离子晶体过渡晶体和混合晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

Na＋用电子式表示氯化钠的形成过程：ClNa＋Cl－回顾个事儿NaCl晶体中不能导电，但熔融的NaCl却能导电，这说明了什么？氯化钠晶体硫酸铜晶体金属晶体与离子晶体第三章·第三节库老师化学课堂第二课时离子晶体PART01离子晶体离子晶体1．结构特点(1)构成粒子：

和

。(2)作用力：

。阳离子阴离子离子键注：①配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。②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。离子晶体中不仅有离子键还存在共价键、氢键等。强烈的相互作用（静电作用）(H2O、NH3等)NaClCsClCaF2ZnSCuSO4·5H2OKAl(SO4)2·12H2OCaCO3离子晶体√√每个Na+同时吸引着6个Cl-，分别在前后左右上下的位置钠离子所处的环境离子晶体常见的离子晶体NaCl的晶体结构示意图每个Cl-同时吸引着6个Na+，分别在前后左右上下的位置钠离子所处的环境NaCl的晶体结构示意图离子晶体常见的离子晶体离子晶体常见的离子晶体正八面体NaCl的晶体结构示意图离子晶体常见的离子晶体晶体类型NaCl晶胞

阳离子的配位数阴离子的配位数晶胞中所含离子个数Cl－(

个)Na＋(个)6644---Cs+---Cl-CsCl的晶体结构示意图一个Cs＋周围最近的Cl－有几个？一个Cl－周围最近Cs＋的有几个？离子晶体常见的离子晶体离子晶体常见的离子晶体晶体类型CsCl晶胞

阳离子的配位数阴离子的配位数晶胞中所含离子个数Cs＋(

个)Cl－(

个)8811离子晶体中的配位数(1)AB型离子晶体的阴、阳离子的配位数之比为1∶1，如NaCl型晶体的配位数为6，CsCl型晶体的配位数为8。(2)ABn型离子晶体中A、B离子的配位数之比为n∶1，如CaF2型晶体中，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。离子间距/pm电荷数熔点/℃NaCl2761801NaBr2901750MgO20522800CaO23922576离子晶体的熔点与哪些因素有关？离子键强弱熔点离子半径、所带电荷离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，熔点越高，硬度越大。离子晶体离子晶体(1)硬度

，难于压缩。(2)熔点和沸点

。(3)固体不导电，但在

时能导电。较大较高熔融状态或水溶液Cl−Na+

离子键作用力较强，克服其需要的能量较高，所以NaCl晶体硬度大、熔点较高。离子晶体的性质性质原因熔、沸点离子晶体中有较强的离子键，熔化或汽化时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、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，导致晶体破碎导电性不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，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，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力，成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，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成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电阴阳离子形成的物质，其熔点一定很高吗？请看课本88页“离子液体”。离子晶体的性质离子晶体是否具有较好的延展性?施加外力发生滑动同种电荷相互排斥，使晶面裂开离子晶体较脆，延展性较差离子晶体的性质离子晶体的性质性质原因溶解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、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，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不稳定，所以离子晶体无延展性【即学即练1】1．下列叙述正确的是A．离子键只有饱和性没有方向性B．离子化合物中只含有离子键C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量D．离子键就是离子间的吸引作用√点这儿【即学即练1】2．图a～d是从NaCl或CsCl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是√√【即学即练1】3．离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是√是时候做个

总结

了！四类晶体的比较类型项目离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子和自由电子粒子间的作用离子键共价键分子间作用力(范德华力和氢键)金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用确定作用力强弱的一般判断方法离子所带电荷数、离子半径键长(原子半径)组成和结构相似、无氢键时，比较相对分子质量原子半径、价电子数熔、沸点较高高低差别较大(汞常温下呈液态，钨熔点为3410℃)四类晶体的比较类型项目离子晶体共价晶体分子晶体金属晶体硬度较大大较小差别较大导电性不导电(熔融状态下或溶于水后导电)不导电(个别为半导体)不导电(部分溶于水发生电离后导电)导电溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良不良不良优良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？PART02过渡晶体过渡晶体(1)四类典型的晶体是指

