1、第三节 金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较 2 1.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。 2.理解四种晶体类型的不同，会比较其性质。 目标导航目标导航 过渡晶体与混合型晶体过渡晶体与混合型晶体 1过渡晶体过渡晶体 (1)四类典型的晶体是指四类典型的晶体是指 晶体、晶体、 晶体、晶体、 晶体和晶体和 晶晶 体。体。 分子分子 离子离子 金属金属 共价共价 基础梳理 (2)过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数 氧化物氧化物 Na2O Mg
2、O Al2O3 SiO2 离子键的离子键的 百分数百分数/% 62 50 41 33 从上表可知，表中从上表可知，表中 4 种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离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，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 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，如近，因而通常当作离子晶体来处理
3、，如 等。同样，偏向共价等。同样，偏向共价 晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如 、 等。等。 Na2O SiO2 Al2O3 微点拨：微点拨：四类典型晶体都有过渡晶体存在。四类典型晶体都有过渡晶体存在。 2混合型晶体混合型晶体 (1)晶体模型晶体模型 石墨结构中未参与杂化的石墨结构中未参与杂化的 p 轨道轨道 (2)结构特点结构特点层状结构层状结构 同层内碳原子采取同层内碳原子采取 sp2杂化，以共价键杂化，以共价键( 键键)结合，形成结合，形成 。 层与层之间靠层与层之间靠 维系。维系。 石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为石墨的二维结构内，每个碳
4、原子的配位数为 3，有一个未参与，有一个未参与 杂化的杂化的 2p 电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 平面六元并环结构平面六元并环结构 范德华力范德华力 (3)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华 力，属于力，属于 。 (4)性质：熔点性质：熔点 、质软、质软、 导电等。导电等。 混合晶体混合晶体 易易 很高很高 微点拨：微点拨：石墨为什么具有良好的导电性？石墨为什么具有良好的导电性？ 提示：提示：由于碳原子的由于碳原子的 p 轨道相互平行且相互重叠，轨道相互平行且相互重叠，p 轨道中的
5、电轨道中的电 子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有导电性。子可在整个碳原子平面中运动，所以石墨具有导电性。 1 判断正误判断正误(对的在括号内打对的在括号内打“”“”， 错的在括号内打， 错的在括号内打“”“”。 ) 效果验收效果验收 （1）过渡晶体中）过渡晶体中化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共 价键价键 ( ) ( (2 2) )石墨为混合晶体石墨为混合晶体，因层间存在分子间作用力因层间存在分子间作用力，故熔点低于金故熔点低于金 刚石刚石。 ( ) 2下列下列 7 种物质：种物质：白磷白磷(P4)；水晶；水晶；氯化铵；氯化铵；氢氧化氢氧化
6、钙；钙；氟化钠；氟化钠；过氧化钠；过氧化钠；石墨。固态下都为晶体，回答下列石墨。固态下都为晶体，回答下列 问题问题(填写序号填写序号)： (1)不含金属离子的离子晶体是不含金属离子的离子晶体是_，只含离子键的离子晶，只含离子键的离子晶 体是体是_，既有离子键又有非极性键的离子晶体是，既有离子键又有非极性键的离子晶体是_， 既有离子键又有极性键的离子晶体是既有离子键又有极性键的离子晶体是_。 (2)既含范德华力，又有非极性键的晶体是既含范德华力，又有非极性键的晶体是_，熔化时既，熔化时既 要克服范德华力， 又要破坏化学键的是要克服范德华力， 又要破坏化学键的是_， 熔化时只破坏共价， 熔化时只破
7、坏共价 键的是键的是_。 答案答案 (1) (2) 1四类典型晶体的比较四类典型晶体的比较 类型类型 项目项目 离子晶体离子晶体 共价晶体共价晶体 分子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 构成晶体的构成晶体的 粒子粒子 阴、阳离子阴、阳离子 原子原子 分子分子 金属阳离子金属阳离子 和自由电子和自由电子 粒子间的作粒子间的作 用用 离子键离子键 共价键共价键 分子间作用分子间作用 力力(范德华力范德华力 或氢键或氢键) 金属键金属键 难点突破 确定作用力确定作用力 强弱的一般强弱的一般 判断方法判断方法 离子电荷数、离子电荷数、 半径半径 键长键长(原原 子半径子半径) 组成结构相组成结构相 似时
8、， 比较相似时， 比较相 对分子质量对分子质量 离子半径、 价离子半径、 价 电子数电子数 熔、沸点熔、沸点 较高较高 很高很高 较低较低 差别较大差别较大(汞汞 常温下为液常温下为液 态， 钨熔点为态， 钨熔点为 3 410 ) 硬度硬度 略硬而脆略硬而脆 很大很大 较小较小 差别较大差别较大 导电性导电性 不良导体不良导体(熔熔 化后或溶于化后或溶于 水导电水导电) 不良导体不良导体(个个 别为半导体别为半导体) 不良导体不良导体(部部 分溶于水发分溶于水发 生电离后导生电离后导 电电) 良导体良导体 溶解性溶解性 多数易溶多数易溶 一般不溶一般不溶 相似相溶相似相溶 一般不溶于一般不溶于
