第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)人教版?化學(xué)?2019選擇性必修2第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第3課時過渡晶體與混合型晶體授課人：李麗萍

04十月2025學(xué)習(xí)目標(biāo)知道晶體中粒子間的各種相互作用力，比較四類典型晶體的構(gòu)成粒子、粒子間的相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。共價晶體晶體分子晶體離子晶體金屬晶體我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體四類典型晶體新課引入CO2NaClSiO2Cu晶體類型之間存在絕對的界限嗎？實驗探究二觀察下圖所示的熔點變化并根據(jù)所學(xué)內(nèi)容解釋：熔點變化的原因。根據(jù)所學(xué)和實驗圖像推測：鈦的鹵化物(TiX4)，TiF4是離子晶體，熔點較高；TiCl4

、TiBr4、TiI4是共價化合物，屬分子晶體，熔點較低。NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4鈉的鹵化物NaX屬于典型的離子晶體，從F-離子到I-，離子半徑增大，離子鍵強度減弱，故晶體熔點逐漸降低硅的鹵化物(SiX4)屬于分子晶體，熔點較低；硅的鹵化物組成與結(jié)構(gòu)相似，故相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，所以熔點逐漸升高。推測是否正確？為什么由金屬元素和非金屬元素組成的化合物可能是共價化合物呢？閱讀教材P89表3-4關(guān)于幾種氧化物中化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)Na、Mg、Al、Si四種元素氧化物的化學(xué)鍵中離子鍵成分逐漸減少氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵百分?jǐn)?shù)%62504133過渡晶體介于某兩種晶體類型之間的晶體Na2OMgOAl2O3SiO2離子晶體共價晶體思考：離子鍵的百分?jǐn)?shù)和什么因素有關(guān)？實驗探究三電負性差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越高化合物鍵型離子鍵的百分?jǐn)?shù)電負性差值CsCl離子鍵75%3.16―0.79＝2.37HCl極性共價鍵20%3.16―2.22＝0.94Cl2非極性共價鍵03.16―3.16＝0根據(jù)表中數(shù)據(jù)，歸納影響離子鍵的因素NaFNaClNaBrNaISiF4SiCl4SiBr4SiI4TiF4TiCl4TiBr4TiI4根據(jù)所學(xué)和實驗圖像推測：鈦的鹵化物(TiX4)，TiF4是離子晶體，熔點較高；TiCl4

