过渡晶体与混合型晶体高二下学期化学人教版选择性必修2

过渡晶体与

混合型晶体第三节金属晶体与离子晶体第三课时知识回顾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FeCO2NaCl金刚石Fe分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体【思考与讨论】晶体类型之间存在绝对的界限吗？事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是典型晶体之间的过渡晶体。资料卡片成键原子之间的电负性差值大于1.7小于1.7通常形成离子键，相应的化合物为离子化合物通常形成共价键，相应的化合物为共价化合物例如：铯的电负性为0.7，而氟的电负性为4.0，两者之差是所有元素中电负性差值最大的，因此氟化铯(CsF)是典型的离子晶体。但CsF的离子键成分也只是92%，其余8%为共价键成分。即Cs﹢与F﹣的结合也不完全是纯静电作用，仍有部分共价性质。这说明即便是像铯和氟这样典型的金属和典型的非金属形成化学键时，成键原子轨道之间依然有部分重叠。近代实验表明，纯粹的离子键是不存在的，绝大多数离子键都不是典型的，只是离子性占优势而已。任务1过渡晶体1、概念：介于某两种晶体类型之间的晶体。思考1：分析下表中数据，如何理解化学键的组成？如何理解晶体类型？第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数发现：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离子键的百分数/%62504133表中的4种氧化物晶体中的化学键即不是纯粹的离子键，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。任务1过渡晶体1、概念：介于某两种晶体类型之间的晶体。思考2：结合下表数据分析，离子键的百分数与什么因素有关？化合物化学键类型离子键的百分数电负性差值CsCl离子键75%3.16―0.79＝2.37HCl极性共价键20%3.16―2.22＝0.94Cl2非极性共价键03.16―3.16＝0减小减小离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大。任务1过渡晶体1、概念：介于某两种晶体类型之间的晶体。氧化物Na₂OMgOAl₂O₃SiO₂离子键的百分数/%62504133P2O5SO₃Cl2O7离子键成分的百分数更小，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

离子键的百分数较高，许多性质与纯粹的离子晶体接近，当作离子晶体处理。离子键的百分数较低，偏向共价晶体，当作共价晶体处理。偏向分子晶体，当作分子晶体处理。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。电负性差值越大，离子键的百分数越大，电负性差值越小，离子键的百分数越小。任务1过渡晶体1、概念：介于某两种晶体类型之间的晶体。2、四种典型晶体类型都存在过渡晶体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。Na2OMgOAl2O3SiO2离子晶体共价晶体P2O5SO3Cl2O7分子晶体任务1过渡晶体举一反三：分析下表中各物质熔点的变化规律，并解释原因。化合物类别卤化钠四卤化硅四卤化钛化学式NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃995801755651-90-705120377-2538150(1)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。(2)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。1、卤化钠任务1过渡晶体举一反三：分析下表中各物质熔点的变化规律，并解释原因。化合物类别卤化钠四卤化硅四卤化钛化学式NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃995801755651-90-705120377-2538150(1)SiX4由非金属元素组成，属于共价化合物，且熔点较低，属于分子晶体。(2)硅的卤化物熔化时，需要克服范德华力，而硅的卤化物组成与结构相似，所以从SiF4到SiI4，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，熔点逐渐升高。2、四卤化硅任务1过渡晶体举一反三：分析下表中各物质熔点的变化规律，并解释原因。化合物类别卤化钠四卤化硅四卤化钛化学式NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃995801755651-90-705120377-25381503、四卤化钛钛的电负性1.54卤素电负性F3.98Cl3.16Br2.96I2.66电负性差值2.441.621.421.12＞1.7离子晶体＜1.7分子晶体(1)TiF4是离子化合物，属于离子晶体，熔点较高；TiCl4、TiBr4、TiI4是共价化合物，熔点较低，属于分子晶体。任务1过渡晶体举一反三：分析下表中各物质熔点的变化规律，并解释原因。化合物类别卤化钠四卤化硅四卤化钛化学式NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃995801755651-90-705120377-25381503、四卤化钛(2)TiF4是离子晶体，熔化需要克服离子键，TiCl4

