3.3.2 过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较课件(共34张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3.2 过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较课件(共34张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-02 13:49:22 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较
GUODUJNGTIYUHUNHEXINGJINGT JINGTILEIXINGDEBIJIAO
晶体结构与性质
目录
过渡晶体
混合型晶体
晶体类型的比较
纳米晶体
当堂小结
CONTENTS
新知导入
Na+
O2-
Na+
O2-
Na+
+11
+8
Na+
+11
氧化钠晶体中含有共价键吗
新知导入
二氧化硅晶体中含有共价键吗
新知导入
几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
4 种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7
离子键的百分数/% 62 50 41 33
过渡晶体
过渡晶体
我们已经知道分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。事实上纯粹的典型晶体不大多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体
过渡晶体
偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7
离子键的百分数/% 62 50 41 33
偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3，SiO2等。
过渡晶体
P2O5、SO3、Cl2O7都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。
氧化物 P2O5 SO3 Cl2O7
成键元素电负性之差 1.4 1.0 0.5
过渡晶体
对于同一周期的氯化物，自左至右：
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7 1.4 1.0 0.5
随成键元素电负性差值的减小，化学键中离子键成分减小，共价键成分增加
离子晶体 共价晶体（IIIA、 IVA） 分子晶体(VA 、VIA、 VIIA )
离子晶体 分子晶体
对于同一周期的氧化物，自左至右：
新知导入
石墨和金刚石都是碳元素的单质，金刚石是空间网状结构，坚硬无比，而石墨质地柔软，常作润滑剂。石墨的结构是怎样的呢？
混合型晶体
混合型晶体
混合型晶体
石墨结构中未参与杂化的轨道
石墨的层状结构
混合型晶体
石墨晶体层内的碳原子核间距为142 pm，层间距离为335 pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的，属于混合型晶体
层内最小环有6个C原子组成；每个C原子被3个最小环所共用；每个最小环含有2个C原子
石墨晶体的结构特点
所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构
混合型晶体
碳原子均采取sp2杂化，有一个没有参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直与碳原子的平面，彼此相互平行，相互重叠，形成离域大键，p电子可以在整个碳原子平面中运动。
石墨晶体的特性
相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。
各层之间以范德华力结合，容易滑动，石墨质软。
混合型晶体
混合型晶体：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体
混合型晶体
金刚石与石墨的熔点，哪种更高一些？
1.42×10－10 m
1.55×10－10 m
纳米晶体
纳米晶体
纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米(10－9 m)量级的晶体。纳米晶体在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。
纳米晶体
金属铅的晶粒大小与熔点的关系
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
金属铅的晶粒大小与熔点的关系
50
100
150
200
200
400
600
0
T/K
r/nm
晶体颗粒小于 200 nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200 nm时，其熔点会发生变化。
晶体类型的比较
(5) 含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？有阳离子的晶体中一定存在阴离子吗？
(4) 离子晶体中一定含有金属元素吗？由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗？
(1) 晶体中一定含有化学键吗？
(6) 碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物，分别属于哪类晶体 三者的熔点由低到高的顺序如何
(2) 共价晶体的熔点一定高于离子晶体吗
(3) 离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键
晶体类型的比较
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子和自由电子
粒子间作用力 离子键 共价键 分子间作用力 金属键
作用力大小 较强 很强 弱 有的较强，有的较弱
作用力大小的判断 离子电荷数、离子半径 键能、键长(与原子半径相关) 组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、离子所带电荷数
熔点(一般) 较高 高 低 差别较大
硬度(一般) 略硬而脆 大 较小 差别较大
汞常温下为液态钨熔点为3 410 ℃
可能会含有氢键
或分子的极性
分子中的支链
晶体类型的比较
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
导热、导电性 不良导体 不良导体 不良导体 良导体
溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应
机械加工性能 不良 不良 不良 优良
延展性 差 差 差 优良
实例 食盐晶体 金刚石 氨、氯化氢 镁、铝
部分溶于水发生电离后导电
熔融后或溶于水导电
晶体类型的比较
当堂小结
构 成 微 粒
微粒间的作用力
物 理 特 性
典 型 晶 体
结 构 特 征
分子晶体
晶体类型
共价晶体
金属晶体
离子晶体
过渡晶体
混合型晶体
对点练习
1．判断下列物质的晶体类型：
(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电：__________。
