混合晶體+高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體與離子晶體3.3.3過(guò)渡與混合晶體1、知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體及混合型晶體是普遍存在的2、掌握四類典型的晶體性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、晶體之間存在絕對(duì)的界限嗎?思考金剛石

干冰NaClFe四類典型的晶體：指分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體一、過(guò)渡晶體1、過(guò)渡晶體離子鍵、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(guò)渡狀態(tài)，由于微粒間的作用存在鍵型過(guò)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(guò)渡狀態(tài)，形成過(guò)渡晶體。純粹的典型晶體是不多的，大多數(shù)晶體是它們之間的過(guò)渡晶體。(1)幾種氧化物的化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133結(jié)論從上表可知，表中4種氧化物晶體中的化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵，這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價(jià)晶體，只是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過(guò)渡晶體(2)偏向離子晶體的過(guò)渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，因而通常當(dāng)作離子晶體來(lái)處理，如：Na2O等，同樣，偏向共價(jià)晶體的過(guò)渡晶體則當(dāng)作共價(jià)晶體來(lái)處理，如：Al2O3、SiO2等【注意】一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電負(fù)性的差值>1.7時(shí)，離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%，可認(rèn)為是離子晶體。電負(fù)性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大，電負(fù)性差值越小，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越小。①離子鍵的百分?jǐn)?shù)大于50%,當(dāng)作離子晶體處理②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③對(duì)于同一周期的氧化物，自左至右:離子晶體→共價(jià)晶體(IIIA、IVA)→分子晶體(VA、VIA、VIIA)④對(duì)于同一周期的氯化物，自左至右:離子晶體→分子晶體⑤四類典型晶體都有過(guò)渡晶體存在2、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?你認(rèn)為是什么造成了這種差異?思考二、混合晶體—石墨晶體1、石墨晶體的結(jié)構(gòu)

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軌道石墨不同于金剛石，它的碳原子不像金剛石的碳原子那樣呈sp3雜化，而是呈sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。因此，石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)的，層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm層間距離為335pm，說(shuō)明層間沒(méi)有化學(xué)鍵相連，是靠范德華力維系的。石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每一個(gè)碳原子的配位數(shù)為3，有一個(gè)末參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面(形成大π鍵)2、石墨的“多性”(1)具有共價(jià)晶體屬性在石墨晶體中，同層的碳原子以sp2雜化形成共價(jià)鍵，每一個(gè)碳原子以三個(gè)共價(jià)鍵與另外三個(gè)碳原子相連。六個(gè)碳原子在同一個(gè)平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展成層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的碳原子核間為為142pm，這正好屬于共價(jià)晶體的鍵長(zhǎng)范圍，因此對(duì)于同一層來(lái)說(shuō)，它是共價(jià)晶體(2)具有金屬晶體屬性在同一平面內(nèi)的碳原子還各剩下一個(gè)p軌道，所有的p軌道相互重疊，電子比較自由，相當(dāng)于金屬晶體中的自由電子，而石墨能導(dǎo)熱和導(dǎo)電，這正屬于金屬晶體的特征(3)具有分子晶體屬性石墨晶體中層與層之間相隔335pm，距離較大，層間是以范德華力結(jié)合起來(lái)的，即層與層之間屬于分子晶體(潤(rùn)滑劑)。但是，由于同一平面層上的碳原子間的結(jié)合力很強(qiáng)，鍵很難被破壞，所以石墨的熔點(diǎn)也很高，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定混合型晶體：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)。3、石墨的晶體類型石墨是共價(jià)晶體、金屬晶體、分子晶體的一種混合型晶體4、微粒間的作用石墨屬于混合晶體，既有共價(jià)鍵、又有金屬鍵，還有范德華力5、性質(zhì)(1)導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性石墨晶體中，由于碳原子的p軌道相互平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)，類似于金屬晶體的導(dǎo)電性，所以石墨能導(dǎo)電、導(dǎo)熱，并且沿層的平行方向?qū)щ娦詮?qiáng)，這也是晶體各向異性的表現(xiàn)(電子不能從一個(gè)平面跳到另外一個(gè)平面)(2)潤(rùn)滑性石墨層間為范德華力，結(jié)合力弱，層與層間可以相對(duì)滑動(dòng)，使之具有潤(rùn)滑性，因而可用作潤(rùn)滑劑等(3)熔點(diǎn)高石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵，故熔點(diǎn)很高6、石墨與金剛石的比較金剛石石墨晶體類型共價(jià)晶體混合晶體構(gòu)成微粒碳原子碳原子微粒間的作用力C－C共價(jià)鍵C－C共價(jià)鍵、分子間作用力碳原子的雜化方式sp3雜化sp2雜化碳原子成鍵數(shù)43碳原子有無(wú)剩余價(jià)電子無(wú)有一個(gè)2p電子配位數(shù)43晶體結(jié)構(gòu)特征正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)平面六邊形層狀結(jié)構(gòu)最小碳環(huán)六元環(huán)、不共面六元環(huán)、共面鍵長(zhǎng)金剛石中C—C>石墨中C—C鍵能金剛石<石墨穩(wěn)定性金剛石<石墨熔、沸點(diǎn)金剛石<石墨鍵角109°28′120°碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)比1：22：31、列性質(zhì)能說(shuō)明石墨具有分子晶體的性質(zhì)是()A．晶體能導(dǎo)電 B．熔點(diǎn)高C．硬度小 D．燃燒產(chǎn)物是CO22、(雙選)關(guān)于石墨晶體的說(shuō)法正確的是()A．平均每一個(gè)正六邊形所占有的碳原子數(shù)為6個(gè)B．由于石墨晶體層與層之間的作用力為分子間作用力，故石墨的熔點(diǎn)較低C．石墨晶體在熔化時(shí)既破壞了層與層之間的分子間作用力，也破壞了層中碳原子之間的共價(jià)鍵D．石墨能導(dǎo)電的原因是石墨晶體中有未參與雜化的2p電子，在整個(gè)碳原子平面中可自由移動(dòng)

