3.3.3過渡晶體和混合型晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第三節(jié)金屬晶體和離子晶體第三章晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二課時(shí)過渡晶體與混合晶體四種晶體類型的比較氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)銅晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶體結(jié)構(gòu)碘晶體晶胞分子晶體

共價(jià)晶體金屬晶體微粒之間的作用力決定晶體的類型。比如分子晶體的分子間作用力、離子晶體微粒間的離子鍵、共價(jià)晶體微粒間的共價(jià)鍵、金屬晶體微粒間的金屬鍵。這些作用力是否純凈？四大典型的晶體類型：離子晶體氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133【思考與交流】離子鍵的百分?jǐn)?shù)和什么因素有關(guān)？電負(fù)性差值2.62.32.01.7→形成化合物的元素之間的電負(fù)性相差越大，離子鍵百分?jǐn)?shù)越高課本P89一般,當(dāng)電負(fù)性的差值△χ

>1.7，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，可認(rèn)為是離子晶體。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小，共價(jià)鍵不再貫穿整個(gè)晶體.氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%,當(dāng)作離子晶體處理離子鍵的百分?jǐn)?shù)小于50%，偏向共價(jià)晶體,當(dāng)作共價(jià)晶體處理→第三周期元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵的百分?jǐn)?shù)化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價(jià)晶體離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體是分子晶體課本P89離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡本質(zhì)是離子鍵和共價(jià)鍵的過渡。化合物鍵型離子鍵的百分?jǐn)?shù)電負(fù)性差值CsCl75%HCl20%Cl20結(jié)論：電負(fù)性差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越高離子鍵的百分?jǐn)?shù)和電負(fù)性差值有關(guān)離子鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵3.16―0.79＝2.373.16―2.22＝0.943.16―3.16＝0化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵晶體類型既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價(jià)晶體→典型的晶體有分子晶體、離子晶體、共價(jià)晶體和金屬晶體。事實(shí)上，純粹的晶體類型是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。

Na2O離子鍵成分較多，當(dāng)成離子晶體；

Al2O3、SiO2共價(jià)鍵成分較多，當(dāng)成共價(jià)晶體。1.過渡晶體一、過渡晶體與混合型晶體離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵等都是化學(xué)鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學(xué)鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態(tài)，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態(tài)，形成過渡晶體。一、過渡晶體與混合型晶體1.過渡晶體過渡晶體的概念：Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7離子晶體分子晶體共價(jià)晶體一、過渡晶體與混合型晶體1.過渡晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體共價(jià)晶體共價(jià)晶體分子晶體1.四種典型晶體類型都存在過渡晶體2.晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當(dāng)作該晶體類型處理回顧思考：金剛石和石墨是碳的兩種同素異形體，他們的物理性質(zhì)有什么異同點(diǎn)？

金剛石石墨熔點(diǎn)很高質(zhì)地堅(jiān)硬不能導(dǎo)電熔點(diǎn)很高

質(zhì)地較軟導(dǎo)電性好鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳→鉆石并不久遠(yuǎn)，至少在地表上無法達(dá)到永恒。它的同胞兄弟石墨其實(shí)更穩(wěn)定，鉆石最終都會(huì)變成石墨。每一個(gè)最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為__個(gè)①石墨所有碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)②C原子與C—C鍵個(gè)數(shù)比:→金剛石碳原子均采取sp3雜化，形成三維骨架結(jié)構(gòu)→C原子與C—C鍵個(gè)數(shù)比:

.石墨和金剛石結(jié)構(gòu)對(duì)比石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)

.石墨的層狀結(jié)構(gòu)1︰22︰32即1mol石墨(C)有

molC－C鍵。1.5石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，金剛石是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨層內(nèi)的碳原子核間距為142pm，層間距離為335pm，說明層間沒有化學(xué)鍵相連，是靠范德華力維系的，容易滑動(dòng)所以石墨質(zhì)軟。金剛石碳原子核間距為155pm，鍵長比石墨長，鍵能小，所以比石墨的熔點(diǎn)低。金剛石結(jié)構(gòu)示意圖問題1：為什么石墨比金剛石質(zhì)軟但熔點(diǎn)高？石墨結(jié)構(gòu)未參與雜化的p軌道石墨層中每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參與雜化的含1個(gè)電子的p軌道，所有的p軌道平行重疊，形成離域π鍵，這些p軌道中的電子可在整個(gè)層平面中運(yùn)動(dòng)。因此石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性。由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個(gè)平面跳躍到另一個(gè)平面。所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向。問題2：為什么石墨能導(dǎo)電？層內(nèi)碳原子之間石墨晶體結(jié)構(gòu)小結(jié)

