过渡晶体和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

过渡晶体和混合型晶体人教版选择性必修二

学习

目标第3课时过渡晶体和混合型晶体PART01PART02了解过渡晶体、混合型晶体的概念及相关分析。掌握石墨晶体的性质及其分析。课堂导入我们前面已经学过了几种晶体的结构与性质共价晶体分子晶体离子晶体金属晶体但是，晶体类型之间存在绝对的界限吗？一、过渡晶体化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。晶体是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体。偏向离子晶体的过渡晶体当做离子晶体处理，如Na2O；偏向共价晶体的过渡晶体当做共价晶体处理，如Al2O3、SiO2。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？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P2O5SO2Cl2O7当作离子晶体处理当作共价晶体处理分子晶体离子键成分的百分数更小共价键不再贯穿整个晶体一、过渡晶体过渡晶体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/%62504133思考：Na2O、MgO、Al2O3

、SiO2化学键中离子键成分为何逐渐减少？电负性差值2.62.32.01.7形成化合物的元素之间的电负性相差越大，离子键百分数越高一、过渡晶体离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。过渡晶体的概念：一、过渡晶体Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7离子晶体分子晶体共价晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体共价晶体共价晶体分子晶体

A课堂练习二、混合型晶体思考:同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？你认为是什么造成了这种差异？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熔点均较高，金刚石硬度很高、不导电，石墨质软、能导电。原因：结构决定性质。二、混合型晶体石墨晶体二维平面结构sp2杂化平面六元并环结构sp3杂化金刚石晶体结构二、混合型晶体石墨的层状结构层与层之间靠范德华力维系层与层之间易于断开而滑动，石墨质地较软，常用作润滑剂。观察石墨晶体的结构，图中数据的意义是什么？决定了石墨的什么性质？

碳原子的核间距层间距离C-C共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。二、混合型晶体石墨结构中未参与杂化p轨道未参与杂化p轨道，且有一个电子。p轨道中的电子能在整个碳原子平面运动，因此石墨有类似金属晶体的导电性，且导电性只能沿石墨平面的方向。层与层距离较远。层内碳原子之间

范德华力混合型晶体未参与杂化的p轨道上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。构成π键的p轨道构成σ键的sp2杂化轨道二、混合型晶体②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。思考交流1：分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，解释石墨具有润滑性的原因。石墨的层状结构①石墨晶体是层状结构各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软，具有润滑性。二、混合型晶体石墨结构中未参与杂化的p轨道有一个未参与杂化的2p电子,所有的p轨道相互平行而且相互重叠(即形成大π键),使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动。石墨的导电性只能沿石墨平面方向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。思考交流2：分析石墨晶体的构成微粒及微粒间相互作用，解释石墨具有导电性的原因。二、混合型晶体①石墨所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构②C原子与C—C键个数比:

。金刚石碳原子均采取sp3杂化，形成三维骨架结构C原子与C—C键个数比:

.石墨和金刚石结构对比石墨晶体中的二维平面结构金刚石的晶体结构石墨的层状结构1︰22︰3二、混合型晶体拓展：硅酸盐

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了，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白。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。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，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。

例如，金属铅的晶粒大小与熔点的关系

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。拓展：纳米晶体1.下列能说明石墨具有分子晶体的性质的是（

）A.晶体能导电

B.熔点高C.硬度小

D.燃烧产物是CO2C课堂检测C2.下列关于第三周期主族元素的氧化物形成的晶体的说法正确的是(

)A.氧元素与钠元素电负性相差很大,所以Na2O是纯粹的离子晶体B.MgO不具有共价晶体的性质C.SiO2是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,但常看作共价晶体D.P2O5、SO3是纯粹的分子晶体,晶体中没有离子键成分3.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石墨中存在两种作用力②石墨是混合型晶体③石墨中的C为sp2杂化④石墨熔点、沸点都比金刚石低⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为1∶2⑥石墨和金刚石的硬度相同⑦石墨层内导电性和层间导电性不同⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2A.全对

B.除⑤外

C.除①④⑤⑥外

D.除⑥⑦⑧外C课堂检测4.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(

)A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B.石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含