、TiBr4、TiI4是分子晶体，熔化需要克服范德华力，离子键强于范德华力，所以TiF4的熔点最高；TiCl4

、TiBr4、TiI4的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，熔点逐渐升高。任务2混合型晶体思考3：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？熔点高硬度大不导电共价晶体熔点高硬度小，质软导电性好？？晶体任务2混合型晶体1、石墨的微观结构石墨的层状结构石墨晶体中的二维平面结构层内的碳原子核间距为142pm，层间距为335pm，说明层间没有化学键，是靠范德华力维系的。层内石墨的碳原子以共价键相结合，碳原子呈sp2杂化，形成平面六元并环结构。任务2混合型晶体2、石墨的微观结构与性质的联系石墨的层状结构石墨晶体中的二维平面结构层平面内C原子的配位数为3，共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。层与层之间靠范德华力维系，作用力弱，层间容易滑动，所以石墨质软，可作润滑剂。类似共价晶体类似分子晶体任务2混合型晶体2、石墨的微观结构与性质的联系石墨结构中未参与杂化的p轨道离域大π键：多个平行的p轨道肩并肩重叠而成的键，简称大π键。层中每个碳原子都呈sp2杂化，均剩余一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道互相平行，“肩并肩”重叠，形成离域大π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。石墨能导电，类似金属晶体任务2混合型晶体2、石墨的微观结构与性质的联系石墨结构中未参与杂化的p轨道离域大π键：多个平行的p轨道肩并肩重叠而成的键，简称大π键。石墨能导电，类似金属晶体注意：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行的方向。任务2混合型晶体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。范德华力石墨晶体层内碳原子之间未参与杂化的p轨道上的电子可在层内运动层与层之间共价键有金属键的性质熔点高导电质软任务2混合型晶体混合型晶体：像石墨这样，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的晶体，称为混合型晶体。范德华力石墨晶体层内碳原子之间未参与杂化的p轨道上的电子可在层内运动层与层之间共价键有金属键的性质熔点高导电质软任务2混合型晶体3、石墨与金刚石结构和性质对比金刚石的晶体结构石墨晶体中的二维平面结构(1)石墨所有碳原子均采取_______，形成____________结构。sp2杂化平面六元并环金刚石中碳原子均采取_______，形成____________结构。sp3杂化三维骨架任务2混合型晶体3、石墨与金刚石结构和性质对比金刚石的晶体结构石墨晶体中的二维平面结构(2)石墨中碳原子与C-C键个数比为________。2︰3金刚石中碳原子与C-C键个数比为______。1︰2(3)质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子个数比为_______。两者C-C键的个数比为_______。1︰14︰3石墨晶体中最小环为六元环，６个原子共平面，平均含有个6×1/3=2个C原子，6×1/2=3个C-C键。任务2混合型晶体3、石墨与金刚石结构和性质对比金刚石的晶体结构石墨晶体中的二维平面结构(4)石墨中C-C键键长为________，金刚石中C-C键键长为

。

所以石墨中C-C键键长更短，键能更大，熔点更高；石墨比金刚石更稳定。142pm154pm拓展延伸硅酸盐

单链双链拓展延伸纳米晶体纳米晶体是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。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。拓展延伸纳米晶体晶体颗粒小于200nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200nm(或者250nm）时，其熔点会发生变化。纳米晶体不同于大块晶体特性的原因：晶体的表面积增大课堂训练1.正误判断(1)石墨的导电性只能沿石墨平面的方向进行(

)(2)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高(

)(3)由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体(

)(4)由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体(

)(5)由于石墨质软，所以它是分子晶体(

)√××××课堂训练2.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石墨是混合型晶体②石墨中的C为sp2杂化③石墨熔、沸点都比金刚石低④石墨中碳原子数和C—C数之比为1∶2

⑤石墨和金刚石的硬度相同⑥石墨层内导电性和层间导电性不同⑦每个六元环完全占有的碳原子数是