过渡晶体与混合型晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章晶体结构与性质第三节金属晶体与离子晶体第3课时

过渡晶体与混合型晶体1.能结合元素周期表中元素性质的递变和晶体类型的递变认识过渡型晶体的存在。2.能依据石墨晶体的结构特征与性质特点，认识混合型晶体的存在。3.能认识到晶体结构的复杂性和多样性，树立严谨科学的求知态度。学习目标观看视频：石墨烯结合视频，观察下列固体，判断它们是否与四大晶体类型相同？并说明理由，尝试从微粒组成上对这些固体进行分类。碳纳米管纳米晶体石墨从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；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-到I-，离子半径增大，离子键强度减弱，故晶体熔点逐渐降低。SiX4属于分子晶体(从熔沸点较低可判断不是共价晶体)，熔化时需要克服分子间作用力，根据SiX4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。请根据所学知识，解释右图中物质熔点的变化[思考与交流1]根据AlCl3晶体的导电性随温度变化图，在接近熔点时导电性提高，说明体系中存在一定数量的离子，这些离子可以在一定范围内运动，推测固态氯化铝晶体是离子晶体；当温度达到熔点时，AlCl3为液体，电导率几乎变到零，这说明体系中不存在自由移动的离子，熔融态氯化铝为共价化合物，所以其为分子晶体；所以AlCl3中的化学键既有一定的离子性，又有一定的共价性，即AlCl3是介于离子晶体和分子晶体之间的过渡晶体。根据右图中AlCl3的导电性曲线，分析氯化铝的晶体类型，思考电解AlCl3为什么不能制得Al？[思考与交流2]氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键P2O5SO2Cl2O7既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体离子键成分的百分数更小共价键不再贯穿整个晶体离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体分析下述表格数据，你能得出什么样的结论？[思考与交流3]一、分子晶体1、概念：3、粒子间作用力：某两种晶体类型各自具有的作用力一、过渡晶体4、相互作用：某两种晶体类型各自具有的相互作用介于某两种晶体类型之间的晶体2、组成微粒：某两种晶体类型所含的微粒注意：①纯粹的典型晶体不多，大多数是它们之间的过渡晶体②四类晶体都存在过渡晶体。③晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。④离子晶体和共价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，当作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，当作分子晶体处理。(1)纯粹的典型晶体是没有的(

)(2)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(

)(3)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局限于晶体微观空间的一个个分子中(

)(4)四类晶体都有过渡型(

)(5)Al2O3晶体中存在离子键，属于离子晶体(

)√××√×【课堂练习1】正误判断【课堂练习3】第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数如下表：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133请推测P2O5、SO3、Cl2O7的离子键成分变化趋势？变化趋势：百分数小于33，且逐渐减少

电负性差值越大，离子键的百分数越大，一般当电负性的差值大于1.7时，离子键的百分数大于50%，可认为是离子晶体。【课堂练习2】下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是()A．N2O3B．P2O3C．As2O3D．Bi2O3A观看视频：迷人的石墨材料

钻石并不久远，至少在地表上无法达到永恒。它的同胞兄弟石墨其实更稳定，钻石最终都会变成石墨。《迷人的石墨材料》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结构性质决定从不同角度观察石墨的结构模型石墨晶体是层状结构，金刚石是空间网状结构。石墨层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的，容易滑动所以石墨质软。石墨中碳原子除形成共价键外，还形成大π键，金刚石碳原子核间距为155pm，键长比石墨长，键能小，所以比石墨的熔点低。金刚石结构示意图问题1：为什么石墨比金刚石质软但熔点高？石墨结构未参与杂化的p轨道石墨层中每个碳原子均剩余一个未参与杂化的含1个电子的p轨道，所有的p轨道平行重叠，形成离域π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。因此石墨有类似金属晶体的导电性。由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。所以石墨的导电性只能沿石墨平面方向。问题2：为什么石墨能导电？问题3：质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_______。1︰14︰3金刚石的晶体结构石墨晶体中的二维平面结构观看视频：石墨的微观结构范德华力层内碳原子之间未参与杂化的轨道上的电子可在层内运动层与层碳原子之间共价键有金属键的性质像石墨这样的晶体既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。混合型晶体作用力二、混合型晶体思考与讨论1.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。2.石墨的导电能力水平方向是垂直方向的10000倍的原因？由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。所以石墨的导电性只能沿石墨平面方向。【课堂练习4】利用石墨可以制备性能更优异的纳米材料。下列说法正确的是（

D

）A.石墨属于分子晶体B.石墨烯中每个六元

环平均占有2个C—CC.过程①需要破坏共价键D.过程②碳原子的杂化方式发生了改变【课堂练习5】已知六方氮化硼类似于石墨的结构，如图所示。①六方氮化硼的化学式：BN②六方氮化硼中N和B的杂化类型：sp2③硼与氮之间的化学键为

，层与层之间作用力为

。属于的晶体类型：

。极性共价键分子间作用力④六方氮化硼虽然类似于石墨结构，但是不导电，其原因是________________________________________________________六方氮化硼晶体结构其层结构中没有自由电子混合型晶体⑤六方氮化硼熔点

，硬度。较高

较小

资料卡片

硅酸盐是地壳岩石的主要成分。硅酸盐的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元环）等，也有以硅氧四面体为结构单元构成一维、二维、三维无限伸展的共价键骨架。金属离子则以离子键与阴离子或阴离子骨架结合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。六元环单链双链

科学•技术•社会----纳米晶体

纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米（10－9m）量级的晶体。

纳米晶体相对于通常的晶体，在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。仅以熔点为例，当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。金属铅的晶粒大小与熔点的关系如下表所示：r/nm51020406080100120140160180200T/K34.7144294420473502520533542549554559①从金属铅的晶粒大小与熔点的关系图和表中，能得出什么结论？金属铅的晶粒大小与熔点的关系501001