1、第三节第三节 金属晶体与离子晶体金属晶体与离子晶体 第2课时 过渡晶体不混合型晶体、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丌同，会比较其性质。 学习目标学习目标 典型晶体 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 纯粹的典型晶体是纯粹的典型晶体是不多的不多的！ 大多数晶体是大多数晶体是典型晶体之间的晶体典型晶体之间的晶体 介于典型晶体之间的晶体介于典型晶体之间的晶体 一、过渡晶体一、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
2、分数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，也不是纯粹的共价化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价 键键 P2O5 SO2 Cl2O7 既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体既不是纯粹的离子晶体，也不是纯粹的共价晶体 当作离子当作离子 晶体处理晶体处理 当作共价当作共价 晶体处理晶体处理 离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 分子晶体分子晶体 离子键成分的百分数更小离子键成分的百分数更小 共价键不再贯穿整个晶体共价键不再贯穿整个晶体 离子键的百分数取决于离子键的百分数取决于电负性的差值电负性的差值， 电负性电负性差值越大
3、差值越大，离子键的，离子键的百分数越百分数越大大。 一、过渡晶体一、过渡晶体 钻石并不久远，至少在地钻石并不久远，至少在地 表上无法达到永恒。它的表上无法达到永恒。它的 同胞兄弟石墨其实更稳定，同胞兄弟石墨其实更稳定， 钻石最终都会变成石墨。钻石最终都会变成石墨。 迷人的材料迷人的材料 石墨石墨 所有碳原子均采取所有碳原子均采取_，形成，形成_结构结构 碳原子与碳碳键个数比为碳原子与碳碳键个数比为_。 sp2杂化杂化 平面六平面六元并环元并环 金刚石碳原子均采取金刚石碳原子均采取_，形成，形成_结构结构 sp3杂化杂化 三维骨架三维骨架 23 金刚石中碳原子与碳碳键个数比为金刚石中碳原子与碳碳
4、键个数比为_。 12 质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为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两者碳碳键的个数比为_。 11 43 石墨 石墨晶体中的二 维平面结构 二、混合型晶体二、混合型晶体 石墨晶体是石墨晶体是层状结构层状结构 层内的碳原子核间距为层内的碳原子核间距为142pm，层间距离为，层间距离为 335pm，说明，说明层间没有化学键相连，是靠层间没有化学键相连，是靠范德范德 华力华力维系维系的。的。 各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石 墨质软。 二、混合型晶体二、混合型晶体 石墨结构中未参与杂化的p轨道 石墨有类似金属晶体的石墨有类似
5、金属晶体的导电性导电性。 有一个未参与杂化的有一个未参与杂化的2p电子电子,所有的所有的p轨道轨道 相互平行而且相互平行而且相互重叠（即形成相互重叠（即形成键）键）,使使p 轨道的电子可在整个碳原子平面中运动轨道的电子可在整个碳原子平面中运动, 由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子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。不能从一个平面跳跃到另一个平面。 石墨的石墨的导电性只能沿导电性只能沿石墨平面方向石墨平面方向 二、混合型晶体二、混合型晶体 像石墨这样，既有像石墨这样，既有共价键共价键又有又有范德华力范德华力，同时还存在类似金属键，同时还存在类似金属键 的作用力
6、的作用力，兼具，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称 为混合型晶体。为混合型晶体。 二、混合型晶体二、混合型晶体 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SiO 、Si 2O 、(SiO 3) （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不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 资料卡片资料卡片 纳米晶体时晶体颗粒尺寸在纳米（109 m）量级的晶体。纳米晶体相 对于通常的晶体，在声、
7、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。 科学科学技术技术社会社会 金属铅的晶粒大小不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 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？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 20 0 40 0 60 0 0 T/K r/
8、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。 纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢纳米晶体为什么会有不同于大块晶体的特性呢? 科学科学技术技术社会社会 (4)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。 (2)共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。 (1)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用
