3.3.2过度晶体与混合晶体 课件（共24张ppt）化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3.2过度晶体与混合晶体 课件（共24张ppt）化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 24.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-11 07:07:30 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第三节 金属晶体与离子晶体
第4课时 过渡晶体和混合晶体
第三章 晶体结构与性质
复习旧知
我们已经学习了四种典型晶体类型
干冰
水晶
铜
食盐
请你归纳总结晶体类型的判断方法？
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
1、依据构成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过_____________形成的晶体属于____________；
由___________和__________通过金属键形成的晶体属于_____________。
由阴、阳离子通过_____________形成的晶体属于_____________ ；
由原子通过_____________形成的晶体属于_____________ ；
分子间作用力
分子晶体
共价键
离子键
金属阳离子
自由电子
离子晶体
共价晶体
金属晶体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
2、依据物质的分类判断
①活泼金属的________(如Na2O、MgO等)、________ [如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的________是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、_____________、____________(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④________单质(除汞外)与________均属于金属晶体。
氧化物
强碱
盐类
气态氢化物
非金属氧化物
金属
合金
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
一般情况下是固体>液体>气体；
一般为共价晶体(>1000>)>离子晶体>(>400-500>)分子晶体
（1）首先看物质的三态(聚集状态）
（2）再看物质所属晶体类型
注意：不是绝对的，如氧化钙的熔点大于晶体硅；离子液体常温下是液体态、熔点小于很多分子晶体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
①分子晶体
一般原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔沸点越高
②共价晶体
1.一般分子间氢键数越多、氢键越强，分子间作用力大、熔沸点越高；
2.均无氢键且结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；3.相对分子质量相近，分子极性越强，分子间作用增强，熔沸点升高。
4.同分异构体间、支链数越多，分子间作用力减弱，熔沸点降低
（3）同类晶体熔、沸点比较
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
③金属晶体
金属原子的价电子数越多，金属离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高
④离子晶体
阴阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键强度越大，熔沸点越高。
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
4、依据导电性判断
离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电
共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电
分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电
金属晶体是电的良导体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
5、依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或略硬而脆
共价晶体硬度大
分子晶体硬度小且较脆
金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性
过渡晶体
1.过渡晶体的定义
典型晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
介于典型晶体之间的晶体
纯粹的典型晶体是不多的！
大多数晶体是典型晶体之间的晶体
02
过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的 百分数/% 62 50 41 33
第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数
离子键的百分数取决于电负性的差值，
电负性差值越大，离子键的百分数越大。
2.离子键百分数
02
过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的 百分数/% 62 50 41 33
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键
P2O5 SO2 Cl2O7
既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
当作离子晶体处理
当作共价晶体处理
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
分子晶体
离子键成分的百分数更小
共价键不再贯穿整个晶体
02
过渡晶体
1.四种典型晶体类型都存在过渡晶体
2.晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理
微点拨
一般，当电负性的差值Δχ >1.7时，离子键的百分数大于50%，可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大；电负性差值越小，离子键的百分数越小。
02
任务二 过渡晶体
二、过渡晶体
【正误判断】
(1)纯粹的典型晶体是没有的( )
(2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小( )
(3)在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体，而在分子晶体中共价键仅局限于晶体微观空间的一个个分子中( )
(4)四类晶体都有过渡型( )
(5)Al2O3晶体中存在离子键，属于离子晶体( )
√
×
×
√
×
混合型晶体
钻石并不久远，至少在地表上无法达到永恒。它的同胞兄弟石墨其实更稳定，钻石最终都会变成石墨。
《迷人的材料》
金刚石部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
3550℃ 10 2.11*10-13
石墨部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