范德華力混合型晶體未參與雜化的p軌道上電子可在層內(nèi)運(yùn)動(dòng)層與層碳原子之間共價(jià)鍵有金屬鍵的性質(zhì)→既有共價(jià)鍵又有范德華力，同時(shí)還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。形成大π鍵的p軌道構(gòu)成σ鍵的sp2雜化軌道1.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)，以下有關(guān)石墨晶體的說法正確的一組是①石墨中存在兩種作用力②石墨是混合型晶體③石墨中的C為sp2雜化④石墨熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比金剛石低⑤石墨中碳原子數(shù)和C—C數(shù)之比為1∶2⑥石墨和金剛石的硬度相同⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同⑧每個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2A.全對(duì)

B.除⑤外

C.除①④⑤⑥外

D.除⑥⑦⑧外C同步練習(xí)共價(jià)鍵、范德華力、類似金屬鍵的作用力石墨熔點(diǎn)比金剛石高1∶1.5石墨質(zhì)軟，金剛石硬度大√√√√6×1/3=2課堂練習(xí)2、已知六方氮化硼類似于石墨的結(jié)構(gòu)，如圖所示。①六方氮化硼的化學(xué)式：BN②六方氮化硼中N和B的雜化類型：sp2③硼與氮之間的化學(xué)鍵為

，層與層之間作用力為

。屬于的晶體類型：

。極性共價(jià)鍵分子間作用力④六方氮化硼雖然類似于石墨結(jié)構(gòu)，但是不導(dǎo)電，其原因是________________________________________________________六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)其層結(jié)構(gòu)中沒有自由電子混合型晶體⑤六方氮化硼熔點(diǎn)

，硬度

。較高

較小課堂練習(xí)3、已知立方氮化硼類似于金剛石的結(jié)構(gòu)，如圖所示。①立方氮化硼中N和B的雜化類型：sp3磷化硼和氮化硼都屬于原子晶體，而氮原子的半徑比磷原子小，B-N共價(jià)鍵鍵長比B-P鍵短，鍵能大，所以氮化硼晶體的熔點(diǎn)較高。②晶胞中N、B的原子數(shù)分別是

：4、4③立方氮化硼熔點(diǎn)

，硬度

。較高

較大④氮化硼和磷化硼都是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，但氮化硼晶體的熔點(diǎn)要比磷化硼晶體高，其原因是：三、總結(jié)提升(一)晶體類型的判斷1.依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷(1)分子—分子間作用力—分子晶體(2)原子—共價(jià)鍵—共價(jià)晶體(3)陰、陽離子—離子鍵—離子晶體(4)金屬陽離子、自由電子—金屬鍵—金屬晶體2.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷(1)活潑金屬的氧化物、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì)(金剛石、石墨、硼、硅除外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體(3)常見的共價(jià)晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅、晶體鍺等；常見的共價(jià)晶體化合物有碳化硅、SiO2、氮化硅、氮化硼等(4)金屬單質(zhì)與合金屬于金屬晶體3.依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷(1)共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千攝氏度；(2)離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至一千余攝氏度；(3)分子晶體的熔點(diǎn)較低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；(4)金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)偷摹?.依據(jù)導(dǎo)電性判斷(1)離子晶體在水溶液中及熔融狀態(tài)下導(dǎo)電(2)共價(jià)晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅、鍺等能導(dǎo)電(3)分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電(4)電金屬晶體是電的良導(dǎo)體5.依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷(1)離子晶體硬而脆(2)共價(jià)晶體硬度大(3)分子晶體硬度小且較脆(4)金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性課堂練習(xí)4：分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型。(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電________。(2)溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電：________。(3)五氟化礬，無色晶體，熔點(diǎn)19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等______。(4)溴化鉀，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電：________。(5)SiI4：熔點(diǎn)120.5℃，沸點(diǎn)287.4℃，易水解：________。(6)硼：熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)2550℃，硬度大：________。(7)硒：熔點(diǎn)217℃，沸點(diǎn)685℃，溶于氯仿：________。(8)銻：熔點(diǎn)630.74℃，沸點(diǎn)1750℃，導(dǎo)電：________。共價(jià)晶體分子晶體分子晶體離子晶體分子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體歸納總結(jié)：物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較1.首先看物質(zhì)狀態(tài)一般情況下，固體>液體>氣體2.其次看物質(zhì)所屬晶體類型一般情況下，共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如鎢、鉑等金屬的熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等金屬的熔、沸點(diǎn)很低。3.同種類型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較分子晶體:①看是否含有氫鍵有分子間氫鍵的熔沸點(diǎn)高有相同的分子間氫鍵，看氫鍵的個(gè)數(shù)，個(gè)數(shù)越多，熔沸點(diǎn)越高②比較范德華力組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高③比較分子極性相對(duì)分子質(zhì)量相近，分子極性越大，熔沸點(diǎn)越高。④同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。歸納總結(jié)：物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較3.同種類型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較共價(jià)晶體：①晶體的熔、沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。②若沒有告知鍵長或鍵能數(shù)據(jù)時(shí)，可比較原子半徑的大小。歸納總結(jié)：物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。3.同種類型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較金屬晶體：