9、力。分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。 (3)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。 三、晶体类型的判断三、晶体类型的判断 (4)金属氧化物金属氧化物(如如K2O、Na2O2等等)、强碱、强碱(NaOH、KOH等等)和绝大多数和绝大多数 的盐类是离子晶体。的盐类是离子晶体。 (2)金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。 (1)大多数非金属单质大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属
10、氢化物、非金属氢化物、 非金属氧化物非金属氧化物(除除SiO2等外等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机除有机 盐外盐外)是分子晶体。是分子晶体。 (3)金属单质（除汞外）和合金是金属晶体金属单质（除汞外）和合金是金属晶体 三、晶体类型的判断三、晶体类型的判断 (4)离子晶体的熔点较高离子晶体的熔点较高 (2)共价晶体的熔点很高共价晶体的熔点很高 (1)分子晶体的熔点低分子晶体的熔点低 (3)金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低 合金的熔、沸点比其成分金属低合金的熔、沸点比其成分金属低 三、晶体类型的判断三、晶
11、体类型的判断 (4)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 (2)共价晶体一般为非导体，但硅为半导体共价晶体一般为非导体，但硅为半导体 (1)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属主要是酸和强极性非金属 氢化物氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 (3)金属晶体是电的良导体金属晶体是电的良导体 三、晶体类型的判断三、晶体类型的判断 (4)离子晶体硬度较大、硬而脆离子晶体硬度较大、硬而脆 (2)共价晶体硬度大共价晶体硬度大 (
12、1)分子晶体硬度小且较脆分子晶体硬度小且较脆 (3)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性 合金的硬度比其成分金属大合金的硬度比其成分金属大 三、晶体类型的判断三、晶体类型的判断 分析分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型。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 ，熔融态不导电：，熔融态不导电：_。 (2)溴化铝，无色晶体，熔点溴化铝，无色晶体，熔点98 ，熔融态不导电：，熔融态不导电：_。 (3)五氟化矾，无色晶体，熔点五氟化矾，无色晶体，熔点19.5 ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等
13、：，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：溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：_。 共价晶体共价晶体 分子晶体分子晶体 分子晶体分子晶体 离子晶体离子晶体 跟踪训练跟踪训练 (5)SiI4：熔点：熔点120.5 ，沸点，沸点287.4 ，易水解：，易水解：_。 (6)硼：熔点硼：熔点2 300 ，沸点，沸点2 550 ，硬度大：，硬度大：_。 (7)硒：熔点硒：熔点217 ，沸点，沸点685 ，溶于氯仿：，溶于氯仿：_。 (8)锑：熔点锑：熔点630.74 ，沸点，沸点1 750 ，导电：，导电：_。 分子晶体分子晶体 共价晶体共价晶体 分
14、子晶体分子晶体 金属晶体金属晶体 跟踪训练跟踪训练 一般情况下，一般情况下，固体固体液体液体气体气体 一般情况下，一般情况下，共价共价晶体晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高， 汞、铯等金属的熔、沸点很低汞、铯等金属的熔、沸点很低。 四、物质熔沸点高低的比较四、物质熔沸点高低的比较 (1)(1)分子晶体分子晶体: : 看是否含有看是否含有氢键氢键 有分子间氢键的熔沸点高 有相同的有相同的分子间分子间氢键，看氢键的个数，氢键，看氢键的个数， 个数越多，熔沸点越高个数越多，熔沸点越
15、高 比较比较范德华力范德华力 组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高 比较比较分子极性分子极性 相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。 同分异构体的同分异构体的支链越多支链越多，熔、沸点，熔、沸点越低越低。 四、物质熔沸点高低的比较四、物质熔沸点高低的比较 (2)(2)共价晶体： 晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。 键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。 若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。 一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 四、物
16、质熔沸点高低的比较四、物质熔沸点高低的比较 (3)金属晶体： 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强， 金属的熔、沸点越高 合金的熔点比组成合金的纯金属低 四、物质熔沸点高低的比较四、物质熔沸点高低的比较 (4)离子晶体： 一般地，离子所带的电荷数越多，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 离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响 四、物质熔沸点高低的比较四、物质熔沸点高低的比较 1下列物质的熔沸点高低顺序正确的是下列物质的熔沸点高低顺序正确的是( ) A金刚石金刚石晶体硅晶体硅二氧化硅二氧化硅碳化硅碳化硅 BCI4CBr4CCl4CH4 CMgOH2ON2O2 D金刚石金刚石生铁生铁纯铁纯铁钠钠 B 跟踪训练跟踪训练 2.下列晶体熔、沸点由高到低的顺序正确的是下列晶体熔、沸点由高到低的顺序正确的是( ) SiC Si HCl HBr HI CO N2 H2 A B C D B 跟踪训练跟踪训练