3850℃ 1 2.5*103
结构 性质
决定
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构。
层内：C原子以共价键结合，
层间：靠范德华力维系。
石墨的层状结构
混合型晶体：
范德华力
共价键
1．石墨晶体的结构与性质
晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
石墨晶体中的二维平面结构
石墨的层状结构
石墨结构中未参与杂化的p轨道
层平面内C原子的配位数为3，共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。
层与层之间靠范德华力维系，作用力弱，容易滑动，所以石墨质软，可作润滑剂。
层中每个碳原子均剩余一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道平行重叠，形成离域π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。
类似共价晶体
类似分子晶体
石墨能导电，类似金属晶体
由于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方向。
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
(1)石墨所有碳原子均采取_______，形成____________ 结构
(2)石墨中碳原子与碳碳键个数比为________。
sp2杂化
平面六元并环
金刚石中碳原子均采取_______，形成____________结构
sp3杂化
三维骨架
2︰3
金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________。
1︰2
金刚石的晶体结构
石墨晶体中的二维平面结构
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
(3)质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为_______。
两者碳碳键的个数比为_______。
1︰1
4︰3
金刚石的晶体结构
石墨晶体中的二维平面结构
(4)石墨的熔点为什么高于金刚石？
金刚石中碳原子形成共价键，石墨中碳原子除形成共价键外，还形成大π键，且石墨中C—C的键长更短、键能更大，故石墨的熔点高于金刚石。
混合晶体
资料卡片
硅酸盐是地壳岩石的主要成分。硅酸盐的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元环）等，也有以硅氧四面体为结构单元构成一维、二维、三维无限伸展的共价键骨架。金属离子则以离子键与阴离子或阴离子骨架结合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。
六元环
单链
双链
03
混合晶体
资料卡片
纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米（10－9 m）量级的晶体。 纳米晶体相对于通常的晶体，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。仅以熔点为例，当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。
金属铅的晶粒大小与熔点的关系如下表所示：
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
混合晶体
资料卡片
①从金属铅的晶粒大小与熔点的关系图和表中，能得出什么结论？
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200nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200nm(或者250nm)时，其熔点会发生变化
主要原因是晶体的表面积增大。
②纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢
03
课堂检测
A
1．下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是( )
A．N2O3 B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O3
第三节 金属晶体与离子晶体
第4课时 过渡晶体和混合晶体
第三章 晶体结构与性质
复习旧知
我们已经学习了四种典型晶体类型
干冰
水晶
铜
食盐
请你归纳总结晶体类型的判断方法？
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
1、依据构成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过_____________形成的晶体属于____________；
由___________和__________通过金属键形成的晶体属于_____________。
由阴、阳离子通过_____________形成的晶体属于_____________ ；
由原子通过_____________形成的晶体属于_____________ ；
分子间作用力
分子晶体
共价键
离子键
金属阳离子
自由电子
离子晶体
共价晶体
金属晶体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
2、依据物质的分类判断
①活泼金属的________(如Na2O、MgO等)、________ [如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的________是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、_____________、____________(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④________单质(除汞外)与________均属于金属晶体。
氧化物
强碱
盐类
气态氢化物
非金属氧化物
金属
合金
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
一般情况下是固体>液体>气体；
一般为共价晶体(>1000>)>离子晶体>(>400-500>)分子晶体
（1）首先看物质的三态(聚集状态）
（2）再看物质所属晶体类型
注意：不是绝对的，如氧化钙的熔点大于晶体硅；离子液体常温下是液体态、熔点小于很多分子晶体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
①分子晶体
一般原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，熔沸点越高
②共价晶体
1.一般分子间氢键数越多、氢键越强，分子间作用力大、熔沸点越高；
2.均无氢键且结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；3.相对分子质量相近，分子极性越强，分子间作用增强，熔沸点升高。
4.同分异构体间、支链数越多，分子间作用力减弱，熔沸点降低
（3）同类晶体熔、沸点比较
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
3、依据晶体的熔点判断
③金属晶体
金属原子的价电子数越多，金属离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高
④离子晶体
阴阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键强度越大，熔沸点越高。
