3.3.3过渡晶体和混合晶体 课件-2026-2027学年高二化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦过渡晶体与混合型晶体，通过回顾分子、共价等四种典型晶体引出“晶体类型是否有绝对界限”的问题，借助数据表格分析过渡晶体成因，以石墨为例解析混合型晶体结构与性质，构建从典型到过渡的知识支架。 其亮点在于以“物质结构决定性质”的化学观念为核心，通过对比分析（如钠与硅的卤化物熔点变化）和“思考与讨论”培养科学思维，典型精讲与随堂演练结合实例促进科学探究。学生能深化对晶体类型的理解，教师可依托结构化资源提升教学效率。

第三节　金属晶体与离子晶体 第3课时 第三章　晶体结构与性质 过度晶体与混合型晶体 1 晶体类型的比较 2 过渡晶体与混合型晶体 1 本节重点 本节难点 知识导航 分子晶体 共价晶体 离子晶体 金属晶体 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。 CO2 NaCl SiO2 Cu 晶体类型之间存在绝对的界限吗？ 新课导入 事实上，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。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由上可知，表中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。 第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数 知识梳理 一、过渡晶体 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的百分数/% 62 50 41 33 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 当作离子晶体处理 当作共价晶体处理 分子晶体 由上可知，离子键成分的百分数更小了，而且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。 四种晶体都有过渡型 离子键成分的百分数更小 共价键不再贯穿整个晶体 离子键的百分数和什么因素有关？ 知识梳理 一、过渡晶体 电负性差值越大，离子键成分的百分数越高 根据表中数据，归纳影响离子键的因素 化合物 键型 离子键的百分数 电负性差值 CsCl 离子键 75% 3.16 ― 0.79 ＝ 2.37 HCl 极性共价键 20% 3.16 ― 2.22 ＝ 0.94 Cl2 非极性共价键 0 3.16 ― 3.16 ＝ 0 知识梳理 第三周期元素的氯化物及其晶体类型 MgCl2 SiCl4 SF6 离子晶体 NaCl Mg Al Si P S 分子晶体 Cl2 AlCl3 过渡晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 Na 一、过渡晶体 知识梳理 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 【思考与讨论】 知识梳理 石墨晶体是一种典型的混合型晶体。 知识梳理 二、混合型晶体 石墨晶体中的二维平面结构 石墨晶体是层状结构的，同层内碳原子采取 杂化，以共价键(σ键和大π键)结合，形成平面六元并环结构。 sp2 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。 石墨晶体中碳原子与碳碳键个数比为 . 金刚石中碳原子与碳碳键个数比为 . 物质的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 . 金刚石晶体 2︰3 1︰2 1︰1 4︰3 知识梳理 二、混合型晶体 层内的碳原子的核间距为142 pm，层间距离为335 pm，说明层间没有化学键相连，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 142pm 知识梳理 二、混合型晶体 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。 由于所有同层碳原子p轨道相互平行而且相互重叠（大π键），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（电子沿石墨平面的方向移动）。 知识梳理 石墨晶体内既有共价键，又有类似金属键的非定域键(π键)，还有范德华力，因此称为混合型晶体，兼具共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征。 二、混合型晶体 层内 石墨晶体 未杂化轨道上的电 子在层间自由移动 层间 共价键 范德华力 金属晶体的性质 熔点高 质软 导电 注意点：石墨是熔点最高的非金属单质，比金刚石还高，因为石墨中存在大π键，使得C-C键键长比金刚石中的C-C键更短，键能更大，熔沸点比金刚石还高。 知识梳理 一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状。质软,具滑腻感，能导电。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。石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 石墨电极 石墨坩埚 二、混合型晶体 石墨的用途 知识梳理 通过对过渡型晶体、混合型晶体的讨论，你对晶体类型有何认识？ 对事物的简单分类，尽管条理鲜明，但可能只是概括了最典型的事实。 许多晶体不能被简单的归类到四种晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。 【思考与讨论】 知识梳理 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 1、观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 从NaX的构成来看，其构成为活泼金属与较活泼的非金属构成，属于典型的离子晶体。 钠的卤化物(NaX) 而离子键的强弱，与离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，从F-离子到I-，离子半径增大，离子键强度减弱，故晶体熔点逐渐降低。 钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点 典例精讲 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 根据硅的卤化物(SiX4)的组成能判断其的晶体类型吗？分子晶体？共价晶体？ 分子晶体熔化时需克服分子间作用力或氢键，熔点较低；共价晶体需克服共价键，熔点较高；由图可知：SiX4为分子晶体。 1、观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 典例精讲 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点 NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 硅的卤化物属于分子晶体，熔化时，克服分子间作用力，而硅的卤化物组成与结构相似，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，所以熔点逐渐升高。 硅的卤化物(SiX4) 1、观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 典例精讲 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 2、TiF4熔点高于TiCl4 、 TiBr4、TiI4 ，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，请解释原因 观察下图所示的熔点变化并根据所学内容解释：熔点变化的原因。 根据所学和实验图像推测： TiF4是离子化合物，熔点较高 TiCl4 、 TiBr4、TiI4是共价化合物 钛的卤化物(TiX4) NaF NaCl NaBr NaI SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 知识梳理 根据钛的卤化物元素组成，可推测四卤化钛是离子化合物，属于离子晶体。但随着卤素离子半径的增大，四卤化钛熔点应该降低。对比左图的实验数据，显然与实验事实不符合，故四卤化钛不全是离子化合物。 图中四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛的熔点都较低且熔点依次升高。故推测其可能是共价化合物，属于分子晶体。