(2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：__________。
(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：___________。
(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：__________。
共价晶体
分子晶体
分子晶体
离子晶体
(5)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：__________。
(6)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：__________。
(7)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：__________。
(8)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电：__________。
分子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
对点练习
A ．分子晶体中都存在共价键
B ． CaTiO3晶体(如图所示)中每个Ti4+和12个O2-相紧邻
C ． SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D ．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
CaTiO3的晶体结构模型
2．下列关于晶体的说法一定正确的是( )
B
对点练习
解析：稀有气体都是单原子分子，它们的晶体中不存在共价键，A错误；在晶体结构模型中，每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻，晶体中每 Ti4+周围共有3×8× =12个O2-，B正确；在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合，每个硅原子与4个氧原子相结合，C错误；金属汞的熔点比I2、蔗糖等分子晶体的熔点低，D错误。
对点练习
3．氮化硼（BN）晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
对点练习
(1) 下列关于这两种晶体的说法中正确的是（ ）
a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c.两种晶体中的B—N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(2) 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 ，其结构与石墨相似却不导电，原因是:
__________________________________________________________。
bc
平面三角形
层状结构中没有自由移动的电子
对点练习
(3) 立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为 。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是：
。
高温、高压
sp3
对点练习
【解析】（1）六方相氮化硼与石墨相似，层间的作用是范德华力；立方相氮化硼中都是单键，无π键，二者均不是分子晶体，b、c正确。
（2）六方相氮化硼晶体层内1个硼原子与3个氮原子形成平面三角形结构，最外层电子全部成键，没有自由移动的电子存在，故不能导电。
（3）立方相氮化硼晶体中，每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，因此B为sp3杂化，根据其存在的环境可知反应条件为高温、高压。
本节内容结束
过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较
GUODUJNGTIYUHUNHEXINGJINGT JINGTILEIXINGDEBIJIAO
晶体结构与性质
目录
过渡晶体
混合型晶体
晶体类型的比较
纳米晶体
当堂小结
CONTENTS
新知导入
Na+
O2-
Na+
O2-
Na+
+11
+8
Na+
+11
氧化钠晶体中含有共价键吗
新知导入
二氧化硅晶体中含有共价键吗
新知导入
几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
4 种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7
离子键的百分数/% 62 50 41 33
过渡晶体
过渡晶体
我们已经知道分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。事实上纯粹的典型晶体不大多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体
过渡晶体
偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7
离子键的百分数/% 62 50 41 33
偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3，SiO2等。
过渡晶体
P2O5、SO3、Cl2O7都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。
氧化物 P2O5 SO3 Cl2O7
成键元素电负性之差 1.4 1.0 0.5
过渡晶体
对于同一周期的氯化物，自左至右：
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7
成键元素电负性之差 2.7 2.3 1.8 1.7 1.4 1.0 0.5
随成键元素电负性差值的减小，化学键中离子键成分减小，共价键成分增加
离子晶体 共价晶体（IIIA、 IVA） 分子晶体(VA 、VIA、 VIIA )
离子晶体 分子晶体
对于同一周期的氧化物，自左至右：
新知导入
石墨和金刚石都是碳元素的单质，金刚石是空间网状结构，坚硬无比，而石墨质地柔软，常作润滑剂。石墨的结构是怎样的呢？
混合型晶体
混合型晶体
混合型晶体
石墨结构中未参与杂化的轨道
石墨的层状结构
混合型晶体
石墨晶体层内的碳原子核间距为142 pm，层间距离为335 pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的，属于混合型晶体
层内最小环有6个C原子组成；每个C原子被3个最小环所共用；每个最小环含有2个C原子
石墨晶体的结构特点
所有碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构
混合型晶体
碳原子均采取sp2杂化，有一个没有参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直与碳原子的平面，彼此相互平行，相互重叠，形成离域大键，p电子可以在整个碳原子平面中运动。
石墨晶体的特性
