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第三章
第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體
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第2課時
回顧舊知
四類典型晶體
分子晶體
只含分子的晶體，如水、硫化氫等
共價晶體
原子間通過共價鍵 形成三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體，
如金剛石、二氧化硅等
金屬晶體
金屬原子之間通過金屬鍵相互結(jié)合形成的晶體，如Cu
由陽離子和陰離子相互作用而形成的晶體，如NaCl、CsCl等
離子晶體
純粹的典型晶體是不多的！
大多數(shù)晶體是典型晶體之間的晶體——過渡晶體
過渡晶體
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數(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 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵百分數(shù)% 62 50 41 33
過渡晶體
介于某兩種晶體類型之間的晶體
Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子晶體 共價晶體
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數(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 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵百分數(shù)% 62 50 41 33
過渡晶體
離子鍵的百分數(shù)和什么因素有關(guān)？
電負性差值越大，離子鍵成分的百分數(shù)越高
過渡晶體
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵的 百分數(shù)/% 62 50 41 33
第三周期元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分數(shù)
化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價鍵
P2O5 SO2 Cl2O7
既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價晶體
當(dāng)作離子晶體處理
當(dāng)作共價晶體處理
離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體
分子晶體
離子鍵成分的百分數(shù)更小
共價鍵不再貫穿整個晶體
離子鍵百分數(shù)取決于電負性差值，電負性差值越大，離子鍵的百分數(shù)越大。
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
混合型晶體
鍵能很大，所以石墨化學(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
142 pm
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C
2
2:3
混合型晶體
問題1:石墨為什么很軟
各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。
335 pm
范德華力
因為分子間作用力較弱，層與層之間易于斷開而滑動，所以石墨具有潤滑性可以作潤滑劑
石墨的層狀結(jié)構(gòu)
混合型晶體
問題2:石墨的熔沸點為什么很高(高于金剛石)
石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳原子之間存在很強的共價鍵(大π鍵)故熔沸點很高。
每個碳原子還有一個與碳環(huán)網(wǎng)狀平面垂直的未參與雜化的 2p 軌道（含有一個未成對電子）
它們相互平行且相互重疊，形成遍及整個平面的大π鍵
混合型晶體
問題3:石墨為什么能導(dǎo)電
這是因為石墨晶體中存在自由電子，可以在整個碳原子的平面上運動，但是相鄰碳環(huán)網(wǎng)狀平面間相隔較遠電子不能從一個平面跳躍到另一個平面，所以石墨能導(dǎo)電，并且沿層的平行方向?qū)щ娦詮娺@也是晶體各向異性的表現(xiàn)。
電子可在整個碳環(huán)網(wǎng)狀平面上運動
335 pm
范德華力
混合型晶體
問題4:石墨晶體中存在哪些作用力
共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力
像石墨這樣，既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。
在考察大量的晶體后，人們發(fā)現(xiàn)，許多晶體不能被歸為分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體四類晶體的某一類。但是，四類晶體仍然是考察晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
混合型晶體
問題5:石墨的晶胞為六方晶胞，部分晶胞參數(shù)如圖所示。
（1）該晶胞含有的碳原子數(shù)為_____________
(2)根據(jù)俯視圖計算，石墨中的C-C鍵長為_______pm。
(3)若石墨的密度為pg/cm’，則石墨層與層間的距離為_______________。
4
思考
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。
晶體類型的判斷
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。
晶體類型的判斷
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)秃辖鸬娜邸⒎悬c比
其成分金屬低；
（4）離子晶體的熔點較高。
晶體類型的判斷
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，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由移動的離子，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。
晶體類型的判斷
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。
物質(zhì)熔沸點高低比較
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。
物質(zhì)熔沸點高低比較
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能數(shù)據(jù)時，可比較原子半徑的大小。
一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。
3.同種類型晶體的熔、沸點的比較
物質(zhì)熔沸點高低比較
3.同種類型晶體的熔、沸點的比較
金屬晶體：
① 金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，
金屬的熔、沸點越高；
② 合金的熔點比組成合金的純金屬低
物質(zhì)熔沸點高低比較
3.同種類型晶體的熔、沸點的比較
離子晶體：
① 一般地，離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，
則離子間的作用力就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高；
② 離子所帶的電荷數(shù)的影響大于離子半徑的影響
課堂小結(jié)
晶體類型的劃分
構(gòu)成晶體的微粒
微粒間的相互作用力
晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜與多樣性
隨堂練習(xí)
1.四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：
晶體類型：
單質(zhì)硫是_____晶體；單質(zhì)硼是_____晶體；
氯化鋁是_____晶體；苛性鉀是_____晶體。
分子
共價
分子
離子
物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 其他性質(zhì)
單質(zhì)硫 120.5 271.5 —
單質(zhì)硼 2 300 2 550 硬度大
氯化鋁 190 182.7 177.8 ℃升華
苛性鉀 300 1 320 晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電
隨堂練習(xí)
4．黑鱗的晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是
A．黑磷晶體中片層間作用力為范德華力
B．黑磷與白磷均可導(dǎo)電
C．黑磷晶體的熔沸點比白磷高
D．1 mol黑磷晶體中含有1.5 mol P-P鍵
B

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