3.3.3過渡晶體與混合型晶體課件高二化學(xué)人教版選擇性必修2

過渡晶體與混合型晶體第3課時(shí)第三節(jié)

金屬晶體與離子晶體目標(biāo)一過渡晶體目標(biāo)二混合型晶體——石墨目標(biāo)一過渡晶體目標(biāo)二混合型晶體——石墨共價(jià)晶體

分子晶體

離子晶體

金屬晶體純粹的典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。目標(biāo)一過渡晶體1.判斷下列晶體的類型晶體類型之間存在絕對(duì)的界限嗎？Fe金剛石干冰NaClFe

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(jiǎn)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。過渡晶體的性質(zhì)偏向某一晶體類型時(shí)，通常當(dāng)作該晶體類型處理。第三周期元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)如下表：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133

這些晶體中的化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵；晶體既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價(jià)晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體。第三周期元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)如下表：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%625041331、Na2O、MgO、Al2O3、SiO2中離子鍵成分為何逐漸減少？？原因：與氧元素的電負(fù)性的差值逐漸減小2、請(qǐng)推測(cè)P2O5、SO3、Cl2O7的離子鍵成分變化趨勢(shì)？變化趨勢(shì)：百分?jǐn)?shù)小于33，且逐漸減少

電負(fù)性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大，一般當(dāng)電負(fù)性的差值大于1.7時(shí)，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%，可認(rèn)為是離子晶體。氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小，是分子晶體離子鍵的百分?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)晶體處理偏向某種晶體類型的過渡晶體，就當(dāng)作該類型的晶體處理。四類晶體都有過渡型Na2OMgOAl2O3SiO2

P2O5SO3Cl2O7離子晶體共價(jià)晶體

分子晶體近代實(shí)驗(yàn)表明，純粹的離子鍵是不存在的，絕大多數(shù)離子鍵都不是典型的，只是離子性占優(yōu)勢(shì)而已。例如：銫的電負(fù)性為0.7，而氟的電負(fù)性為4.0，兩者之差是所有元素中電負(fù)性差值最大的，因此氟化銫(CsF)是典型的離子晶體。但Cs﹢與F﹣的結(jié)合也不完全是純靜電作用，仍有部分共價(jià)性質(zhì)。其離子鍵成分也只是92%，其余8%為共價(jià)鍵成分。這說明即便是像銫和氟這樣典型的金屬和典型的非金屬形成化學(xué)鍵時(shí)，成鍵原子軌道之間依然有部分重疊。導(dǎo)練1.正誤判斷(1)純粹的典型晶體是沒有的(

)(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計(jì)算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小(

)(3)在共價(jià)晶體中可以認(rèn)為共價(jià)鍵貫穿整個(gè)晶體，而在分子晶體中共價(jià)鍵僅局限于晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中(

)(4)四類晶體都有過渡型(

)(5)Al2O3晶體中存在離子鍵，屬于離子晶體(

)√××√×2.下列說法不正確的是A.離子鍵和共價(jià)鍵沒有明顯界限B.離子晶體和共價(jià)晶體沒有明顯界限C.離子晶體中含有離子鍵，不含共價(jià)鍵D.大多數(shù)晶體是四類典型晶體的過渡晶體√目標(biāo)二混合型晶體——石墨你認(rèn)為是什么造成了這種差異？？結(jié)構(gòu)