相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。
各层之间以范德华力结合，容易滑动，石墨质软。
混合型晶体
混合型晶体：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体
混合型晶体
金刚石与石墨的熔点，哪种更高一些？
1.42×10－10 m
1.55×10－10 m
纳米晶体
纳米晶体
纳米晶体是晶体颗粒尺寸在纳米(10－9 m)量级的晶体。纳米晶体在声、光、电、磁、热等性能上常会呈现新的特性，有广阔的应用前景。
纳米晶体
金属铅的晶粒大小与熔点的关系
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
金属铅的晶粒大小与熔点的关系
50
100
150
200
200
400
600
0
T/K
r/nm
晶体颗粒小于 200 nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200 nm时，其熔点会发生变化。
晶体类型的比较
(5) 含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？有阳离子的晶体中一定存在阴离子吗？
(4) 离子晶体中一定含有金属元素吗？由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体吗？
(1) 晶体中一定含有化学键吗？
(6) 碳化硅、二氧化碳、碳酸钠均为含碳化合物，分别属于哪类晶体 三者的熔点由低到高的顺序如何
(2) 共价晶体的熔点一定高于离子晶体吗
(3) 离子晶体中除含有离子键外，是否含有共价键
晶体类型的比较
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子和自由电子
粒子间作用力 离子键 共价键 分子间作用力 金属键
作用力大小 较强 很强 弱 有的较强，有的较弱
作用力大小的判断 离子电荷数、离子半径 键能、键长(与原子半径相关) 组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、离子所带电荷数
熔点(一般) 较高 高 低 差别较大
硬度(一般) 略硬而脆 大 较小 差别较大
汞常温下为液态钨熔点为3 410 ℃
可能会含有氢键
或分子的极性
分子中的支链
晶体类型的比较
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
导热、导电性 不良导体 不良导体 不良导体 良导体
溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应
机械加工性能 不良 不良 不良 优良
延展性 差 差 差 优良
实例 食盐晶体 金刚石 氨、氯化氢 镁、铝
部分溶于水发生电离后导电
熔融后或溶于水导电
晶体类型的比较
当堂小结
构 成 微 粒
微粒间的作用力
物 理 特 性
典 型 晶 体
结 构 特 征
分子晶体
晶体类型
共价晶体
金属晶体
离子晶体
过渡晶体
混合型晶体
对点练习
1．判断下列物质的晶体类型：
(1)碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电：__________。
(2)溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：__________。
(3)五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：___________。
(4)溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：__________。
共价晶体
分子晶体
分子晶体
离子晶体
(5)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：__________。
(6)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：__________。
(7)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：__________。
(8)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电：__________。
分子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
对点练习
A ．分子晶体中都存在共价键
B ． CaTiO3晶体(如图所示)中每个Ti4+和12个O2-相紧邻
C ． SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D ．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
CaTiO3的晶体结构模型
2．下列关于晶体的说法一定正确的是( )
B
对点练习
解析：稀有气体都是单原子分子，它们的晶体中不存在共价键，A错误；在晶体结构模型中，每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻，晶体中每 Ti4+周围共有3×8× =12个O2-，B正确；在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合，每个硅原子与4个氧原子相结合，C错误；金属汞的熔点比I2、蔗糖等分子晶体的熔点低，D错误。
对点练习
3．氮化硼（BN）晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
对点练习
(1) 下列关于这两种晶体的说法中正确的是（ ）
a.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c.两种晶体中的B—N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(2) 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 ，其结构与石墨相似却不导电，原因是:
__________________________________________________________。
bc
平面三角形
层状结构中没有自由移动的电子
对点练习
(3) 立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为 。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是：
。
高温、高压
sp3
对点练习
【解析】（1）六方相氮化硼与石墨相似，层间的作用是范德华力；立方相氮化硼中都是单键，无π键，二者均不是分子晶体，b、c正确。
（2）六方相氮化硼晶体层内1个硼原子与3个氮原子形成平面三角形结构，最外层电子全部成键，没有自由移动的电子存在，故不能导电。
（3）立方相氮化硼晶体中，每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，因此B为sp3杂化，根据其存在的环境可知反应条件为高温、高压。
本节内容结束