過渡晶體與混合型晶體第3課時第三節

金屬晶體與離子晶體目標一過渡晶體目標二混合型晶體——石墨目標一過渡晶體目標二混合型晶體——石墨共價晶體

分子晶體

離子晶體

金屬晶體純粹的典型晶體是不多的，大多數晶體是它們之間的過渡晶體。目標一過渡晶體1.判斷下列晶體的類型晶體類型之間存在絕對的界限嗎？Fe金剛石干冰NaClFe

離子鍵、共價鍵、金屬鍵等都是化學鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。過渡晶體的性質偏向某一晶體類型時，通常當作該晶體類型處理。第三周期元素的氧化物中，化學鍵中離子鍵成分的百分數如下表：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分數/%62504133

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

電負性差值越大，離子鍵的百分數越大，一般當電負性的差值大于1.7時，離子鍵的百分數大于50%，可認為是離子晶體。氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7離子鍵的百分數/%62504133離子鍵成分的百分數更小，是分子晶體離子鍵的百分數大于50%，當作離子晶體處理離子鍵的百分數小于50%，偏向共價晶體，當作共價晶體處理偏向某種晶體類型的過渡晶體，就當作該類型的晶體處理。四類晶體都有過渡型Na2OMgOAl2O3SiO2

P2O5SO3Cl2O7離子晶體共價晶體

分子晶體近代實驗表明，純粹的離子鍵是不存在的，絕大多數離子鍵都不是典型的，只是離子性占優勢而已。例如：銫的電負性為0.7，而氟的電負性為4.0，兩者之差是所有元素中電負性差值最大的，因此氟化銫(CsF)是典型的離子晶體。但Cs﹢與F﹣的結合也不完全是純靜電作用，仍有部分共價性質。其離子鍵成分也只是92%，其余8%為共價鍵成分。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鍵時，成鍵原子軌道之間依然有部分重疊。導練1.正誤判斷(1)純粹的典型晶體是沒有的(

)(2)離子鍵成分的百分數是依據電負性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分數越小(

)(3)在共價晶體中可以認為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅局限于晶體微觀空間的一個個分子中(

)(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.離子鍵和共價鍵沒有明顯界限B.離子晶體和共價晶體沒有明顯界限C.離子晶體中含有離子鍵，不含共價鍵D.大多數晶體是四類典型晶體的過渡晶體√目標二混合型晶體——石墨你認為是什么造成了這種差異？？結構

性質決定同：熔點均較高異：金剛石硬度很高、不導電，石墨質軟、能導電同是碳單質的晶體，金剛石和石墨的性質存在哪些異同？碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環結構。層內C原子以共價鍵結合，層間靠范德華力維系。石墨的層狀結構混合型晶體：石墨晶體是一種典型的混合型晶體。范德華力共價鍵1．石墨晶體的結構與性質晶體內同時存在若干種不同的作用力，具有若干種晶體的結構和性質。石墨晶體中的二維平面結構石墨的層狀結構石墨結構中未參與雜化的p軌道層平面內C原子的配位數為3，共價鍵的鍵長很短，鍵能很大，石墨的熔點很高。層與層之間靠范德華力維系，作用力弱，容易滑動，所以石墨質軟，可作潤滑劑。層中每個碳原子均剩余一個未參與雜化的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層平面中運動。類似共價晶體類似分子晶體石墨能導電，類似金屬晶體所以石墨的導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，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面?？傊?，石墨晶體內既有共價鍵，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____________結構(2)石墨中碳原子與碳碳鍵個數比為________。sp2雜化平面六元并環金剛石中碳原子均采取_______，形成____________結構sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中碳原子與碳碳鍵個數比為________。1︰22．石墨與金剛石的比較金剛石的晶體結構石墨晶體中的二維平面結構(3)質量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個數比為_______。

兩者碳碳鍵的個數比為_______。1︰14︰3金剛石的晶體結構石墨晶體中的二維平面結構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1.正誤判斷(1)石墨的導電性只能沿石墨平面的方向進行(

)(2)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點不高(

)(3)由于石墨晶體導電，所以它是金屬晶體(

)(4)由于石墨的熔點很高，所以它是共價晶體(

)(5)由于石墨質軟，所以它是分子晶體(

)√××××導思2.石墨的熔點為什么高于金剛石？提示

金剛石中碳原子形成共價鍵，石墨中碳原子除形成共價鍵外，還形成大π鍵，且石墨中C—C的鍵長更短、鍵能更大，故石墨的熔點高于金剛石。導練1.石墨晶體是層狀結構(如圖)，以下有關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、沸點都比金剛石低④石墨中碳原子數和C—C數之比為1∶2

⑤石墨和金剛石的硬度相同⑥石墨層內導電性和層間導電性不同⑦每個六元環完全占有的碳原子數是2A.全對

B.除④外

C.除③④⑤外

D.除⑤⑥⑦外√熔點：石墨＞金剛石2∶3石墨質軟，金剛石的硬度大2.碳元素的單質有多種形式，如圖所示，依次是C60、石墨和金剛石的結構圖：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C—C的鍵長為142pm，而金剛石中C—C的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的___鍵，而石墨層內的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）量級的晶體。納米晶體相對于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會呈現新的特性。僅以熔點為例，當晶體顆粒小至納米量級，熔點會下降。金屬鉛的晶粒大小與熔點的關系如下表?？茖W·技術·社會納米晶體r/nm51020406080100120140160180200T/K34.7144294420473502520533542549554559晶體顆粒小于200nm時，晶粒越小，金屬鉛的熔點越低。因此，我們通常說純物質有固定的熔點，但當純物質晶體的顆粒小于200nm(或者250nm）時，其熔點會發生變化。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.某化學興趣小組在學習過渡晶體后，查閱了幾種氯化物的熔點，記錄如下：123自我測試離子晶體中離子鍵越強、離子鍵成分的百分數越多，克服離子鍵所需能量越多，熔點越高。氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點/℃801712190－68根據這些數據，上述晶體中離子鍵成分的百分數最多的是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的