人教版高中化学选择性必修2第3章第3节第2课时过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较课件(26张)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选择性必修2第3章第3节第2课时过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较课件(26张) |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-14 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较
第2课时
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
学习目标
LEARNING GOALS
1.能借助四类典型晶体的模型认识晶体的结构特点。
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
过渡晶体与混合型晶体
01
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
思考：那么，晶体类型之间存在绝对的界限吗？
我们已经学习了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。
共价晶体
金属晶体
离子晶体
分子晶体
CO2
NaCl
SiO2
Cu
事实上，纯粹的典型晶体是不多的！大多数晶体是它们之间的过渡晶体。
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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。
①四种典型晶体类型都存在过渡晶体。
介于某两种晶体类型之间的晶体。
1. 过渡晶体
(1)定义：
离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
(2)过渡晶体要点：
提示：离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。
电负性差值大于1.7通常形成离子键。
电负性差值小于1.7通常形成共价键。
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键
既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的
百分数/% 62 50 41 33
P2O5 SO2 Cl2O7
当作离子晶体处理
当作共价晶体处理
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
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。
第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
2. 混合型晶体
（1）所有碳原子均采取__________,形成_______________结构，
（2）碳原子与碳碳键个数比为________。
sp2杂化
平面六元并环
金刚石碳原子均采取_________，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
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
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
（3）石墨晶体是层状结构。
（4）层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm，
说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的。
各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软有一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道相互平行而且相互重叠（即形成π键），使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
石墨结构中未参与杂化的p轨道
（5）石墨有类似金属晶体的导电性。
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。
石墨的导电性只能沿石墨平面方向。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
在考量大量晶体后，人们发现，许多晶体不能归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
单链
双链
硅酸盐
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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
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
3. 纳米晶体
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？
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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，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200 nm(或者250 nm)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
3. 纳米晶体
过渡晶体与混合型晶体
应用评价
(1)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏。（ ）
(2)氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体。（ ）
(3)Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。（ ）
Al2O3和SiO2都是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。
√
√
×
四种晶体类型的比较
02
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体
的粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子
和自由电子
粒子间
的作用 离子键 共价键 范德华力
(有的含有氢键) 金属键
作用力大小
(一般而言) 较强 很强 弱 有的较强
有的较弱
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
判断作用
力大小的
参考数据 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、沸点 较高 高 低 差别较大(汞常温下为液态,钨熔点为3410 ℃)
硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
导热和
导电性 不良导体
(熔融后或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 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
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过分子间作用形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的氧化物（如Na2O、MgO等）、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外）、非金属氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、几乎所有的酸、稀有气体、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
新知构建
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金属单质（除汞外）与合金均属于金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下或很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
新知构建
(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，但晶体硅是半导体；分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质（主要是酸）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。
(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。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
应用评价
(1)分子晶体中的每个分子内一定含有共价键。（ ）
稀有气体组成的分子晶体没有共价键。
(2)共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键。（ ）
共价晶体中的相邻原子间也可存在极性共价键，例如二氧化硅。
(3)离子晶体中可能含有共价键。（ ）
(4)金属晶体的熔点和沸点都很高。（ ）
金属晶体的熔点和沸点有的很高，有的很低。
×
×
×
√
课时小结
晶体
微粒组成
作用力
金属晶体
离子晶体
物理特性
特有应用
结构
种类
决定
决定
分子晶体
共价晶体
过渡型晶体
混合型晶体
随堂演练
1．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录 如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5
熔点/℃ 801 712 190 －68 148
沸点/℃ 1 465 1 418 182.7 57 160
根据这些数据分析，下列说法正确的是( )
A．NaCl、MgCl2、AlCl3均为离子晶体
B．AlCl3、SiCl4、PCl5均为分子晶体
C．MgCl2的化学键中离子键的成分低于SiCl4
D．AlCl3晶体熔化时破坏的作用力为共价键
B
AlCl3是分子晶体
MgCl2化学键中离子键成分高
是范德华力
三者熔沸点较低，是分子晶体的共性
随堂演练
2．石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：
下列有关说法正确的是( )
A．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3杂化
B．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D．石墨烯具有导电性
石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2杂化，故A错误
石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子，故B错误
从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，不破坏化学键，故C错误