9、 水， 少数与水水， 少数与水 反应反应 机械加工性机械加工性 不良不良 不良不良 不良不良 优良优良 延展性延展性 差差 差差 差差 优良优良 1 离子晶体中一定存在离子键离子晶体中一定存在离子键，可能存在共价键可能存在共价键，一定不存在一定不存在 分子间作用力分子间作用力。 2 只有分子晶体中存在单个分子只有分子晶体中存在单个分子。 3 某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点某些离子晶体的熔点高于某些共价晶体的熔点。如如 MgO 2 852 SiO2 1 710 。 易错提醒易错提醒 4 某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔如碱金属
10、熔 点较低点较低。 5 个别金属的熔点高于个别金属的熔点高于某些共价晶体的熔点某些共价晶体的熔点。如钨如钨 3 410 SiO2 1 710 。 6 合金的熔点一般低于成分金属的熔点合金的熔点一般低于成分金属的熔点。 2晶体熔、沸点高低的比较方法晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较：不同类型晶体熔、沸点的比较： 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体离子晶不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：共价晶体离子晶 体分子晶体。体分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高， 汞、铯等熔、沸点很低。汞、铯
11、等熔、沸点很低。 (2)同种类型晶体熔、沸点的比较：同种类型晶体熔、沸点的比较： 共价晶体共价晶体 原子半径越小原子半径越小键长越短键长越短键能越大键能越大熔、沸点越高。如熔点：熔、沸点越高。如熔点： 金刚石硅晶体。金刚石硅晶体。 离子晶体离子晶体 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子 间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgO NaClCsCl。 分子晶体分子晶体 a分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子分子间作用力越大，物质的熔、沸点
12、越高；具有氢键的分子 晶体熔、沸点反常得高。如沸点：晶体熔、沸点反常得高。如沸点：H2OH2TeH2SeH2S。 b组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点 越高。如熔、沸点：越高。如熔、沸点：SnH4GeH4SiH4CH4。 c组成和结构不相似的物质组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近相对分子质量接近)，分子的极性，分子的极性 越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：CON2，CH3OHCH3CH3。 金属晶体金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、金属离子半径越小，离子
13、电荷数越多，其金属键越强，金属熔、 沸点就越高。如熔、沸点：沸点就越高。如熔、沸点：NaMgAl。 1下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是 ( ) ACaCl2和和 NaOH B碘、氖碘、氖 CCO2和和 H2O DCCl4和和 KCl 对点训练对点训练 C A 项都是离子晶体，项都是离子晶体，CaCl2只有离子键，只有离子键，NaOH 既有离子键既有离子键 又有共价键；又有共价键；B 项都是分子晶体，碘分子中有共价键，氖分子中无化项都是分子晶体，碘分子中有共价键，氖分子中无化 学键；学键；C 项都是分子晶体，只有极性共价键；项都
14、是分子晶体，只有极性共价键；D 项项 CCl4是分子晶体，是分子晶体， 含有共价键，含有共价键，KCl 是离子晶体，含有离子键。是离子晶体，含有离子键。 2下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A固态时能导电的物质一定是金属晶体固态时能导电的物质一定是金属晶体 B熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体 C水溶液能导电的晶体一定是离子晶体水溶液能导电的晶体一定是离子晶体 D固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体 D 四种晶体在不同状态下的导电性区别如下：四种晶体在不同状态下的导电性区别如下： 分子晶体分子晶体 共价
15、晶体共价晶体 金属晶体金属晶体 离子晶体离子晶体 固态固态 不导电不导电 不导电不导电(晶体硅导电晶体硅导电) 导电导电 不导电不导电 熔融状态熔融状态 不导电不导电 不导电不导电 导电导电 可导电可导电 水溶液水溶液 有的可导电有的可导电 可导电可导电 3.下列物质所属晶体类型分类正确的是下列物质所属晶体类型分类正确的是( ) A B C D 共价晶体共价晶体 石墨石墨 生石灰生石灰 碳化硅碳化硅 金刚石金刚石 分子晶体分子晶体 冰冰 固态氨固态氨 氯化铯氯化铯 干冰干冰 离子晶体离子晶体 氮化铝氮化铝 食盐食盐 明矾明矾 芒硝芒硝 金属晶体金属晶体 铜铜 汞汞 铝铝 铁铁 D 石墨为混合型