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
4、依据导电性判断
离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电
共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电
分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电
金属晶体是电的良导体
任务一 晶体类型的判断方法
一、晶体类型的判断方法
5、依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或略硬而脆
共价晶体硬度大
分子晶体硬度小且较脆
金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性
过渡晶体
1.过渡晶体的定义
典型晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
介于典型晶体之间的晶体
纯粹的典型晶体是不多的！
大多数晶体是典型晶体之间的晶体
02
过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的 百分数/% 62 50 41 33
第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数
离子键的百分数取决于电负性的差值，
电负性差值越大，离子键的百分数越大。
2.离子键百分数
02
过渡晶体
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的 百分数/% 62 50 41 33
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键
P2O5 SO2 Cl2O7
既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
当作离子晶体处理
当作共价晶体处理
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
分子晶体
离子键成分的百分数更小
共价键不再贯穿整个晶体
02
过渡晶体
1.四种典型晶体类型都存在过渡晶体
2.晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理
微点拨
一般，当电负性的差值Δχ >1.7时，离子键的百分数大于50%，可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大；电负性差值越小，离子键的百分数越小。
02
任务二 过渡晶体
二、过渡晶体
【正误判断】
(1)纯粹的典型晶体是没有的( )
(2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小( )
(3)在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体，而在分子晶体中共价键仅局限于晶体微观空间的一个个分子中( )
(4)四类晶体都有过渡型( )
(5)Al2O3晶体中存在离子键，属于离子晶体( )
√
×
×
√
×
混合型晶体
钻石并不久远，至少在地表上无法达到永恒。它的同胞兄弟石墨其实更稳定，钻石最终都会变成石墨。
《迷人的材料》
金刚石部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
3550℃ 10 2.11*10-13
石墨部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1)
3850℃ 1 2.5*103
结构 性质
决定
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
碳原子均采取sp2杂化，形成平面六元并环结构。
层内：C原子以共价键结合，
层间：靠范德华力维系。
石墨的层状结构
混合型晶体：
范德华力
共价键
1．石墨晶体的结构与性质
晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
石墨晶体中的二维平面结构
石墨的层状结构
石墨结构中未参与杂化的p轨道
层平面内C原子的配位数为3，共价键的键长很短，键能很大，石墨的熔点很高。
层与层之间靠范德华力维系，作用力弱，容易滑动，所以石墨质软，可作润滑剂。
层中每个碳原子均剩余一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道平行重叠，形成离域π键，这些p轨道中的电子可在整个层平面中运动。
类似共价晶体
类似分子晶体
石墨能导电，类似金属晶体
由于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方向。
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
(1)石墨所有碳原子均采取_______，形成____________ 结构
(2)石墨中碳原子与碳碳键个数比为________。
sp2杂化
平面六元并环
金刚石中碳原子均采取_______，形成____________结构
sp3杂化
三维骨架
2︰3
金刚石中碳原子与碳碳键个数比为________。
1︰2
金刚石的晶体结构
石墨晶体中的二维平面结构
任务三 混合型晶体
三、混合型晶体
(3)质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为_______。
两者碳碳键的个数比为_______。
1︰1
4︰3
金刚石的晶体结构
石墨晶体中的二维平面结构
(4)石墨的熔点为什么高于金刚石？
金刚石中碳原子形成共价键，石墨中碳原子除形成共价键外，还形成大π键，且石墨中C—C的键长更短、键能更大，故石墨的熔点高于金刚石。
混合晶体
资料卡片
硅酸盐是地壳岩石的主要成分。硅酸盐的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元环）等，也有以硅氧四面体为结构单元构成一维、二维、三维无限伸展的共价键骨架。金属离子则以离子键与阴离子或阴离子骨架结合。部分Si被Al取代则得到铝硅酸盐。
六元环
单链
双链
03
混合晶体
资料卡片
纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米（10－9 m）量级的晶体。 纳米晶体相对于通常的晶体，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。仅以熔点为例，当晶体颗粒小至纳米量级，熔点会下降。
金属铅的晶粒大小与熔点的关系如下表所示：
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
混合晶体
资料卡片
①从金属铅的晶粒大小与熔点的关系图和表中，能得出什么结论？
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200nm时，晶粒越小，金属铅的熔点越低。因此，我们通常说纯物质有固定的熔点，但当纯物质晶体的颗粒小于200nm(或者250nm)时，其熔点会发生变化
主要原因是晶体的表面积增大。
②纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢
03
课堂检测
A
1．下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是( )
A．N2O3 B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O3