性質(zhì)決定同：熔點(diǎn)均較高異：金剛石硬度很高、不導(dǎo)電，石墨質(zhì)軟、能導(dǎo)電同是碳單質(zhì)的晶體，金剛石和石墨的性質(zhì)存在哪些異同？碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。層內(nèi)C原子以共價(jià)鍵結(jié)合，層間靠范德華力維系。石墨的層狀結(jié)構(gòu)混合型晶體：石墨晶體是一種典型的混合型晶體。范德華力共價(jià)鍵1．石墨晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體內(nèi)同時(shí)存在若干種不同的作用力，具有若干種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)石墨的層狀結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道層平面內(nèi)C原子的配位數(shù)為3，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)很短，鍵能很大，石墨的熔點(diǎn)很高。層與層之間靠范德華力維系，作用力弱，容易滑動(dòng)，所以石墨質(zhì)軟，可作潤(rùn)滑劑。層中每個(gè)碳原子均剩余一個(gè)未參與雜化的2p電子，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)。類似共價(jià)晶體類似分子晶體石墨能導(dǎo)電，類似金屬晶體所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向。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。總之，石墨晶體內(nèi)既有共價(jià)鍵，又有類似金屬鍵的非定域鍵，還有范德華力，因此稱為混合型晶體，兼具共價(jià)晶體、分子晶體和金屬晶體的特征。(1)石墨所有碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)(2)石墨中碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比為________。sp2雜化平面六元并環(huán)金剛石中碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比為________。1︰22．石墨與金剛石的比較金剛石的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)(3)質(zhì)量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個(gè)數(shù)比為_______。

兩者碳碳鍵的個(gè)數(shù)比為_______。1︰14︰3金剛石的晶體結(jié)構(gòu)石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)2．石墨與金剛石的比較C70C540C240碳納米管單層石墨片C60幾種碳單質(zhì)1.正誤判斷(1)石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向進(jìn)行(

)(2)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點(diǎn)不高(

)(3)由于石墨晶體導(dǎo)電，所以它是金屬晶體(

)(4)由于石墨的熔點(diǎn)很高，所以它是共價(jià)晶體(

)(5)由于石墨質(zhì)軟，所以它是分子晶體(

)√××××導(dǎo)思2.石墨的熔點(diǎn)為什么高于金剛石？提示

金剛石中碳原子形成共價(jià)鍵，石墨中碳原子除形成共價(jià)鍵外，還形成大π鍵，且石墨中C—C的鍵長(zhǎng)更短、鍵能更大，故石墨的熔點(diǎn)高于金剛石。導(dǎo)練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石墨是混合型晶體②石墨中的C為sp2雜化③石墨熔、沸點(diǎn)都比金剛石低④石墨中碳原子數(shù)和C—C數(shù)之比為1∶2

⑤石墨和金剛石的硬度相同⑥石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同⑦每個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2A.全對(duì)

B.除④外

C.除③④⑤外

D.除⑤⑥⑦外√熔點(diǎn)：石墨＞金剛石2∶3石墨質(zhì)軟，金剛石的硬度大2.碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖所示，依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_____________。(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為____、____。同素異形體sp3sp2(3)C60屬于_____晶體，石墨屬于_______晶體。分子混合型(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C—C的鍵長(zhǎng)為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的___鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在___鍵，還有_______________鍵。σσπ(或大π或p-pπ)

單鏈雙鏈硅酸鹽資料卡片納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米（10－9m）量級(jí)的晶體。納米晶體相對(duì)于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會(huì)呈現(xiàn)新的特性。僅以熔點(diǎn)為例，當(dāng)晶體顆粒小至納米量級(jí)，熔點(diǎn)會(huì)下降。金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系如下表?？茖W(xué)·技術(shù)·社會(huì)納米晶體r/nm51020406080100120140160180200T/K34.7144294420473502520533542549554559晶體顆粒小于200nm時(shí)，晶粒越小，金屬鉛的熔點(diǎn)越低。因此，我們通常說純物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)，但當(dāng)純物質(zhì)晶體的顆粒小于200nm(或者250nm）時(shí)，其熔點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化。納米晶體不同于大塊晶體特性的原因：晶體的表面積增大r/nm51020406080100120140160180200T/K34.71442944204735025205335425495545591.某化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)過渡晶體后，查閱了幾種氯化物的熔點(diǎn)，記錄如下：123自我測(cè)試離子晶體中離子鍵越強(qiáng)、離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越多，克服離子鍵所需能量越多，熔點(diǎn)越高。氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點(diǎn)/℃801712190－68根據(jù)這些數(shù)據(jù)，上述晶體中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最多的是A.NaCl

B.MgCl2C.AlCl3

D.SiCl4√2.下列不能說明石墨具有混合型晶體的性質(zhì)的