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2021新教材高中化学第三章晶体结构与性质 课件 人教版选择性必修2

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第三章ꢀ晶体结构与性质

第一节ꢀꢀꢀ物质的聚集状态与晶体的常识

第1课时ꢀꢀ晶体与非晶体

课程目标

1.了解物质的聚集状态。2.认识晶体和非晶体的本质差异。3.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性。

[新课•导入]

•物质三态间的互相转化

固态

凝固

融化

液态

升华

凝华

气化液化

气态

20世纪前,人们认为物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。20世纪初,通过X射线衍射等实验手段,发现许多常见的晶体中并无分子。气态和液态物质也不一定是由分子构成。

一、物质的聚集状态

1.物质聚集状态

[基础•初探]

除了三态,还有更多的物质聚集状态,如等电子体、离子液体、晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。

2.等离子体

(1)概念:气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生分解,产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性(2)特点

的物质

聚集体

称为等离子体。

等离子体具有良好的

导电性流动性

(3)应用

[基础•初探]

运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器;利用等高子体可以进行化学合成;核聚变也是在等离子态下发生的等。

3.液晶

(1)概念:物质加热到达到熔点后,先呈浑浊态,再加热达到一定温度时,浑浊态变透明清亮态,将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶。

液晶的温度范围

固体

T1(熔点)

温度逐渐升高液晶

液体T2(澄清点)

(2)特征:

液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、性变形等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等。

[基础•初探]

(3)应用

液晶已有广泛的应用。例如,手机、电脑和电视的液晶显示器,由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变,从而显示数字、文字或图像。再如,合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。

二、晶体与非晶体

1.晶体和非晶体的概念

(1)晶体

[基础•初探]

概念:内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的

规则几何外形的固体。具有、分类:根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用,可分为、离子晶体和金分属子晶晶体体。原子晶体

(2)非晶体

概念:内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。

[基础•初探] 判断下列物质是晶体还是非晶体:

[微思考]具有规则几何外形的固体一定是晶体吗?

☂名师点拨

常见的晶体和非晶体晶体:食盐、冰、铁、铜等。

非晶体:玻璃、橡胶等。

晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列,粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。

2.晶体的特点

(1)自范性

[基础•初探]

概念:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。

晶体呈现自范性的条件之一:晶体生长的速率适当。如熔融物质冷却凝固速率过快时,常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则的外形的块状物。

晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的。宏观表象

[基础•初探]

(2)各向异性

同一晶体中,在不同方向上质点排列一般是不一样的,因此,晶体的许多物理性质,如硬度、、导电性、光学性质等,常常随方向的不同

导热性

而有所差异。

(3)熔点

晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定熔点。

(4)晶体能使X-射线产生的衍射

晶体物质能使X-射线产生的重要实验方法。

,非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构衍射

☂名师点拨

晶体和非晶体的本质差异

自范性

晶体非晶体

有没有

微观结构

原子在三维空间周期性有序排列

原子排列相对无序

3.晶体获取的途径

实验3-1

实验操作

[基础•初探]

实验现象

用研钵把硫黄粉末研细,放入蒸发皿中,放在三角架的铁圈上,用酒精灯加热至熔融态,自然冷却结晶后,观察现象

在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上小火加热,观察实验现象。在250 mL烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液,用滴管滴入浓盐酸,观察实验现象。

析出固体

获得晶体的三条途径:

①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中析出。

第三章ꢀ晶体结构与性质

第一节ꢀꢀꢀ物质的聚集状态与晶体的常识

第2课时ꢀꢀ晶胞

课程目标

1.认识简单的晶胞。

2.通过典型晶胞的学习,类推其他晶胞的分析方法。3.学会晶胞中微粒数的计算方法(均摊法),能根据晶胞的结

构确定晶体的化学式。

1.晶胞

[基础•初探]

(1)晶胞的概念

描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的

结构重复单元

铜晶体

铜晶胞

(2)晶体与晶胞的关系

[基础•初探]

整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成;所谓“无隙”,是指之间没有任何间隙;所谓“并置”,是指所有晶胞都相邻晶胞

排列的,是相同。平行取向

[基础•初探]

[微思考]一个铜晶胞的有14个原子吗?

解析:金属铜的一个晶胞的原子数=

(3)晶胞的结构

常规的晶胞都是平行六面体。

[基础•初探]

晶胞的顶角原子是8 个晶胞共用。晶胞棱上的原子是4个晶胞共用。晶胞面上的原子是2个晶胞共用。

体心:1

面心:1/2

顶点:1/8 棱边:1/4

[基础•初探]

[微思考]一个铜晶胞的有14个原子吗?

解析:金属铜的一个晶胞的原子数=

试计算钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目

[基础•初探]

钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图

1.金属钠的一个晶胞的原子数= 2.金属锌的一个晶胞的原子数= 3.碘的一个晶胞的原子数= 4.金刚石的一个晶胞的原子数=

(4)常见的晶胞

[基础•初探]

简单立方

体心立方

面心立方

类型结构特点一个晶胞的原子数

简单立方在平面六面体的8个顶角上有粒子

1

体心立方面心立方

除8个顶角上有除8个顶角上有粒子粒子外,平行外,平行六面体的6 六面体的体心个面的面心上均有1 上还有1个粒子

个粒子

2

4

[基础•初探]

2.晶胞中粒子数目的计算(均摊法)及晶体化学式的确定

(1)晶体化学式的含义

一般地,晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子数目的最简整数比。

(2)用均摊法确定晶胞中粒子的个数①立方晶胞中粒子的计算方法

例如:在较高温度时,钾、氧两种元素形成的一种晶体结构,则该化合物的化学式是

[基础•初探]

每个晶胞中属于该晶胞的K+的个数=O2-的个数=

故其比值为1:1

[基础•初探

②六方晶胞中粒子的计算方法]

顶角:1/6

侧棱:1/3 内部:1

上、下棱:1/4

面上:1/2

☂名师点拨

均摊法在其他结构晶胞中粒子数目的计算:

顶点:1/2

内部:1

棱上:2

3.晶体结构的测定

[基础•初探]

测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪

通过晶体的X射线衍射实验获得行射图后,经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息,包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等,以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系。

题型一:晶胞的判断

[课堂•专练]

[课堂•专练]

[课堂•专练

题型二:均摊法计算微粒个数]

答案:D

[课堂•专练]

答案:C

[课堂•专练] 题型三:利用均摊法求算化学式

答案:B

[课堂•专练]

答案:A

[课堂•专练] 题型四:利用均摊法计算晶胞中微粒间的距离

[课堂•专练]

第三章ꢀ晶体结构与性质

第二节ꢀꢀꢀ分子晶体与共价晶体

课程目标

1.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点。2.能从范德华力、氢键的角度分析、理解分子晶体的物理性质。

3.学会比较晶体的熔、沸点。

一、分子晶体

[基础•初探]

1.分子晶体的概念及粒子间的相互作用

(1)概念:只含分子的晶体称为分子晶体。

(2)粒子间的相互作用力:分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引,分子内原子之间以共价键结合。

2.分子晶体的物理性质

(1)分子晶体熔、沸点低,硬度小,易升华。(2)分子晶体不导电。

碘晶胞示意图

[基础•初探]

3.分子晶体的种类

(1)所有的非金属氢化物,如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等;

(2)部分非金属单质,如卤素(X2)、氧气(O2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)、稀有气体等;

(3)部分非金属氧化物,如CO2、P4O10、SO2等(4)几乎所有的酸;(5)绝大多数有机物。

微点拨:分子晶体在熔化时,只破坏分子间作用力而不破坏化学键。

[基础•初探]

4.分子晶体的结构特征

(1)只有范德华力,无分子间氢键——分子密堆积:每个分子周围有12个紧邻的分子,如C60、干冰、I2、O2等。

(2)有分子间氢键——不具有分子密堆积特征:如HF、冰、NH3等。

为什么一个分子周围有12个紧邻分子?

[基础•初探]

[微思考]为什么水凝固成冰、雪、霜时,密度变小?

冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键,冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。由于氢键具有一定的方向性,每个水分子与周围4个水分子结合,4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样,每个水分子中的氧原子周围都有4个氢原子,氧原子与其中的2个氢原子通过共价键结合,因此它们之间的距离较近一些,而与另外2个属于其他水分子的氢原子靠氢键结合在一起。在这种排列中,分子的间距比较大,留有相当大的空隙,比较松散。因此,液态水变成固态水,即水凝固成冰雪、霜时,密度变小。

☂名师点拨

干冰与冰

干冰的外观很像冰,硬度也跟冰相似,而熔点却比冰的低得多,在常压下极易升华。而且,由于干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12 个紧邻分子,密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。

二、共价晶体

1.共价晶体的概念

的晶体,称为共价晶体。

[基础•初探]

空间立体网状

结构

(1)概念:相邻原子间以共价键相结合形成的具有

2.构成微粒及微粒间的相互作用

原子

共价键

[基础•初探]

3.典型共价晶体的结构分析

(1)金刚石

①在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合,成为正四面体。

②晶体中C一C一C夹角为109°28',碳原子采取了sp3杂化。

③最小环上有

6

个碳原子。

④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为

⑤在一个晶胞中,碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心

以及晶胞内部,由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为

(2)二氧化硅晶体

[基础•初探]

①每个硅原子与相邻的4 个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构,硅原子在正四面体的中心,4个氧原子在正四面体的4个顶点。

②每个Si原子与4个O原子成键,每个O原子与2 个Si原子成键,最小的环是12元环。

③每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2,氧原子数为6×1/6=1 。

④1molSiO2晶体中含Si—O键数目为Si、O原子均采取sp3杂化。

4NA

,在SiO2晶体中

⑤SiO2具有许多重要用途,是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

☂名师点拨

(1)晶体硅、碳化硅晶体的结构与金刚石相似,晶体硅可看作是硅原子取代金刚石中碳原子的位置得到的,碳化硅晶体可看作是C、Si交替排列形成的(存在以C为中心,Si为顶点或以Si为中心,C为顶点的正四面体结构)。

(2)在金刚石、晶体硅、碳化硅中,C、Si均采取sp3杂化,最小的环均为六元环。

(3)共价晶体的化学式不表示实际组成,只表示组成原子的个数比,如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1:2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。

4.共价晶体的物理性质

[基础•初探]

(1)熔点很高。共价晶体中,原子间以较强的共价键相结合,要使物质熔化就要破坏共价键,需要很高的能量。因此,共价晶体一般都具有很高的熔点。如金刚石的熔点大于3 550℃。

(2)硬度很大。如金刚石是天然存在的最硬的物质。(3)一般不导电,但晶体硅、锗是半导体。(4)难溶于一般的溶剂。

5.常见的共价晶体

[基础•初探]

(1)某些单质,如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(Sn)等;(2)某些非金属化合物,如碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、Si3 N4。 (3)极少数金属氧化物,如刚玉(α-Al2O 3) 。

[基础•初探]

微思考

[整理•提升]

1.共价晶体与分子晶体的比较

晶体类型定义

共价晶体

分子晶体

相邻原子间以共价分子间以分子间作用键相结合而形成空间力相结合的晶体网状结构的晶体

原子

分子

组成粒子

粒子间作用

力熔、沸点硬度

共价键很高很大

分子间作用力

较低较小

晶体类型溶解性导电性

共价晶体

[整理•提升]

分子晶体有一部分溶于水,一部分溶于有机溶剂

不溶于任何溶剂

不导电,个别为半导不导电,部分溶于水

体导电

熔化时破坏

的作用力实例

共价键金刚石

分子间作用力

干冰

[整理•提升]

2.判断共价晶体和分子晶体的方法

(1)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断

组成共价晶体的粒子是原子,粒子间的作用力是共价键;组成分子晶体的粒子是分子,粒子间的的作用力是分子间作用力。(2)依据晶体的熔点判断

共价晶体的熔沸点高,常在1000℃以上;分子晶体的熔、沸点低,常在数百摄氏度以下。(3)依据物质的状态判断

一般常温常压下,呈气态或液态的单质与化合物,在固态时属于分子晶体。

(4)依据物质的挥发性判断

一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。

[整理•提升]

3.分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较

(1)不同类型的晶体

熔、沸点:原子晶体>分子晶体。(2)同一类型的晶体分子晶体

①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体,熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如H2O>H2Te> H2Se> H2S。

②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SnH4>GeH4> SiH4> CH4。

③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。如CO>N2,OH>CH3 CH3 。 CH3 ④同分异构体的支链越多,熔、沸点越低。如

[整理•提升

]

⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加,熔、沸点升高。如C2HCl,CH3 COOH>HCOOH。 6>CH 4, C2H 5Cl>CH 3

共价晶体

[整理•提升]

①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。.

②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。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低:原子半径:C碳化硅>晶体硅。

第三章ꢀ晶体结构与性质

第三节ꢀꢀ金属晶体与离子晶体

第1课时ꢀꢀ金属晶体

课程目标

1.借助金属晶体等模型认识晶体的结构特点。2.知道金属键的特点与金属某些性质的关系。3.认识金属晶体的物理性质与晶体结构的关系。

[基础•初探]

1.金属键

遍布整块晶体的“价电子

所有原子所共用,从而把所有的金属原子维系在一起。(1)概念:金属原子脱落下来的形成

”被电子气

(2)成键微粒:金属阳离子与自由电子(3)存在:金属单质与合金中

(4)金属键没有方向性,也没有饱和性

微点拨:常温下,绝大多数金属单质和合金都是金属晶体,但汞除外,因汞在常温下呈液态。金属晶体的熔沸点差别较大。金属阳离子半径越,所带电荷数越,金属键越

小多强,熔沸点越高,硬度越大。

[基础•初探]

2.金属晶体

(1)定义:金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体,叫做金属晶体。(2)组成粒子:金属阳离子和自由电子。

(3)微粒间的作用力:金属键

微点拨:①在金属晶体中有阳离子,但没有阴离子,所以,晶体中有阳离子不一定有阴离子,若有阴离子,则一定有阳离子。

②在金属晶体中,不存在单个分子或原子,金属单质或合金(晶体锗、灰锡除外)属于金属晶体。

③金属晶体是一个“巨分子”。

[基础•初探]

3.电子气理论解释金属的物理性质

(1)金属延展性的解释

当金属受到外力作用时,晶体中的各原子层就会发生回相对滑动,但排列方式不变,金属离子与自由电子形成的电子气没有破坏,所以金属有良好的延展性。

++++++ +++++ +++++ +++++

自由电子

错位

++++++

++++ +++++++ +++++

金属原子

+

金属离子

(2)金属导电性的解释

[基础•初探]

在金属晶体中,充满着带负电的“电子气”(自由电子),这些电子气的运动是没有一定方向的,但在外加电场的条件下,自由电子定向运动形成电流,所以金属容易导电。不同的金属导电能力不同,导电性最强的三中金属是:Ag、Cu、Al。

++ ++ + +++++ +++++ ++++ +

自由电子

外加电场

++ +++ + +

+++++++ +

+ + + +

+

金属离子

金属原子

(3)金属导热性的解释

[基础•初探]

自由电子移运动时与金属离子相互碰撞,在碰撞过程中发生能量交换。当金属的某一部分受热时,从区域获得能量的电子会向别处运动并发生碰撞,将能量从温度高的区域传递到温度低的区域,最后使整块金属的温度趋于一致。金属的导热性可以解释生活中常见的些现象。比如,在冬天我们感觉金属制品比木制品更凉,原因是当人接触到金属时,金属很快将人体的热量传递出去,因为木制品不易导热所以当人接触到木制品时,身体的热量不易散失。

(4)有金属光泽的解释

[基础•初探]

金属晶体内部存在自由电子,当光线投射到金属表面时,自由电子吸收可见光,然后又把各种波长的光大部分再反射出来,这就使绝大多数金属呈现银灰色或银白色光泽。而金属在粉末状态时,金属原子的取向杂乱,排列不规则,吸收可见光后不能再反射出来,所以金属粉末常呈暗灰色或黑色

☂名师点拨

金属与电解质溶液导电的比较

晶体类型导电时的状态导电粒子导电时发生的变化导电能力随温度的变化

电解质

水溶液或熔融状态下自由移动的离子

化学变化

增强

金属晶体晶体状态自由电子物理变化减弱

☂课堂小结

晶体类型概念作用力构成微粒物理性质

熔沸点硬度导电性

三种晶体类型与性质的比较

共价晶体

相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体

共价键原子很高很大

无(硅为半导体)

分子晶体

分子间以范德华力相结合而成的

晶体

范德华力分子很低很小

金属晶体

通过金属键形成的

晶体

金属键金属阳离子和自

由电子差别较大差别较大导体

实例

金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅

Ar、S等

Au、Fe、Cu、

钢铁等

题型一:金属键与金属晶体

[课堂•专练]

答案:B

[课堂•专练]

答案:B

[课堂•专练]

答案:B

题型二:用电子气理论解释金属的物理性质

[课堂•专练]

答案:A

[课堂•专练]

答案:B

[课堂•专练]

题型三:分子晶体、共价晶体、金属晶体的比较

答案:D

第三章ꢀ晶体结构与性质

第三节ꢀꢀ金属晶体与离子晶体

第2课时ꢀꢀ金属晶体、过渡晶体

与混合型晶体

课程目标

1.借助离子晶体等模型认识晶体的结构特点。2.认识离子晶体的物理性质与晶体结构的关系。

3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普通存

在的。

一、离子晶体

硫酸铜晶体

氯化钠晶体[基础•初探]

1.离子晶体

(1)定义:由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。

(2)成键粒子:阴、阳离子

(3)相互作用:阴、阳离子间以离子键结合,离子内可能含有共价键。(4)常见的离子晶体:强碱、活泼金属氧化物和过氧化物、大部分盐。

NaCl的晶胞示意图CsCl的晶胞示意图

CaF2的晶胞示意图

[基础•初探]

2.离子键

(1)离子键的实质:是静电作用,它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面,当引力与斥力之间达到平衡时就形成了稳定的离子化合物,它不显电性。

(2)离子键的特征:没有方向性和饱和性。因此,以离子键结合的化合

物倾向于形成,使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离

紧密堆积

子,从而达到稳定的目的。

[基础•初探]

[微思考]为什么NaCl和CsCl的硬度大、熔沸点高?

硬度

NaCl CsCl

熔点801℃ 645℃

沸点1413℃ 645℃

3.离子晶体的物理性质

[基础•初探]

(1)具有较高的熔、沸点,难挥发

离子晶体中,阴、阳离子间有强烈的相互作用(离子键),要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾,就需要较多的能量。因此,离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。

一般说来,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越,离强子晶体的熔、沸点越。高(2)硬度

离子晶体的硬度较大,难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键,使离子晶体的硬度较大,当晶体受到冲击力作用时,部分离子键发生断裂,导致晶体破碎。

[基础•初探]

(3)导电性

离子晶体中,离子键较强,离子不能自由移动,即晶体中无自由移动的离子,因此,离子晶体不导电。当升高温度时,阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用,成为自由移动的离子,在外界电场作用下,离子定向移动而形成电流。离子化合物溶于水时,阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(实质上是水合离子),在外界电场作用下,阴、阳离子定向移动而导电。(4)溶解性

大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水),难溶于非极性溶剂(如汽油、苯等),遵循“相似相溶”规律。当把离子晶体放入水中时,极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用,使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离,变成在水中自由移动的离子。

名师点拨

——四种晶体的结构和性质比较

二、过渡晶体与混合型晶体

1.过渡晶体

(1)四类典型晶体分子晶体

[基础•初探]

只含分子的晶体,如水、硫化氢等

原子间通过共价键形成三维骨架结构的晶体,如金刚石、二氧化硅等

金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体,如Cu

共价晶体金属晶体离子晶体

由阳离子和相互作用而形成的晶体,如NaCl、CsCl等

阴离子

(2)过渡晶体的概念

离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型,但是,原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态,由于微粒间的作用存在键型过渡,即使组成简单的的晶体,也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态,形成过渡晶体。

(3)过渡晶体的典例

[基础•初探]

以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例,如第三周期前几种元素的氧化物中,化学键中离子键成分的百分数如表所示:

氧化物

Na2O62

MgO50

Al2O3SiO233

P2O5

离子键的百分数/%

41

是分子晶体,表明离子键成分的百分数更小

由表可知,表中的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。

2.混合型晶体

(1)混合型晶体的概念

[基础•初探]

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。(2)石墨的结构模型

石墨不同于金刚石,石墨中的碳原子呈sp2 杂化,形成平面六元并环结构。因此,石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142 pm,层间距离为335 pm,说明层间没有化学键相连,是靠范德华力维系的。

石墨晶体中的二维平面的结构

[基础•初探]

由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠,使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此,石墨有类似金属晶体的导电性。

石墨的层状结构石墨结构中未参与杂化的轨道

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