16、晶体，生石灰、氯化铯为离子晶体，氮化铝石墨为混合型晶体，生石灰、氯化铯为离子晶体，氮化铝 为共价晶体。为共价晶体。 1(双选双选)泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射 NaI，使，使 Na 和 和 I 两核间距为 两核间距为 1.01.5 nm 时，呈离子键；当两核靠近约距时，呈离子键；当两核靠近约距 0.28 nm 时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( ) ANaI 晶体是过渡晶体晶体是过渡晶体 B离子晶体可能含有共价键离子晶体可能含有共价键 CNaI 晶体中既有离子键，又有共价键晶体中既有离子键，又有
17、共价键 D共价键和离子键没有明显的界线共价键和离子键没有明显的界线 随堂检测 AD 化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键， 共价键化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键， 共价键 和离子键没有明显的界线。和离子键没有明显的界线。 2石墨晶体是层状结构石墨晶体是层状结构(如图如图)。以下有关石墨晶体的说法正确。以下有关石墨晶体的说法正确 的一组是的一组是( ) 石墨中存在两种作用力；石墨中存在两种作用力；石墨是混合晶体；石墨是混合晶体；石墨中的石墨中的 C 为为 sp2杂化；杂化；石墨熔点、沸点都比金刚石低；石墨熔点、沸点都比金刚石低；石墨中碳原子数和石墨中碳原子数和 CC 键数之比为
18、键数之比为 12； 石墨和金刚石的硬度相同；石墨和金刚石的硬度相同； 石墨层内导石墨层内导 电性和层间导电性不同；电性和层间导电性不同；每个六元环完全占有的碳原子数是每个六元环完全占有的碳原子数是 2 A全对全对 B除除外外 C除除外外 D除除外外 C 不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一 种是共价键，还有一种是金属键；种是共价键，还有一种是金属键；正确；正确；正确，石墨中的正确，石墨中的 C 为为 sp2杂化；杂化；不正确，石墨熔点比金刚石高；不正确，石墨熔点比金刚石高；不正确，石墨中碳原不正确，石墨中碳原 子数和子数和 CC 键数
19、之比为键数之比为 23；不正确，石墨质软，金刚石的硬不正确，石墨质软，金刚石的硬 度大；度大；正确；正确；正确，每个六元环完全占有的碳原子数是正确，每个六元环完全占有的碳原子数是 61/3 2。 3 如图所示是从 如图所示是从 NaCl 或或 CsCl 的晶体结构中分割出来的部分结的晶体结构中分割出来的部分结 构图，其中属于从构图，其中属于从 NaCl 晶体中分割出来的结构图是晶体中分割出来的结构图是( ) (1) (2) (3) (4) A图图(1)和和(3) B图图(2)和和(3) C图图(1)和和(4) D只有图只有图(4) C 本题考查了离子晶体的代表物质本题考查了离子晶体的代表物质
20、NaCl、CsCl 的晶体结构。的晶体结构。 NaCl 晶体中，每个晶体中，每个 Na 周围最邻近的 周围最邻近的 Cl 有 有 6 个，构成正八面体，个，构成正八面体， 同理，每个同理，每个 Cl 周围最邻近的 周围最邻近的 6 个个 Na 也构成正八面体，由此可知图 也构成正八面体，由此可知图 (1)和和(4)是从是从 NaCl 晶体中分割出来的结构图，晶体中分割出来的结构图，C 项正确。项正确。 4下表给出几种化合物的熔点和沸点：下表给出几种化合物的熔点和沸点： 物质物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4 熔点熔点/ 801 714 190 22.9 沸点沸点/ 1 465 1
21、 412 178 76.8 关于表中关于表中 4 种化合物有下列说法，其中正确的是种化合物有下列说法，其中正确的是( ) AlCl3在加热时可升华在加热时可升华 CCl4属于分子晶体属于分子晶体 1 500 时时 NaCl 可形成气体分子可形成气体分子 AlCl3是典型的离子晶体是典型的离子晶体 A B C D C 根据各物质的熔、沸点判断，根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和和 CCl4为分子晶体；为分子晶体； AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华；的沸点低于熔点，所以可升华；NaCl 为离子晶体，但为离子晶体，但 1 500 高于其沸点，故高于其沸点，故 1 500 时以分子形式存在。时
22、以分子形式存在。 5下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是( ) A金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅 CMgOH2OO2Br2 D金刚石生铁纯铁钠金刚石生铁纯铁钠 B A 项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强 弱，显然对键能而言，晶体硅碳化硅二氧化硅，错误；弱，显然对键能而言，晶体硅碳化硅二氧化硅，错误；B 项，形项，形 成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、 沸点，正确；沸点，正确；C 选项，对