、TiBr4、TiI4是共價化合物，屬分子晶體，熔點較低。鈦的鹵化物(TiX4)離子化合物離子晶體共價化合物分子晶體實驗數(shù)據(jù)鈦的電負性Ti1.54Ti1.54Ti1.54Ti1.54鹵素的電負性F3.98Cl3.16Br2.96I2.66電負性差值2.441.621.421.12離子鍵、共價鍵、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(tài)，形成過渡晶體。四類晶體都有過渡型。過渡晶體的性質(zhì)偏向某一晶體類型時，通常當(dāng)作該晶體類型處理。一、過渡晶體氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133P2O5SO2Cl2O7離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小共價鍵不再貫穿整個晶體離子鍵百分?jǐn)?shù)取決于電負性差值，電負性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大。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)化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價鍵既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價晶體離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體當(dāng)作離子晶體處理當(dāng)作共價晶體處理分子晶體資料1氯化鋁晶體的導(dǎo)電性隨溫度變化圖資料2氯化鋁處于熔融態(tài)時，以二聚體的Al2Cl6的形式存在問題1：冶煉鋁通常采用電解熔融Al2O3(熔點:2054℃)的方法，為什么不電解熔融態(tài)AlCl3(熔點:192.6℃)？從資料1可知，當(dāng)溫度達到熔點時，AlCl3為液體，電導(dǎo)率幾乎變到零，這說明體系中不存在自由移動的離子。結(jié)合資料2，AlCl3分子的結(jié)構(gòu)，可知不能用電解熔融態(tài)氯化鋁來冶煉鋁結(jié)合資料2：AlCl3分子的結(jié)構(gòu)，熔融態(tài)氯化鋁為共價化合物，所以其為分子晶體；綜合以上兩點：AlCl3中的化學(xué)鍵既有一定的離子性，又有一定的共價性，即AlCl3是介于離子晶體和分子晶體之間的過渡晶體。結(jié)合資料1：AlCl3晶體的導(dǎo)電性隨溫度變化圖，在接近熔點時導(dǎo)電性提高，說明體系中存在一定數(shù)量的離子，這些離子可以在一定范圍內(nèi)運動，推測固態(tài)氯化鋁晶體是離子晶體；過渡晶體與混合型晶體第三周期元素的氯化物及其晶體類型MgCl2SiCl4PCl5離子晶體NaClMgAlSiPS分子晶體Cl2AlCl3過渡晶體分子晶體分子晶體離子晶體金屬晶體Na二、混合型晶體sp3雜化金剛石堅硬而石墨卻質(zhì)軟導(dǎo)電？金剛石的用途?雜化從不同角度觀察石墨的結(jié)構(gòu)模型鍵能很大，所以石墨熔點高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定!同層中的每個碳原子與鄰近的三個碳原子以共價鍵相結(jié)合sp2雜化142pm石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為：_______每個正六邊形平均只占有______個C22:3335pm范德華力各層之間是范德華力結(jié)合，因為范德華力較弱，層與層之間易于斷開而滑動，所以石墨質(zhì)軟，可作潤滑劑。石墨的層狀結(jié)構(gòu)實驗測得：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。所有同層碳原子p軌道相互平行而且相互重疊（大π鍵），使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動，因此石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性（電子沿石墨平面的方向移動）。電子可在整個碳環(huán)網(wǎng)狀平面上運動石墨晶體內(nèi)既有共價鍵，又有類似金屬鍵的非定域鍵(π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。層內(nèi)石墨晶體未雜化軌道上的電子在層間自由移動層間共價鍵范德華力金屬晶體的性質(zhì)熔點高質(zhì)軟導(dǎo)電二、混合型晶體一種結(jié)晶形碳，灰黑色，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。質(zhì)軟，具滑膩感，能導(dǎo)電?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，耐腐蝕，在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成CO2。石墨可用作潤滑劑，可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等。石墨電極石墨坩堝石墨的用途金剛石石墨C60構(gòu)成微粒晶體中存在的作用力晶體類型熔點硬度大原子分子共價晶體共價鍵共價鍵、金屬鍵、范德華力分子內(nèi)共價鍵、分子間范德華力混合型晶體分子晶體高（金剛石<石墨）低原子較軟軟晶體類型的判斷1.依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用判斷（1）分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力；（2）共價晶體的構(gòu)成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵；（3）金屬晶體構(gòu)成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵；（4）離子晶體的構(gòu)成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。2.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷（1）大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅等）、非金屬氫化物、

非金屬氧化物（除SiO2等外）、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物（除

有機鹽外）是分子晶體；（2）金剛石、晶體硅、晶體硼、碳化硅、二氧化硅等是共價晶體；（3）金屬單質(zhì)（除汞外）和合金是金屬晶體；（4）金屬氧化物（如K2O、Na2O2等）、強堿（NaOH、KOH等）和絕大

多數(shù)的鹽類是離子晶體。3.依據(jù)晶體的熔點判斷（1）分子晶體的熔點低；（2）共價晶體的熔點很高；（3）金屬晶體的多數(shù)熔點高，但也有少數(shù)熔點相當(dāng)?shù)秃辖鸬娜?、沸點比其成分金屬低；（4）離子晶體的熔點較高。4.依據(jù)導(dǎo)電性判斷（1）分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，也能導(dǎo)電；（2）共價晶體一般為非導(dǎo)體，但硅為半導(dǎo)體；（3）

金屬晶體是電的良導(dǎo)體；（4）

離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導(dǎo)電。5.依據(jù)硬度和機械性能判斷（1）分子晶體硬度小且較脆；（2）共價晶體硬度大；（3）金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性，合金的硬度

比其成分金屬大；（4）離子晶體硬度較大、硬而脆。物質(zhì)熔沸點高低比較1.首先看物質(zhì)狀態(tài)一般情況下，固體>液體>氣體2.其次看物質(zhì)所屬晶體類型一般情況下，共價晶體>離子晶體>分子晶體。

金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等金屬的熔、沸點很高，汞、銫等金屬的熔、沸點很低。3.同種類型晶體的熔、沸點的比較分子晶體:①看是否含有氫鍵有分子間氫鍵的熔沸點高有相同的分子間氫鍵，氫鍵的個數(shù)越多，熔沸點越高②比較范德華力組成和結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高③比較分子極性④同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點越低。共價晶體：①

晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。

鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔、沸點越高。②

若沒有告知鍵長或鍵