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第三节 金属晶体和离子晶体
第三章 晶体结构与性质
第2课时 过渡晶体和混合晶体
金属晶体
01
离子晶体
02
学习目标
能结合元素周期表中元素性质的递变和晶体类型的递变认识过渡晶体的存在
能依据石墨晶体的结构特征与性质特点，认识混合型晶体的存在。能认识到晶体结构的复杂性和多样性，树立严谨、科学的求知态度
过渡晶体
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
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
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
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
过渡晶体
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
混合晶体晶体
混合晶体
1.石墨的结构与性质
石墨的物理性质
熔点高
质软
能导电
石墨的结构
石墨结构中未参与杂化的p轨道
共价晶体特征
金属晶体特征
分子晶体特征
范德华力维系
混合晶体
1.石墨的结构与性质
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
微点拨
混合晶体
1.石墨的结构与性质
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
混合晶体
1.石墨的结构与性质
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。
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,
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
混合晶体
2.混合晶体
像石墨这样，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，称为混合型晶体。
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
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
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
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
课堂检测
B
2．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的化学键离子成分低于SiCl4D．加热AlCl3晶体发生熔化时破坏的作用力为共价键
课堂检测
3.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都与其他三个碳原子相结合。如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是(　　)
D
A．10
B．18C．24
D．14
课堂检测
A
4. 石墨烯是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，其结构模型如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．晶体中碳原子间全部是碳碳单键B．石墨烯与石墨都是碳的同素异形体C．石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面D．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
第2课时 混合晶体与过渡晶体

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