①金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強(qiáng)，金屬的熔、沸點(diǎn)越高②合金的熔點(diǎn)比組成合金的純金屬低歸納總結(jié)：物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較3.同種類型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較離子晶體：

①一般地，離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用力就越強(qiáng)，其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高②離子所帶的電荷數(shù)的影響大于離子半徑的影響歸納總結(jié)：物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高低的比較1.用“>”或“<”填空:(1)晶體熔點(diǎn):CF4

CCl4

CBr4

CI4(2)硬度:金剛石

碳化硅

晶體硅

(3)熔點(diǎn):Na

Mg

Al

(4)熔點(diǎn):NaF

NaCl

NaBr

NaI(5)熔點(diǎn):SiO2

NaCl

CO2<<

<>

><

<

>

>

>

>

>2、參照下表中物質(zhì)的熔點(diǎn)，回答有關(guān)問題：物質(zhì)NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔點(diǎn)℃995801755651801776715646物質(zhì)SiF4SiCl4SiBr4SiI4SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔點(diǎn)℃－90.2－70.45.212.05－70.4－49.5－36.2－15.0①鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點(diǎn)高低取決于其______，在這種情況下，_____越大，_______越弱，故熔點(diǎn)依次降低。②硅的鹵化物及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點(diǎn)高低取決于其___________

___________越大，

越大，故熔點(diǎn)依次升高。③鈉的鹵化物的熔點(diǎn)比相應(yīng)硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多，這是由____________________________________________。半徑半徑離子鍵相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量分子間作用力鈉的鹵化物為離子晶體，硅的鹵化物為分子晶體板書過渡晶體與混合晶體四種典型晶體過渡晶體定義：介于典型晶體之間的晶體混合晶體（石墨）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)層狀結(jié)構(gòu)同層碳原子sp2雜化、平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)層間范德華力作用力：既有共價(jià)鍵又有金屬鍵和范德華力性質(zhì)：熔點(diǎn)很高、質(zhì)軟、易導(dǎo)電（只能沿石墨平面方向）偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當(dāng)作該晶體類型處理，如ɑ-Al2O3偏向共價(jià)晶體，看做共價(jià)晶體1.下列關(guān)于過渡晶體的說法正確的是A.石墨屬于過渡晶體B.SiO2屬于過渡晶體，但當(dāng)作共價(jià)晶體來處理C.絕大多數(shù)含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D.Na2O晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為100%B2.碳的兩種同素異形體金剛石和石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖下列說法正確的是(

)A．根據(jù)：C(石墨，s)+O2

(g)=CO2

(g)△H=-393.5kJ/molC(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ/mol兩個(gè)反應(yīng)說明金剛石比石墨穩(wěn)定，石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸癁榉艧岱磻?yīng)B．相同質(zhì)量的金剛石與石墨晶體中，所含共價(jià)鍵數(shù)相同C．估計(jì)金剛石與石墨的熔、沸點(diǎn)均較高，硬度均較大D．現(xiàn)代科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了石墨制取金剛石，該過程屬于化學(xué)變化D3.下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高的順序排列的是(

)A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs4.下列氧化物中所含離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最小的是(

)A．N2O3

B．P2O3

C．As2O3

D．Bi2O3CA5.四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃其他性質(zhì)單質(zhì)硫120.5271.5—單質(zhì)硼23002550硬度大氯化鋁190182.7177.8℃升華苛性鉀3001320晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電晶體類型：單質(zhì)硫是______晶體；單質(zhì)硼是_______晶體；氯化鋁是______晶體；苛性鉀是______晶體。分子共價(jià)分子離子6.石墨晶體中，層內(nèi)C—C的鍵長為142pm，而金剛石中C—C的鍵長為154pm，回答下列問題。(1)熔點(diǎn)：石墨____(填“＞”“＜”或“＝”)金剛石。(2)石墨中C—C的鍵長小于金剛石中C—C鍵長的原因：______________