D
过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较
第2课时
第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
学习目标
LEARNING GOALS
1.能借助四类典型晶体的模型认识晶体的结构特点。
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。
过渡晶体与混合型晶体
01
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
思考：那么，晶体类型之间存在绝对的界限吗？
我们已经学习了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。
共价晶体
金属晶体
离子晶体
分子晶体
CO2
NaCl
SiO2
Cu
事实上，纯粹的典型晶体是不多的！大多数晶体是它们之间的过渡晶体。
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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。
①四种典型晶体类型都存在过渡晶体。
介于某两种晶体类型之间的晶体。
1. 过渡晶体
(1)定义：
离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
(2)过渡晶体要点：
提示：离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。
电负性差值大于1.7通常形成离子键。
电负性差值小于1.7通常形成共价键。
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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
化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键
既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体
离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的
百分数/% 62 50 41 33
P2O5 SO2 Cl2O7
当作离子晶体处理
当作共价晶体处理
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
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。
第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
2. 混合型晶体
（1）所有碳原子均采取__________,形成_______________结构，
（2）碳原子与碳碳键个数比为________。
sp2杂化
平面六元并环
金刚石碳原子均采取_________，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
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
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
（3）石墨晶体是层状结构。
（4）层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为335pm，
说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的。
各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨质软有一个未参与杂化的2p电子，所有的p轨道相互平行而且相互重叠（即形成π键），使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
石墨结构中未参与杂化的p轨道
（5）石墨有类似金属晶体的导电性。
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。
石墨的导电性只能沿石墨平面方向。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
在考量大量晶体后，人们发现，许多晶体不能归为分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体的某一类。但是，四类晶体仍然是考察晶体化学结构的基础。
2. 混合型晶体
石墨
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
单链
双链
硅酸盐
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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
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
3. 纳米晶体
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？
过渡晶体与混合型晶体
新知构建
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，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200 nm(或者250 nm)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
3. 纳米晶体
过渡晶体与混合型晶体
应用评价
(1)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏。（ ）
(2)氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体。（ ）
(3)Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。（ ）
Al2O3和SiO2都是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。
√
√
×
四种晶体类型的比较
02
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体
的粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子
和自由电子
粒子间
的作用 离子键 共价键 范德华力
(有的含有氢键) 金属键
作用力大小
(一般而言) 较强 很强 弱 有的较强
有的较弱
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
判断作用
力大小的
参考数据 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、沸点 较高 高 低 差别较大(汞常温下为液态,钨熔点为3410 ℃)
硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
比较项目 晶体类型
离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
导热和
导电性 不良导体
(熔融后或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 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
1．四种晶体类型
四种晶体类型的比较
新知构建
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过分子间作用形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的氧化物（如Na2O、MgO等）、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外）、非金属氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、几乎所有的酸、稀有气体、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
新知构建
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金属单质（除汞外）与合金均属于金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下或很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
新知构建
(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，但晶体硅是半导体；分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质（主要是酸）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。
(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。
2. 晶体类型的判断方法
四种晶体类型的比较
应用评价
(1)分子晶体中的每个分子内一定含有共价键。（ ）
稀有气体组成的分子晶体没有共价键。
(2)共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键。（ ）
共价晶体中的相邻原子间也可存在极性共价键，例如二氧化硅。
(3)离子晶体中可能含有共价键。（ ）
(4)金属晶体的熔点和沸点都很高。（ ）
金属晶体的熔点和沸点有的很高，有的很低。
×
×
×
√
课时小结
晶体
微粒组成
作用力
金属晶体
离子晶体
物理特性
特有应用
结构
种类
决定
决定
分子晶体
共价晶体
过渡型晶体
混合型晶体
随堂演练
1．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录 如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PCl5
熔点/℃ 801 712 190 －68 148
沸点/℃ 1 465 1 418 182.7 57 160
根据这些数据分析，下列说法正确的是( )
A．NaCl、MgCl2、AlCl3均为离子晶体
B．AlCl3、SiCl4、PCl5均为分子晶体
C．MgCl2的化学键中离子键的成分低于SiCl4
D．AlCl3晶体熔化时破坏的作用力为共价键
B
AlCl3是分子晶体
MgCl2化学键中离子键成分高
是范德华力
三者熔沸点较低，是分子晶体的共性
随堂演练
2．石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：
下列有关说法正确的是( )
A．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3杂化
B．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D．石墨烯具有导电性
石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2杂化，故A错误
石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子，故B错误
从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，不破坏化学键，故C错误
D