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第三節(jié)　金屬晶體與離子晶體
第4課時 過渡晶體和混合晶體
第三章　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
復(fù)習(xí)舊知
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了四種典型晶體類型
干冰
水晶
銅
食鹽
請你歸納總結(jié)晶體類型的判斷方法？
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
1、依據(jù)構(gòu)成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷
分子間通過_____________形成的晶體屬于____________；
由___________和__________通過金屬鍵形成的晶體屬于_____________。
由陰、陽離子通過_____________形成的晶體屬于_____________ ；
由原子通過_____________形成的晶體屬于_____________ ；
分子間作用力
分子晶體
共價鍵
離子鍵
金屬陽離子
自由電子
離子晶體
共價晶體
金屬晶體
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
2、依據(jù)物質(zhì)的分類判斷
①活潑金屬的________(如Na2O、MgO等)、________ [如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數(shù)的________是離子晶體。
②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、_____________、____________(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。
③常見的共價晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價晶體化合物有碳化硅、SiO2等。
④________單質(zhì)(除汞外)與________均屬于金屬晶體。
氧化物
強(qiáng)堿
鹽類
氣態(tài)氫化物
非金屬氧化物
金屬
合金
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
3、依據(jù)晶體的熔點判斷
一般情況下是固體>液體>氣體；
一般為共價晶體(>1000>)>離子晶體>(>400-500>)分子晶體
（1）首先看物質(zhì)的三態(tài)(聚集狀態(tài)）
（2）再看物質(zhì)所屬晶體類型
注意：不是絕對的，如氧化鈣的熔點大于晶體硅；離子液體常溫下是液體態(tài)、熔點小于很多分子晶體
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
3、依據(jù)晶體的熔點判斷
①分子晶體
一般原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，熔沸點越高
②共價晶體
1.一般分子間氫鍵數(shù)越多、氫鍵越強(qiáng)，分子間作用力大、熔沸點越高；
2.均無氫鍵且結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高；3.相對分子質(zhì)量相近，分子極性越強(qiáng)，分子間作用增強(qiáng)，熔沸點升高。
4.同分異構(gòu)體間、支鏈數(shù)越多，分子間作用力減弱，熔沸點降低
（3）同類晶體熔、沸點比較
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
3、依據(jù)晶體的熔點判斷
③金屬晶體
金屬原子的價電子數(shù)越多，金屬離子半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點越高
④離子晶體
陰陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵強(qiáng)度越大，熔沸點越高。
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
4、依據(jù)導(dǎo)電性判斷
離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導(dǎo)電
共價晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅能導(dǎo)電
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)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電
金屬晶體是電的良導(dǎo)體
任務(wù)一 晶體類型的判斷方法
一、晶體類型的判斷方法
5、依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷
離子晶體硬度較大或略硬而脆
共價晶體硬度大
分子晶體硬度小且較脆
金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性
過渡晶體
1.過渡晶體的定義
典型晶體
分子晶體
共價晶體
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
02
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)
02
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?jǐn)?shù)更小
共價鍵不再貫穿整個晶體
02
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
微點撥
一般，當(dāng)電負(fù)性的差值Δχ >1.7時，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。
02
任務(wù)二 過渡晶體
二、過渡晶體
【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?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小(　　)
(3)在共價晶體中可以認(rèn)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(　　)
√
×
×
√
×
混合型晶體
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更穩(wěn)定，鉆石最終都會變成石墨。
《迷人的材料》
金剛石部分物理性質(zhì) 熔點 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 莫氏硬度 電導(dǎo)率/（s·m-1)
3850℃ 1 2.5*103
結(jié)構(gòu) 性質(zhì)
決定
任務(wù)三 混合型晶體
三、混合型晶體
碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。
層內(nèi)：C原子以共價鍵結(jié)合，
層間：靠范德華力維系。
石墨的層狀結(jié)構(gòu)
混合型晶體：
范德華力
共價鍵
1．石墨晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
晶體內(nèi)同時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)。
任務(wù)三 混合型晶體
三、混合型晶體
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
層平面內(nèi)C原子的配位數(shù)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(zhì)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(dǎo)電，類似金屬晶體
由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面，所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面方向。
任務(wù)三 混合型晶體
三、混合型晶體
(1)石墨所有碳原子均采取_______，形成____________ 結(jié)構(gòu)
(2)石墨中碳原子與碳碳鍵個數(shù)比為________。
sp2雜化
平面六元并環(huán)
金剛石中碳原子均采取_______，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數(shù)比為________。
1︰2
金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)
任務(wù)三 混合型晶體
三、混合型晶體
(3)質(zhì)量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個數(shù)比為_______。
兩者碳碳鍵的個數(shù)比為_______。
1︰1
4︰3
金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
石墨晶體中的二維平面結(jié)構(gòu)
(4)石墨的熔點為什么高于金剛石？
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。
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
03
混合晶體
資料卡片
納米晶體時晶體顆粒尺寸在納米（10－9 m）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(xiàn)新的特性，有廣闊的應(yīng)用前景。僅以熔點為例，當(dāng)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(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
03
混合晶體
資料卡片
①從金屬鉛的晶粒大小與熔點的關(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的關(guān)系
50
100
150
200
200
400
600
0
T/K
r/nm
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(zhì)有固定的熔點，但當(dāng)純物質(zhì)晶體的顆粒小于200nm(或者250nm)時，其熔點會發(fā)生變化
主要原因是晶體的表面積增大。
②納米晶體為什么會有不同于大塊晶體的特性呢
03
課堂檢測
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

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