第三節(jié)金屬晶體與離子晶體第3課時過渡晶體與混合型晶體學習目標1、知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。2、了解過渡晶體，掌握石墨這一混合型晶體的結構特點。情境導入晶體類型之間存在絕對的界限嗎？一、過渡晶體近代實驗表明，純粹的離子鍵是不存在的，絕大多數離子鍵都不是典型的，只是離子鍵占優(yōu)勢而已。

銫的電負性為0.7，而氟的電負性為4.0，兩者之差是所有元素中電負性差值最大的，因此氟化銫(CsF)是典型的離子晶體。

但Cs﹢與F﹣的結合也不完全是純靜電作用，仍有部分共價性質。其離子鍵成分占92%，其余8%為共價鍵成分。這說明即便是像銫和氟這樣典型的金屬和典型的非金屬形成化學鍵時，成鍵原子軌道之間依然有部分重疊。（重疊部分會形成共價鍵）一、過渡晶體③晶體性質偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理。①四種典型晶體類型都存在過渡晶體。介于某兩種晶體類型之間的晶體。(1)定義：②離子晶體和共價晶體的過渡標準是化學鍵中離子鍵成分的百分數。離子鍵成分的百分數大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分數小，作為共價晶體處理。(2)過渡晶體要點：離子鍵的百分數是依據電負性的差值計算出來的，電負性差值越大，離子鍵成分的百分數越大。電負性差值大于1.7通常形成離子鍵。電負性差值小于1.7通常形成共價鍵。一、過渡晶體離子鍵成分的百分數更小，共價鍵不再貫穿整個晶體，離子鍵的百分數大于50%,當作離子晶體處理離子鍵的百分數小于50%，偏向共價晶體,當作共價晶體處理第三周期元素幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數是分子晶體一般,當電負性的差值>1.7時，離子鍵的百分數大于50%?？烧J為是離子晶體。電負性差值越大，離子鍵的百分數越大。一、過渡晶體1.正誤判斷(1)純粹的典型晶體是沒有的(

)(2)離子鍵成分的百分數是依據電負性的差值計算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分數越小(

)(3)在共價晶體中可以認為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅局限于晶體微觀空間的一個個分子中(

)(4)四類晶體都有過渡型(

)(5)Al2O3晶體中存在離子鍵，屬于離子晶體(

)√××√×二、混合型晶體——石墨思考：金剛石和石墨同是碳單質的晶體，它們的性質存在哪些異同？金剛石部分物理性質熔點莫氏硬度導電性3550℃10無石墨部分物理性質熔點莫氏硬度導電性3850℃1有為什么會存在這些差異？因為金剛石是共價晶體，而石墨屬于混合型晶體共價晶體熔點很高質地堅硬不能導電

？晶體熔點很高

質地較軟

能導電二、混合型晶體——石墨像石墨這樣，既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。碳原子均采取sp2雜化，形成平面六元并環(huán)結構。層內C原子以共價鍵結合，層間靠范德華力維系。石墨的層狀結構（1）混合型晶體定義：（石墨晶體是一種典型的混合型晶體）范德華力共價鍵①石墨性質特征：熔點高、質軟、能導電共價晶體特征金屬晶體特征二、混合型晶體——石墨石墨晶體中的二維平面結構石墨的層狀結構石墨結構中未參與雜化的p軌道層平面每個C原子周圍連接3個C，共價鍵的鍵長很短，鍵能很大，石墨的熔點很高。層與層之間靠范德華力維系，作用力弱，容易滑動，所以石墨質軟，可作潤滑劑。層中每個碳原子均剩余一個未參與雜化的2p電子，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個層平面中運動。類似共價晶體類似分子晶體石墨能導電，類似金屬晶體②石墨晶體的結構與性質由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面。所以石墨的導電性只能沿石墨平面方向。

石墨在同一平面(同層中)每個碳原子均剩余一個未參與雜化的2p軌道，所有的p軌道平行重疊，形成離域大π鍵，這些p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。所以石墨中的大π鍵具有類似“電子氣”的性質，因此石墨能導電(類似金屬晶體的導電性)。石墨為什么能導電？二、混合型晶體——石墨二、混合型晶體——石墨在石墨的層狀結構中。層與層之間靠分子間作用力（范德華力）結合，作用力非常小，因此層與層之間可以相對滑動。當石墨與其他物體接觸時，這種層狀結構可以起到潤滑作用，從而減少摩擦，所以石墨具有潤滑性。石墨為什么具有潤滑性？二、混合型晶體——石墨①石墨中所有碳原子均采取_______，形成____________結構②石墨中C與C-C個數比為________。sp2雜化平面六元并環(huán)金剛石中碳原子均采取_______，形成____________結構sp3雜化三維骨架2︰3金剛石中C與C-C個數比為________。1︰2（2）石墨與金剛石的比較：金剛石的晶體結構石墨晶體中的二維平面結構③質量相同的金剛石與石墨，兩者碳原子的個數比為_______兩者碳碳鍵的個數______。石墨比金剛石質軟，熔點高，更穩(wěn)定1︰14︰3石墨中每個C原子參與了