C【練一練】CD三、四種晶體物理性質(zhì)的比較晶體類型比較項(xiàng)目分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體定義分子間通過(guò)分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體金屬原子通過(guò)金屬鍵形成的晶體陰、陽(yáng)離子通過(guò)離子鍵形成的晶體構(gòu)成晶體的粒子分子原子金屬陽(yáng)離子、自由電子陰離子、陽(yáng)離子微粒間作用力范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵熔化時(shí)需克服的作用力范德華力或范德華力與氫鍵共價(jià)鍵金屬鍵離子鍵熔、沸點(diǎn)較低高一般較高，但差異大較高硬度較小大一般較大，但差異大較大延展性差差好脆導(dǎo)電性某些溶于水后能導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固態(tài)能導(dǎo)電熔融態(tài)或溶于水時(shí)能導(dǎo)電溶解性相似相溶不溶不溶多數(shù)溶于水物質(zhì)類別多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物少數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物金屬單質(zhì)和合金離子化合物典例干冰、冰、碘金剛石、SiO2K、Cu、MgNaCl、CsCl、CaF2四、晶體熔、沸點(diǎn)的比較1、不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律：共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體(2)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大，如：鎢、鉑等熔、沸點(diǎn)很高，汞、銫等熔、沸點(diǎn)很低2、同種晶體類型熔、沸點(diǎn)的比較比較晶體內(nèi)微粒之間相互作用力的大小(1)共價(jià)晶體：看共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，取決于鍵長(zhǎng)，即：成鍵原子半徑大小規(guī)律：原子半徑越小→鍵長(zhǎng)越短→鍵能越大→熔、沸點(diǎn)越高如：金剛石、金剛砂(碳化硅)、晶體硅的熔、沸點(diǎn)逐漸降低(2)離子晶體：看離子鍵的強(qiáng)弱，取決于陰、陽(yáng)離子半徑大小和所帶電荷數(shù)規(guī)律：衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般地說(shuō)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，晶格能越大，離子間的作用力就越強(qiáng)，離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高如熔、沸點(diǎn)：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl(3)分子晶體：看分子間作用力(一般先氫鍵后范德華力最后分子的極性)規(guī)律：①先看分子晶體中是否含有氫鍵，若能形成分子間氫鍵則熔、沸點(diǎn)比一般的分子晶體的熔、沸點(diǎn)高如含有H—F、H—O、H—N等共價(jià)鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)相對(duì)較高，熔、沸點(diǎn)：H2O>H2Te>H2Se>H2S②結(jié)構(gòu)相似，分子之間不含氫鍵而利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高。如熔、沸點(diǎn)：I2>Br2>Cl2>F2；CS2>CO2③相對(duì)分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔、沸點(diǎn)一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔、沸點(diǎn)高，如熔、沸點(diǎn)：CO>N2④有機(jī)物中組成和結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對(duì)分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點(diǎn)越低，如熔、沸點(diǎn)：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷(4)金屬晶體：看金屬鍵的強(qiáng)弱，取決于金屬元素原子的半徑和價(jià)電子數(shù)規(guī)律：金屬原子半徑越小，價(jià)電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體的熔沸點(diǎn)也就越高如熔、沸點(diǎn)：Na<Mg<Al3、不同類型晶體熔、沸點(diǎn)的比較答題模板答題策略不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)高低的一般規(guī)律：共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體答題模板×××為×××晶體，而×××晶體1金剛石的熔點(diǎn)比NaCl高，原因是：金剛石是共價(jià)晶體，而NaCl是離子晶體2SiO2的熔點(diǎn)比CO2高，原因是：SiO2是共價(jià)晶體，CO2而是分子晶體3Na的氯化物的熔點(diǎn)比Si的氯化物的熔點(diǎn)高，理由是：NaCl為離子晶體而SiCl4為分子晶體①離子晶體中一定存在離子鍵，可能存在共價(jià)鍵，一定不存在分子間作用力。②只有分子晶體中存在單個(gè)分子。③某些離子晶體的熔點(diǎn)高于某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)。如MgO(2852℃)＞SiO2(1710℃))。④某些分子晶體的熔點(diǎn)高于某些金屬晶體的熔點(diǎn)。如堿金屬熔點(diǎn)較低。⑤個(gè)別金屬的熔點(diǎn)高于某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)。如鎢((3410℃)＞SiO2(1710℃))。⑥合金的熔點(diǎn)一般低于成分金屬的熔點(diǎn)