键很难被破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也很稳定。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 【特别提醒】 石墨晶体中既有共价键又有类似于金属键那样的作用力,还有层与层之间的分子间作用力,兼具有三种晶体的典型性质,因此石墨属于混合型晶体而不是过渡晶体。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (4)物理性质 ①导电性、导热性:石墨晶体中,形成大 π键的电子可以在整个碳原子平面中运动,相当于金属晶体中的自由电子,类似金属键的性质,所以石墨能够导电、导热,并且导电性只能沿石墨平面的方向,这也是晶体各向异性的表现。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 典型的混合型晶体———石墨 (4)物理性质 ②润滑性:石墨层间作用力为范德华力,作用力较弱,层与层之间可以相对滑动,使之具有润滑性,因此可作润滑剂。 ③熔点:石墨的熔点比金刚石还高。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 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,含金属阳离子的晶体也可能是金属晶体;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。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 离子晶体中一定含有金属元素吗? 由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗? 离子晶体中不一定含有金属元素,如 NH4Cl、NH4NO3等离子晶体不含金属元素。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。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗? 不一定。如 MgO是离子晶体,SiO2是共价晶体,MgO的熔点高于SiO2的熔点。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 离子晶体中除含有离子键外,是否含有共价键? 提示:离子晶体中除含有离子键外,还有可能含有共价键、配位键。如Na2O2、NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4中均含离子键和共价键,NH4Cl中含有离子键、共价键、配位键。 环节二:过渡晶体与混合型晶体 【归纳总结】比较五种晶体的结构和性质 环节二:过渡晶体与混合型晶体 【归纳总结】比较五种晶体的结构和性质 核心总结 一、离子晶体 1.离子晶体 (1)定义:由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。 (2)结构特点 2.常见的离子晶体 3.离子晶体的物理性质:硬度较大、难于压缩、熔点和沸点较高、导电性、延展性,大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水中),难溶于非极性溶剂(如汽油、苯等)中。 核心总结 一、离子晶体 4.离子晶体的判断方法 (1)利用物质的分类 (2)利用元素的性质和种类 (3)利用物质的性质 核心总结 二、过渡晶体与混合型晶体 1.过渡晶体:四类晶体都有过渡型。 2.混合型晶体 (1)石墨晶体的晶体模型 (2)结构特点———层状结构 (3)类型 (4)物理性质 课堂练习 1.下列性质中,可以较充分说明某晶体是离子晶体的是( ) A.具有较高的熔点 B.固态不导电,水溶液能导电 C.可溶于水 D.固态不导电,熔融状态能导电 D 课堂练习 2.氧化钙在2973K 时熔化,而氯化钠在1074K时熔化,二者的离子间距离和晶体结构都类似,有关它们熔点差别较大的原因叙述不正确的是( ) A.氧化钙晶体中阴、阳离子所带的电荷数多 B.氧化钙中氧离子与钙离子之间的作用力更强 C.氧化钙晶体的结构类型与氯化钠晶体的结构类型不同 D.在氧化钙与氯化钠的离子间距离类似的情况下,熔点主要由阴、阳离子所带电荷数的多少决定 C 课堂练习 3.石墨晶体是层状结构(如图)。以下有关石墨晶体的说法正确的一组是( ) ①石墨中存在两种作用力;②石墨是混合型晶体;③石墨中的C为sp2杂化;④石墨熔点、沸点都比金刚石低;⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2;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 A.全对 B.除⑤外 C.除①④⑤⑥外 D.除⑥⑦外 C 课堂练习 4.NaCl晶体模型如下图所示: (1)在 NaCl晶体中,每个Na+周围同时吸引个____Cl−,每个Cl−周围也同时吸引着个_____Na+,在NaCl晶胞中含有______个Na+、 ____个Cl−,晶体中每个 Na+ 周围与它距离最近且相等的 Na+共有______个。 12 6 6 4 4 课堂练习 4.NaCl晶体模型如下图所示: (2)对于氯化钠晶体,下列描述正确的是_______(填序号)。 A.相邻的正、负离子核间距等于正、负离子半径之和 B.与氯化铯晶体结构相同 C.每个 Na+与6个Cl-作为近邻 C 谢谢观看 Thank you $