第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较[核心素养发展目标] 1.从化学键变化上认识过渡晶体，理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨3.了解晶体类型的比较与判断方法一、过渡晶体与混合型晶体1．过渡晶体纯粹的典型晶体并不多，大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体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下表所示：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2离子键的百分数/%62504133由表可知，这4种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偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等2．混合型晶体——以石墨为例石墨晶体的层状结构结构特点(1)层内，碳原子采取sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动(2)层与层之间以范德华力相结合晶体类型石墨中既存在共价键，又存在分子间作用力，同时具有类似金属晶体的导电性。
同时具有共价晶体、分子晶体和金属晶体的特征的晶体叫混合型晶体物理性质熔点高、易导电、质软易滑动1．石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm，回答下列问题1)熔点：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石答案 ＞(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C的键长的原因：___________________________答案 金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在大π键，电子层重叠程度大，所以C—C间的键长短2．石墨晶体中，每个C原子参与________个C—C和______个六元环的形成，而每个键被________个C原子共用，故每一个六元环平均占有______个C原子，C原子数与C—C数之比为______答案 3 3 2 2 2∶31．下列说法不正确的是( )A．离子键和共价键没有明显界限B．离子晶体和共价晶体没有明显界限C．离子晶体中含有离子键，不含共价键D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体答案 C2.石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是( )①石墨层与层间靠范德华力维系②石墨中的C为sp2杂化③石墨的熔点、沸点都比金刚石低④石墨和金刚石的硬度相同 ⑤石墨层内导电性和层间导电性不同A．全对 B．①②③ C．①②⑤ D．②③④答案 C解析 ③不正确，石墨的熔点比金刚石高；④不正确，石墨质软，金刚石的硬度大。
3．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是( )A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B．石墨中的碳原子采取sp3杂化C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨有类似金属晶体的导电性D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子答案 C解析 石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，故B错误；石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨有类似金属晶体的导电性，故C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为6×＝2，故D错误4．下列有关石墨晶体的说法正确的是( )A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体B．由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体C．由于石墨质软，所以它是分子晶体D．石墨晶体是一种混合型晶体答案 D二、晶体类型的比较四种晶体的比较晶体类型分子晶体离子晶体金属晶体共价晶体构成微粒分子阴、阳离子金属阳离子、自由电子原子微粒间作用力范德华力(少数有氢键)离子键金属键共价键性质熔、沸点较低较高一般较高很高硬度小略硬而脆一般较大很大溶解性相似相溶多数溶于水不溶，有些与水反应不溶机械加工性能不良不良良好不良导电性固态、液态均不导电，部分溶于水时导电固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电固态、熔融态时导电大部分固态、熔融时都不导电作用力大小规律组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大离子所带电荷数多、半径小的离子键强金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定晶体类型的判断方法(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
2)依据物质的分类判断①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等④金属单质(常温下除汞外)与合金均属于金属晶体3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下或很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的4)依据导电性判断离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体5)依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性1．下列关于晶体的叙述正确的是( )A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键答案 A解析 共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，分子间作用力影响物质的熔、沸点，共价键影响物质的热稳定性，B错误；存在自由电子的晶体不一定是金属晶体，如石墨中也含有自由电子，它是一种混合型晶体，存在阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体，C错误；离子晶体中可能存在共价键，如NaOH属于离子晶体，其中含有H—O共价键，分子晶体中一定不存在离子键，全部是共价键，D错误。
2．下列各组物质中，按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是________(填字母)A．KCl、NaCl、MgOB．金刚石、SiC、SiO2、硅C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．Na、K、Rb、AlE．CO2、Na、KCl、SiO2F．O2、I2、Hg、MgCl2G．钠、钾、钠钾合金H．CH4、H2O、HF、NH3I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4答案 AE解析 A中离子半径：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，离子所带电荷数：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，离子所带电荷数越少，离子半径越大，熔、沸点越低，正确；B中键长：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，键长越长，熔、沸点越低，错误；C中相对分子质量逐渐增大，熔、沸点应该逐渐升高，但水分子间形成氢键，导致其熔、沸点较高，错误；D中原子半径：Al＜Na＜K＜Rb，半径越大，熔、沸点越低，错误；E中常温下，CO2为气体，Na为金属晶体，KCl为离子晶体，SiO2为共价晶体，正确；F中常温下，O2为气态，I2为固态，Hg为液态，MgCl2为离子晶体，错误；G中合金的熔、沸点低于任何一种组分金属，错误；H中H2O、HF、NH3分子间分别会形成氢键，它们的沸点均高于CH4的沸点，常温下H2O为液态，沸点最高，错误；I中的几种物质互为同系物，它们都是分子晶体，其熔、沸点随着碳原子数增多(即相对分子质量增大)而逐渐升高，错误；J中的几种物质互为同分异构体，支链越多，分子对称性越高，范德华力越弱，熔、沸点越低，错误。
3．四种物质的一些性质如下表：物质熔点/℃沸点/℃其他性质单质硫120.5271.5—单质硼2 3002 550硬度大氯化铝190180.0177.8 ℃升华苛性钾3001 320晶体不导电，熔融态导电晶体类型：单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是______________晶体；苛性钾是____________晶体答案 分子 共价 分子 离子解析 单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，为共价晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，为离子晶体比较不同晶体熔、沸点的基本思路首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；再看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断同类晶体熔、沸点比较思路：共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径；金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷数、金属阳离子半径。
题组一 过渡晶体与混合型晶体1．下列关于过渡晶体的说法正确的是( )A．石墨属于过渡晶体B．SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理C．绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体D．Na2O晶体中离子键的百分数为100%答案 B解析 石墨属于混合型晶体，A项错误；SiO2属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，B项正确；大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，C项错误；Na2O晶体中离子键的百分数为62%，D项错误2．下列说法不正确的是( )A．MgO中离子键的百分数为50%，则MgO不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近C．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型答案 C解析 Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，C项不正确3．泽维尔研。