因为分子晶体的熔点与分子间作用力有关，而相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高。正好与图中四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛的熔点升高相符合，推测四氟化钛是离子化合物，熔点较高。四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛是共价化合物。 19 2 3 4 5 995 801 775 651 2 3 4 5 -90.2 -70.7 5.2 120.5 2 3 4 5 377 -24.12 38.3 155 纯粹的典型晶体是没有的(　　) 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(　　) 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(　　) 四类晶体都有过渡型(　　) 石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3(　　) 石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行(　　) 石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高(　　) 请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错 问题1 问题2 问题3 问题4 问题5 问题6 问题7 典例精讲 【思考与讨论】 (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？由金属元素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。 (3)离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗？ 不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体，如MgO是离子晶体，SiO2是共价晶体，MgO的熔点高于SiO2的熔点。 知识梳理 总结：晶体类型的判断方法 1、依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断 分子间通过 形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 2、依据物质的分类判断 ①活泼金属的 (如 、MgO等)、 [如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的 是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、_______ 、 (除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④ 单质(除汞外)与 均属于金属晶体。 分子间作用力 氧化物 Na2O 强碱 盐类 气态氢化物 非金属氧化物 金属 合金 知识梳理 3、依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。 4、依据导电性判断 离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。 5、依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 总结：晶体类型的判断方法 知识梳理 【例1】四种物质的一些性质如下表： 晶体类型：单质硫是_____晶体；单质硼是_____晶体；氯化铝是_____晶体；苛性钾是_____晶体。 分子 共价 分子 离子 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质 单质硫 120.5 271.5 — 单质硼 2 300 2 550 硬度大 氯化铝 190 182.7 177.8 ℃升华 苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电 典例精讲 【例2】下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是( ) A.NH3、CH4、NaCl、Na B.H2O、H2S、MgSO4、SO2 C.CH4、H2O、NaCl、SiO2 D.Li、Na、K、Rb、Cs C 随堂演练 1.在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是( ) A.钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B.金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C.KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D.F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点逐渐升高 D 2.下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是( ) A.N2O3 B.P2O3 C.As2O3 D.Bi2O3 A 随堂演练 3.某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下： 根据这些数据分析，属于分子晶体的是( ) A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4 C.NaCl、CaCl2 D.全部   NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 －68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 B 随堂演练 4.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都与其他三个碳原子相结合。如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( ) A.10 B.18 C.24 D.14 D 随堂演练 5.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示，下列关于这两种晶体的说法正确的是( ) A.六方相氮化硼与石墨一样可以导电 B.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 C.两种晶体均为分子晶体 D.六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为平 面三角形 D 随堂演练 6.下列各组物质中，按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是____(填字母)。 A.KCl、NaCl、MgCl2、MgO B.金刚石、SiC、SiO2、硅 C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.Na、K、Rb、Al E.CO2、Na、KCl、SiO2 F.O2、I2、Hg、MgCl2 G.钠、钾、钠钾合金 H.CH4、H2O、HF、NH3 I.CH4、C2H6、C4H10、C3H8 J.CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4 AE 随堂演练 7.石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm，回答下列问题。 (1)熔点：石墨_____(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。 (2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C键长的原因： __________________________________________________________________________________________________________________。 ＞ 金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在π键，电子层重叠程度大，所以C—C间的键长短 随堂演练 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $