2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.2離子晶體過(guò)渡晶體與混合型晶體學(xué)案新人教版選擇性必修2

PAGE6-離子晶體、過(guò)渡晶體與混合型晶體【學(xué)法指導(dǎo)】1.借助離子晶體等模型相識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.相識(shí)離子晶體的物理性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體及混合型晶體是一般存在的。【基礎(chǔ)梳理】一、離子晶體1.離子晶體(1)定義：由陽(yáng)離子和陰離子相互作用而形成的晶體。(2)成鍵粒子：陰、陽(yáng)離子(3)相互作用：陰、陽(yáng)離子間以離子鍵結(jié)合，離子內(nèi)可能含有(4)常見(jiàn)的離子晶體：、活潑金屬氧化物和過(guò)氧化物、大部分鹽。［微思索］為什么NaCl和CsCl的硬度大、熔沸點(diǎn)高？2.離子鍵(1)離子鍵的實(shí)質(zhì)：是作用，它包括陰、陽(yáng)離子之間的引力和兩種離子的原子核之間以及它們的電子之間的斥力兩個(gè)方面，當(dāng)引力與斥力之間達(dá)到平衡時(shí)就形成了穩(wěn)定的離子化合物，它不顯電性。(2)離子鍵的特征：沒(méi)有性和性。因此，以離子鍵結(jié)合的化合物傾向于形成，使每個(gè)離子四周盡可能多地排列異性電荷的離子，從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。3.離子晶體的物理性質(zhì)(1)具有較高的熔、沸點(diǎn)，難揮發(fā)離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間有劇烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質(zhì)熔化和沸騰，就須要較多的能量。因此，離子晶體具有和的性質(zhì)。一般說(shuō)來(lái)，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)越，離子半徑越，離子鍵越，離子晶體的熔、沸點(diǎn)越。(2)硬度離子晶體的硬度較大，難于壓縮。陰陽(yáng)離子間有較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當(dāng)晶體受到?jīng)_擊力作用時(shí)，部分別子鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致晶體破裂。(3)導(dǎo)電性離子晶體中，離子鍵較強(qiáng)，離子不能自由移動(dòng)，即晶體中無(wú)自由移動(dòng)的離子，因此，離子晶體。當(dāng)上升溫度時(shí)，陰、陽(yáng)離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動(dòng)的離子，在外界電場(chǎng)作用下，離子定向移動(dòng)而形成電流。離子化合物時(shí)，陰、陽(yáng)離子受到水分子作用變成了自由移動(dòng)的離子（實(shí)質(zhì)上是水合離子），在外界電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)而導(dǎo)電。(4)溶解性大多數(shù)離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯等），遵循“”規(guī)律。當(dāng)把離子晶體放入水中時(shí)，極性水分子對(duì)離子晶體中的離子產(chǎn)生吸引作用，使晶體中的離子克服了離子間的作用而電離，變成在水中自由移動(dòng)的離子。名師點(diǎn)撥——四種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較二、過(guò)渡晶體與混合型晶體1.過(guò)渡晶體(1)四類典型晶體(2)過(guò)渡晶體的概念離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵等都是化學(xué)鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學(xué)鍵往往是介于典型模型之間的，由于微粒間的作用存在鍵型過(guò)渡，即使組成簡(jiǎn)潔的的晶體，也可能介于離子晶體、共價(jià)晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過(guò)渡狀態(tài)，形成過(guò)渡晶體。(3)過(guò)渡晶體的典例以離子晶體和共價(jià)晶體之間的過(guò)渡為例，如第三周期前幾種元素的氧化物中，化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)如表所示：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133都是分子晶體，表明離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)更小由表可知，表中的氧化物晶體中的化學(xué)鍵既不是純粹的，也不是純粹的，這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價(jià)晶體，只是離子晶體與共價(jià)晶體之間的。2.混合型晶體(1)混合型晶體的概念既有又有，同時(shí)還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體，稱為混合型晶體。(2)石墨的結(jié)構(gòu)模型石墨不同于金剛石，石墨中的碳原子呈雜化，形成結(jié)構(gòu)。因此，石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)的，層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm，層間距離為335pm，說(shuō)明層間沒(méi)有化學(xué)鍵相連，是靠維系的。由于全部的p軌道相互平行而且相互，使p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)。因此，石墨有類似金屬晶體的。【課后練習(xí)】1.下列關(guān)于晶體的說(shuō)法中，不正確的是()①晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對(duì)無(wú)序，無(wú)自范性；②含有金屬陽(yáng)離子的晶體肯定是離子晶體；③共價(jià)鍵可確定分子晶體的熔、沸點(diǎn)；④MgO的晶格能遠(yuǎn)比NaCl大，這是因?yàn)榍罢唠x子所帶的電荷數(shù)多，離子半徑?。虎菥О蔷w結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按肯定規(guī)律作周期性重復(fù)排列；⑥晶體盡可能實(shí)行緊密積累方式，以使其變得比較穩(wěn)定；⑦CsCl和NaCl晶體中陰、陽(yáng)離子的配位數(shù)都為6。A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③⑦2.下面有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子B.在NaCl晶體中每個(gè)(或)四周都緊鄰6個(gè)(或6個(gè))C.白磷晶體中，分子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合D.離子晶體在熔化時(shí)，離子鍵被破壞；而分子晶體熔化時(shí)，化學(xué)鍵不被破壞3.下列含有共價(jià)鍵的離子化合物是（）A.KCl B. C. D.4.下列各物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由高到低的依次排列正確的是()A.Rb>K>Na>Li B.KCl>NaCl>>MgOC.石墨>金剛石>>鈉 D.>>硫磺>5.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較依次中，不正確的是（）A.熱穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB.微粒半徑：C.晶格能大小依次：NaCl＜NaF＜CaO＜MgOD.酸性：6.下列各項(xiàng)所述的數(shù)字不是6的是(