晶体、

晶体、

晶体和

晶体。(2)过渡晶体：介于典型晶体

的晶体。①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数分子共价金属离子之间

请看下一页过渡晶体从上表可知，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。Na、Mg、Al、Si四种元素氧化物的化学键中离子键成分逐渐减少氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键百分数%62504133Na2OMgOAl2O3SiO2离子晶体共价晶体Na2O、MgO、Al2O3、SiO2化学键中离子键成分为何逐渐减少？因为与氧元素的电负性差值逐渐减小我真服了！！又是元素周期律的内容！！！过渡晶体Na2OMgOAl2O3SiO2离子晶体共价晶体P2O5SO3Cl2O7分子晶体过渡晶体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

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

、

等。

Na2OAl2O3SiO2

【即学即练2】1．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%√【即学即练2】2．下列说法不正确的是A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是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C．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型√PART03混合晶体相同点：熔点均较高，不同点：金刚石硬度很高、不导电

石墨质软、能导电金刚石部分物理性质熔点莫氏硬度电导率/（s·m-1)3550℃102.11*10-13石墨部分物理性质熔点莫氏硬度电导率/（s·m-1)3850℃12.5*103混合型晶体结构决定性质混合型晶体(1)晶体模型混合型晶体(2)结构特点——层状结构①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成

。由于所有的p轨道平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。②层与层之间靠

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。平面六元并环结构范德华力混合型晶体(3)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于

。(4)性质：熔点

、质软、

导电等。混合晶体很高易共价晶体特征金属晶体特征

相邻碳环网状平面间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨只沿平面的方向导电。两个比较“疙僚”的拓展知识点晶体类型的判断方法(1)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力来判断①组成离子晶体的粒子是阴、阳离子，粒子间的作用力是离子键。②组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键。③组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间作用力，包括范德华力和氢键。④组成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的作用力是金属键。晶体类型的判断方法(2)依据物质的分类判断①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐是离子晶体。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数的有机物是分子晶体。③常见的共价晶体有金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等。④金属单质是金属晶体。晶体类型的判断方法(3)依据晶体的熔、沸点判断①离子晶体的熔、沸点较高，常在数百至数千摄氏度。②共价晶体的熔、沸点很高，常在一千至几千摄氏度。③分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。④金属晶体的熔、沸点差距较大。晶体类型的判断方法(4)依据导电性判断①离子晶体的水溶液及熔融状态一般都能导电。②共价晶体一般不导电，个别为半导体。③分子晶体不导电，而分子晶体中的电解质(主要是酸和一些非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子而导电。④金属晶体是电的良导体。晶体类型的判断方法(5)依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆；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，少数较小，且具有延展性。晶体类型的判断方法(6)其他判断方法①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。晶体类型的判断方法(6)其他判断方法②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，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物是离子晶体。晶体类型的判断方法(6)其他判断方法③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。晶胞的结构与计算1．计算类型(1)根据晶胞的结构，计算其组成微粒间的距离。(2)根据晶胞的质量和晶体有关的摩尔质量间的关系计算微粒个数、微粒间距、ρ等。(3)计算晶体(晶胞)的空间利用率。晶胞的结构与计算2．计算原理(1)根据晶胞的组成列出其质量与晶体有关摩尔质量间的关系式。（关于晶胞密度的详细计算在《第10讲》，这里不再详解）①晶胞组成的确定：均摊法。用均摊法计算一个晶胞所含组成微粒的个数。晶胞的结构与计算2．计算原理②计算表达式：m＝ρV＝·M式中，m为一个晶胞的质量，ρ为晶胞(晶体)的密度，V为一个晶胞的体积，M为晶体的摩尔质量。如图为NaCl晶体的晶胞，图中2个钠离子间距离为a，晶胞的结构与计算(2)晶