個C-C和

個六元環(huán)（

6個原子共平面）的形成；石墨晶體中最小環(huán)為六元環(huán)，每個鍵被

個C原子共用，每一個六元環(huán)平均占6×1/3=2個C原子，6×1/2=3個C-C鍵；

所以石墨中C與C-C個數比為________2︰3332通過對過渡型晶體、混合型晶體的討論，你對晶體類型有何認識？對事物的簡單分類，盡管條理鮮明，但可能只是概括了最典型的事實。許多晶體不能被簡單的歸類到四種晶體的某一類。一種結晶形碳,灰黑色，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。質軟,具滑膩感，能導電?；瘜W性質不活潑，耐腐蝕，在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成CO2。石墨可用作潤滑劑，可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等。石墨用途石墨電極石墨坩堝二、混合型晶體——石墨SiO44-Si2O76-單鏈雙鏈六元環(huán)(SiO3)612-硅酸鹽是地殼巖石的主要成分。硅酸鹽的陰離子結構豐富多樣，既有有限數目的硅氧四面體構建的簡單陰離子，如SiO44－、Si2O76－、(SiO3)612－（六元環(huán)）等，也有以硅氧四面體為結構單元構成一維、二維、三維無限伸展的共價鍵骨架。金屬離子則以離子鍵與陰離子或陰離子骨架結合。部分Si被Al取代則得到鋁硅酸鹽。硅酸鹽

納米晶體是晶體顆粒尺寸在納米（10－9m）量級的晶體。納米晶體相對于通常的晶體，在聲、光、電、磁、熱等性能上常會呈現新的特性，有廣闊的應用前景。僅以熔點為例，當晶體顆粒小至納米量級，熔點會下降。金屬鉛的晶粒大小與熔點的關系如下表所示：r/nm51020406080100120140160180200T/K34.7144294420473502520533542549554559納米晶體從金屬鉛的晶粒大小與熔點的關系圖和表中，能得出什么結論？金屬鉛的晶粒大小與熔點的關系501001502002004006000T/Kr/nm晶體顆粒小于200nm時，晶粒越小，金屬鉛的熔點越低。因此，我們通常說純物質有固定的熔點，但當純物質晶體的顆粒小于200nm(或者250nm)時，其熔點會發(fā)生變化主要原因是晶體的表面積增大。納米晶體為什么會有不同于大塊晶體的特性呢?納米晶體明礬晶體的制備明礬晶體的制備(1)你是否得到了完美的明磯晶體?請描述你制備的明礬晶體顏色和外形。能得到明礬晶體，但要得到完美的明礬晶體是比較困難的。顏色:無色透明;外形:塊狀，有平滑的晶面與棱角。明礬晶體的制備(2)在上述實驗中，為什么所用儀器都要用蒸餾水洗凈?為什么晶種一定要懸掛在溶液的中央位置?(3)在上述實驗中，制備明礬大晶體所需時間較長。請查閱資料，并制訂快速制備明礬大晶體的實驗方案。儀器用蒸餾水洗凈，是防止雜質影響結晶的純度，也會影響結晶的速率與形狀。晶種懸掛在溶液中央位置，有利于離子對稱地擴散、溶角解與結晶，有利于獲得外形對稱性較好的晶體。離杯底太近，會與沉底晶體生長在一起，離液面龍大近或者杯壁太近，也會造成同樣結果，使晶體形狀不規(guī)則。稱取約60g明礬，量取60mL蒸餾水，倒入100mL燒杯中，將明礬溶解于水，邊攪拌邊加熱，加熱到90℃。選擇晶形規(guī)則的晶體作為晶種，用棉線拴住，待溶液溫度約下降5~6℃，再將其吊在上方，使得晶體處于溶液中的中心位置。30min后，就會很明顯地觀察到約有1cm3大小的規(guī)則的八面體結構的明礬晶體出現。且在此過程中，每隔幾分鐘，就可以觀察到晶體大小的明顯變化。（此方案僅作參考）課題練習判斷正誤(1)純粹的典型晶體是沒有的(

)(2)離子鍵成分的百分數是依據電負性的差值計算出來的，差值越大，離

子鍵成分的百分數越小(

)(3)在共價晶體中可以認為共價鍵貫穿整個晶體，而在分子晶體中共價鍵僅限于晶體微觀空間的一個個分子中(

)(4)四類晶體都有過渡型(

)(5)石墨的二維結構內，每個碳原子的配位數為3(

)(6)石墨的導電只能沿石墨平面的方向進行(

)(7)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點不高(

)×××√√√√1、下列氧化物中所含離子鍵成分的百分數最小的是(

)A．N2O3B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O32、以下有關石墨晶體的說法中，其中錯誤的有(

)①石墨中僅存在分子間作用力②石墨是混合