)A.在NaCl晶體中,與一個(gè)最近的且距離相等的的個(gè)數(shù)

B.在金剛石晶體中,最小環(huán)上的碳原子個(gè)數(shù)

C.在二氧化硅晶體中,最小環(huán)上的原子個(gè)數(shù)

D.在石墨晶體的片層結(jié)構(gòu)中,最小環(huán)上的碳原子個(gè)數(shù)7.下列敘述中正確的是(

)A.由金屬元素和非金屬元素形成的化合物肯定是離子化合物

B.完全由非金屬元素形成的化合物肯定是共價(jià)化合物

C.離子化合物中只含有離子鍵

D.共價(jià)化合物中只含有共價(jià)鍵8.下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn),據(jù)此做出的下列推斷中錯(cuò)誤的是(

)Na2ONaClAlF3AlCl3920℃801℃1291℃190℃BCl3Al2O3CO2SiO2-107℃2073℃-57℃1723℃鋁的化合物的晶體中有離子晶體B.表中只有BCl3和AlCl3是分子晶體

C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體

答案以及解析1.答案：D解析：①晶體中原子呈周期性有序排列而非晶體中原子排列無(wú)序，晶體有自范性，非晶體無(wú)自范性，可以利用X射線鑒別晶體和非晶體，故正確；②金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成的，所以含有金屬陽(yáng)離子的晶體不肯定是離子晶體，可能是金屬晶體，故錯(cuò)誤；③共價(jià)鍵可確定分子的穩(wěn)定性，分子間作用力確定分子晶體熔沸點(diǎn)，故錯(cuò)誤；④離子晶體中離子半徑越小，離子所帶電荷越多，晶格能越大，和兩種晶體中，半徑：，則的晶格能較大，所以其熔點(diǎn)比較高，故正確；⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，晶體內(nèi)部的微粒按肯定規(guī)律作周期性重復(fù)排列，有自范性，可以利用X射線鑒別晶體和非晶體，故正確；⑥晶體多采納緊密積累方式，實(shí)行緊密積累方式，可以使晶體變得比較穩(wěn)定，故正確；⑦晶體中配位數(shù)為8，晶體配位數(shù)為6，故錯(cuò)誤。故選：D。2.答案：C解析：A.金剛石晶體中，由共價(jià)鍵形成的最小碳環(huán)上有6個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，從而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故A正確；B.氯化鈉晶體中鈉離子或氯離子的配位數(shù)都是6,所以在NaCl晶體中每個(gè)(或)四周都緊鄰6個(gè)(或)，故B正確；C.白磷分子為正四面體結(jié)構(gòu),原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合,鍵角為60°，分子間存在范德華力，故C錯(cuò)誤；D.離子晶體的構(gòu)成微粒是陰陽(yáng)離子，分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，所以離子晶體在熔融狀態(tài)下能電離出陰陽(yáng)離子，而分子晶體在熔融狀態(tài)下還是以分子存在，只破壞分子間作用力不破壞化學(xué)鍵，故D正確；3.答案：D解析：4.答案：C解析：石墨與金剛石都為原子晶體,二者熔點(diǎn)最大,石墨中C?C鍵比金剛石中C?C鍵長(zhǎng)小,則鍵能大,所以熔點(diǎn)石墨>金剛石,也為原子晶體,Si?O鍵能大于C?C,則熔點(diǎn)金剛石>，鈉為金屬晶體，熔點(diǎn)較低，故C正確。5.答案：B解析：都含有3個(gè)電子層,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,則離子半徑徑：，故B錯(cuò)誤；6.答案：C解析：由NaCl晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知,一個(gè)四周緊鄰的有6個(gè),且與的距離相等,A項(xiàng)正確;金剛石晶體中最小環(huán)上的碳原子共有6個(gè),晶體可看成將金剛石晶體中的C原子換成Si原子,然后在每2個(gè)Si原子之間插入一個(gè)O原子構(gòu)成,故晶體中最小環(huán)上共有12個(gè)原子(6個(gè)C原子和6個(gè)O原子),B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨片層結(jié)構(gòu)中每個(gè)C原子與另外3個(gè)C原子以共價(jià)鍵相結(jié)合,最小環(huán)上共有6個(gè)