高中 化学 选择性必修2 第三章 晶体结构与性质《第三节 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较》教学设计.docx

第2课时过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较

[课程标准]1.能借助四类典型晶体的模型认识晶体的结构特点。2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。

任务一过渡晶体与混合型晶体

硅酸钠，俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。固态Na2O·nSiO2是一种中间产品，外观大多呈现淡蓝色。硅酸钠与碳酸钠不同，在硅酸钠中不存在简单的SiOeq\o\al(2－,3)，硅酸钠其实是一种过渡晶体。

在硅酸盐中，SiOeq\o\al(4－,4)四面体(如图a)通过共用顶角氧原子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根。

问题1：在硅酸钠中存在的化学键是什么？

问题2：硅酸钠内部的结构是怎样的？

问题3：由图b判断其中Si与O的原子数之比，并确定其化学式。

提示：问题1：存在离子键和共价键。

问题2：硅酸钠中的硅氧四面体通过共用顶角O原子而连成较大的链状硅酸盐单元，然后带负电的链状硅酸盐单元与金属阳离子以离子键相互作用。

问题3：1∶3；SinOeq\o\al(2n－,3n)。图b是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中有两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，故每个结构单元含有1个硅原子、3个氧原子，硅原子与氧原子数之比为1∶3；其中Si和O的化合价分别为＋4、－2，所以多硅酸根离子的化学式为SinOeq\o\al(2n－,3n)。

一、过渡晶体

1．四类典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。

2．过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。

(1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数：

氧化物

Na2O

MgO

Al2O3

SiO2

离子键的百分数/%

62

50

41

33

从上表可知，表中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。

(2)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。

二、混合型晶体

1．晶体模型

2．结构特点——层状结构

(1)同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。

(2)层与层之间靠范德华力维系。

(3)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。

3．晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有类似金属晶体的导电性和范德华力，属于混合型晶体。

4．性质：熔点很高、质软、易导电等。

三、纳米材料

1．定义

三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。

2．结构

纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构，因此纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。

3．构成粒子

(1)纳米材料的结构粒子是排列成了纳米量级的原子团。

(2)通常，组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50%，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米材料的粒子细化和界面原子比例较高。

1．正误判断，错误的说明原因。

(1)石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏。

答案：正确。

(2)氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体。

答案：正确。

(3)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。

答案：错误，Al2O3和SiO2都是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理。

(4)Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O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。

答案：正确。

2．过渡晶体。

(1)四类典型晶体是________、________、________、________。

(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中________________。离子键成分的________，作为离子晶体处理，离子键成分的________，作为共价晶体处理。

(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是________________；作为共价晶体处理的是____________________；作为分子晶体处理的是________________________。

答案：(1)分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体

(2)离子键成分的百分数百分数大百分数小

(3)Na2O、M