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第三節(jié) 金屬晶體和離子晶體
第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第2課時(shí) 過渡晶體和混合晶體
金屬晶體
01
離子晶體
02
學(xué)習(xí)目標(biāo)
能結(jié)合元素周期表中元素性質(zhì)的遞變和晶體類型的遞變認(rèn)識(shí)過渡晶體的存在
能依據(jù)石墨晶體的結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì)特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)混合型晶體的存在。能認(rèn)識(shí)到晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的求知態(tài)度
過渡晶體
過渡晶體
1.過渡晶體的定義
典型晶體
分子晶體
共價(jià)晶體
金屬晶體
離子晶體
介于典型晶體之間的晶體
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
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵的 百分?jǐn)?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?jǐn)?shù)
離子鍵的百分?jǐn)?shù)取決于電負(fù)性的差值，
電負(fù)性差值越大，離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大。
2.離子鍵百分?jǐn)?shù)
過渡晶體
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
離子鍵的 百分?jǐn)?shù)/% 62 50 41 33
化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵
P2O5 SO2 Cl2O7
既不是純粹的離子晶體，也不是純粹的共價(jià)晶體
當(dāng)作離子晶體處理
當(dāng)作共價(jià)晶體處理
離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體
分子晶體
離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小
共價(jià)鍵不再貫穿整個(gè)晶體
過渡晶體
1.四種典型晶體類型都存在過渡晶體
2.晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當(dāng)作該晶體類型處理
微點(diǎn)撥
過渡晶體
鉆石并不久遠(yuǎn)，至少在地表上無法達(dá)到永恒。它的同胞兄弟石墨其實(shí)更穩(wěn)定，鉆石最終都會(huì)變成石墨。
《迷人的材料》
金剛石部分物理性質(zhì) 熔點(diǎn) 莫氏硬度 電導(dǎo)率/（s·m-1)
3550℃ 10 2.11*10-13
石墨部分物理性質(zhì) 熔點(diǎn) 莫氏硬度 電導(dǎo)率/（s·m-1)
3850℃ 1 2.5*103
混合晶體晶體
混合晶體
1.石墨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
石墨的物理性質(zhì)
熔點(diǎn)高
質(zhì)軟
能導(dǎo)電
石墨的結(jié)構(gòu)
石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道
共價(jià)晶體特征
金屬晶體特征
分子晶體特征
范德華力維系
混合晶體
1.石墨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
①所有碳原子均采取_______，形成____________結(jié)構(gòu)
②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︰2
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︰1
4︰3
微點(diǎn)撥
混合晶體
1.石墨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
③石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)
④層內(nèi)的碳原子核間距為142pm，層間距離為335pm，
說明層間沒有化學(xué)鍵相連，是靠范德華力維系的
各層之間以范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨質(zhì)軟
混合晶體
1.石墨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
石墨結(jié)構(gòu)中未參與雜化的p軌道
⑤石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性。
有一個(gè)未參與雜化的2p電子,所有的p軌道相互平行而且相互重疊（即形成π鍵）,使p軌道的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng),
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。
石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向
混合晶體
2.混合晶體
像石墨這樣，既有共價(jià)鍵又有范德華力，同時(shí)還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。
混合晶體
資料卡片
硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結(jié)構(gòu)豐富多樣，既有有限數(shù)目的硅氧四面體構(gòu)建的簡(jiǎn)單陰離子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元環(huán)）等，也有以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一維、二維、三維無限伸展的共價(jià)鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結(jié)合。部分Si被Al取代則得到鋁硅酸鹽。
六元環(huán)
單鏈
雙鏈
混合晶體
資料卡片
納米晶體時(shí)晶體顆粒尺寸在納米（10－9 m）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，有廣闊的應(yīng)用前景。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)系如下表所示：
r/nm 5 10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
T/K 34.7 144 294 420 473 502 520 533 542 549 554 559
混合晶體
資料卡片
①?gòu)慕饘巽U的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系圖和表中，能得出什么結(jié)論？
金屬鉛的晶粒大小與熔點(diǎn)的關(guān)系
50
100
150
200
200
400
600
0
T/K
r/nm
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
主要原因是晶體的表面積增大。
②納米晶體為什么會(huì)有不同于大塊晶體的特性呢
課堂檢測(cè)
A
1．下列氧化物中所含離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最小的是(　　)A．N2O3 B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O3
課堂檢測(cè)
B
2．某化學(xué)興趣小組，在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點(diǎn)，記錄如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5
熔點(diǎn)/℃ 801 712 190 －68 148
沸點(diǎn)/℃ 1 465 1 418 182.7 57 160
根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，下列說法正確的是(　　)A．NaCl、MgCl2、AlCl3均為離子晶體B．AlCl3、SiCl4、PCl5均為分子晶體C．MgCl2的化學(xué)鍵離子成分低于SiCl4D．加熱AlCl3晶體發(fā)生熔化時(shí)破壞的作用力為共價(jià)鍵
課堂檢測(cè)
3.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，每一個(gè)碳原子都與其他三個(gè)碳原子相結(jié)合。如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是(　　)
D
A．10
B．18C．24
D．14
課堂檢測(cè)
A
4. 石墨烯是只由一層碳原子所構(gòu)成的平面薄膜，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵B．石墨烯與石墨都是碳的同素異形體C．石墨烯中所有碳原子可以處于同一個(gè)平面D．從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力
第2課時(shí) 混合晶體與過渡晶體

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