23、于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般选项，对于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般 为共价晶体离子晶体分子晶体，为共价晶体离子晶体分子晶体，MgOH2OBr2O2，错误；，错误； D 项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。 6下面有关晶体的叙述中，不正确的是下面有关晶体的叙述中，不正确的是( ) A金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小金刚石为立体网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小 的环上有的环上有 6 个碳原子个碳原子 B氯化钠晶体中，每个氯化钠晶体中，每个 Na 周围紧邻且距 周围紧邻且距离相等的离相等的 Na 共有 共有 6 个
24、个 C氯化铯晶体中，每个氯化铯晶体中，每个 Cs 周围紧邻 周围紧邻 8 个个 Cl D干冰晶体中，每个干冰晶体中，每个 CO2分子周围紧邻分子周围紧邻 12 个个 CO2分子分子 B 金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有 6 个碳原子；个碳原子； NaCl 晶体中，每个晶体中，每个 Na 周围紧邻 周围紧邻 6 个个 Cl ，每个 ，每个 Na 周围紧邻 周围紧邻 12 个个 Na ；氯化铯晶体中，每个 ；氯化铯晶体中，每个 Cs 周围紧邻 周围紧邻 8 个个 Cl ，每个 ，每个 Cs 周围紧 周围紧 邻邻 6 个个 Cs ； 干冰晶体中， 每个 ；
25、 干冰晶体中， 每个 CO2分子周围紧邻分子周围紧邻 12 个个 CO2分子。分子。 7KO2的晶体结构与的晶体结构与 NaCl 相似，相似，KO2可以看作是可以看作是 Na 的位置 的位置 用用 K 代替， 代替，Cl 的位置用 的位置用 O 2代替，则下列对于 代替，则下列对于 KO2晶体结构的描述晶体结构的描述 正确的是正确的是( ) A与与 K 距离相等且最近的 距离相等且最近的 O2 共有 共有 8 个个 B与与 K 距离相等且最近的 距离相等且最近的 O2 构成的多面体是正八面体 构成的多面体是正八面体 C与与 K 距离相等且最近的 距离相等且最近的 K 有 有 8 个个 D一个一
26、个 KO2晶胞中的晶胞中的 K 和 和 O 2粒子数均为 粒子数均为 8 B K 位于晶胞棱心，与 位于晶胞棱心，与 K 距离相等且最近的 距离相等且最近的 O2 位于顶点和 位于顶点和 面心， 共有面心， 共有 6 个， 故个， 故 A 错误； 与错误； 与 K 距离相等且最近的 距离相等且最近的 O2 共有 共有 6 个，个， 构成正八面体，构成正八面体， K 位于正八面体中心， 故 位于正八面体中心， 故 B 正确；正确； K 位于晶胞棱心， 位于晶胞棱心， 则被横平面、竖平面和正平面共有，且每一个平面有则被横平面、竖平面和正平面共有，且每一个平面有 4 个个 K 距离最 距离最 近，共
27、近，共 4312 个，故个，故 C 错误；错误；K 位于晶胞棱心和体心，数目为 位于晶胞棱心和体心，数目为 121/414，O2 位于顶点和面心，数目为 位于顶点和面心，数目为 81/861/24， 即一个即一个 KO2晶胞中摊得的晶胞中摊得的 K 和 和 O2 粒子数均为 粒子数均为 4 个，故个，故 D 错误。错误。 8分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型： (1)碳化铝，黄色晶体，熔点碳化铝，黄色晶体，熔点 2 200 ，熔融状态下不导电，熔融状态下不导电 _。 (2)溴化铝， 无色晶体， 熔点溴化铝， 无色晶体， 熔点 98 ， 熔融状态下不导
28、电， 熔融状态下不导电_。 (3)五氟化钒，无色晶体，熔点五氟化钒，无色晶体，熔点 19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙，易溶于乙醇、氯仿、丙 酮等酮等_。 (4)溴溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中能导电化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中能导电_。 解析解析 晶体的熔点高低、 熔融态能否导电及溶解性等性质相结晶体的熔点高低、 熔融态能否导电及溶解性等性质相结 合，是判断晶体类型的重要依据。共价晶体和离子晶体的熔点都很合，是判断晶体类型的重要依据。共价晶体和离子晶体的熔点都很 高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。一般共价晶体高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。一般共价晶体 熔融态不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。共价晶体和分熔融态不导电，离子晶体熔融时或水溶液都能导电。共价晶体和分 子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般共价晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般共价晶体和分 子晶体熔融状态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是子晶体熔融状态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂往往也是 分子晶体的特征之一。分子晶体的特征之一。 答案答案 (1)共价晶体共价晶体 (2)分子晶体分子晶体 (3)分子晶体分子晶体 (4)离子晶离子晶 体体