【同步讲义】高中化学（人教版2019）选修第二册--第14讲：离子晶体、过渡晶体与混合型晶体 讲义

知识点一：一、离子晶体

1．结构特点

(1)构成粒子：        和         。

(2)作用力：         。

(3)配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。

微点拨

2．常见的离子晶体

3．物理性质

(1)硬度     ，难于压缩。

(2)熔点和沸点     。

(3)固体不导电，但在                       时能导电。

【即学即练1】

1．下列叙述正确的是

A．离子键只有饱和性没有方向性

B．离子化合物中只含有离子键

C．离子键的强弱可用离子半径和所带的电荷来衡量

D．离子键就是离子间的吸引作用

2．下列有关离子晶体的说法正确的是

A．离子晶体中一定含有金属元素，含有金属元素的化合物一定是离子晶体

B．离子键只存在于离子晶体中，离子晶体中一定含有离子键

C．离子晶体中不可能含有共价键

D．离子晶体受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化

3．图a～d是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是

A．a和c B．b和c C．b和d D．a和d

4．离子晶体熔点的高低取决于晶体中阳离子与阴离子之间的静电作用，静电作用大则熔点高，静电作用小则熔点低。试根据学过的知识，判断、、、四种晶体熔点的高低顺序是

A． B．

C． D．

知识点二：  二、过渡晶体与混合型晶体

1．过渡晶体

(1)四类典型的晶体是指     晶体、     晶体、     晶体和      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

从上表可知，表中的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 

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     、      等。

微点拨

2．混合型晶体

(1)晶体模型

石墨结构中未参与杂化的p轨道

(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                     。

②层与层之间靠           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，又有金属键和范德华力，属于           。

(4)性质：熔点      、质软、    导电等。

【即学即练2】

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%

2．下列说法错误的是

A．气态和液态物质都是由分子构成的

B．超分子的重要特征是分子识别和自组装

C．大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体

D．石墨晶体中既有共价键和范德华力又有类似金属的导电性属于混合型晶体

3．下列说法不正确的是

A．中离子键的百分数为62%，则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．通常当作离子晶体来处理，因为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．是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；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

1．离子晶体是否全由金属元素与非金属元素组成？

【细剖精析】

2．石墨为什么具有良好的导电性？

【细剖精析】

超氧化钾又称为“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下救急。它能够和人呼出的二氧化碳接触产生氧气，此反应的化学方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。

高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中基本的重复单元)。

3．判断超氧化钾的晶体类型是什么？

【细剖精析】

4．在该晶体的晶胞中含有K＋和O的个数是多少？晶胞中与每个K＋距离最近的O有几个？

【细剖精析】

5．超氧化钾晶体中含有的化学键类型有哪些？

【细剖精析】

6．如何判断一种晶体是否为离子晶体？

【细剖精析】

7．离子键为何没有方向性和饱和性？

【细剖精析】

8．NaCl、CsCl晶体中有无单个分子？“NaCl”、“CsCl”是否代表其分子构成？其晶体中阴、阳离子的配位数各是多少？

【细剖精析】

1．离子键没有方向性和饱和性的原因

(1)由于离子键的实质是静电作用，而且离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。故相对共价键而言，离子键没有方向性(相对的)。

(2)在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的，所以在这个意义上，离子键是没有饱和性的。

2．离子晶体的易错知识小结

(1)离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。

(2)离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除离子键外，还含有共价键和氢键。

(3)离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。

3．离子晶体的性质

4．离子晶体的判断

判断一种物质是不是离子晶体，我们可以根据物质的分类、组成和性质等方面进行判断。

(1)利用物质的分类

金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。

(2)利用元素的性质和种类

如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。

(3)利用物质的性质

离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。

5．判断物质结构图是否表示晶胞的方法

整块晶体是由“完全相同”的晶胞“无隙并置”地堆积而成的。“完全相同”包括“化学上等同”——晶胞里原子的数目和种类完全等同；还包括“几何上等同”——晶胞的形状、取向、大小等同，而且原子的排列完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞完全共顶角、共面、共棱。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。因此可根据结构图在晶体中是否具有平移性来判断是否表示晶胞。

题组A  基础过关练

1．有关离子晶体的下列说法不正确的是

A．离子晶体在熔融状态时都能导电

B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度

C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1

D．氯化钠溶于水时离子键被破坏

2．已知某离子晶体的晶胞示意图如图所示，其摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为dg/cm3，下列说法中正确的是

A．晶体晶胞中阴、阳离子的个数都为1

B．晶体中阴、阳离子的配位数都是4

C．该晶胞可能是CsCl的晶胞

D．该晶体中两个距离最近的阳离子的核间距为

3．下列说法不正确的是

A．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

B．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

C．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

D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型

4．下列判断中不正确的是

A．熔融态能够导电的晶体一定是离子晶体

B．不同族元素氧化物可形成同类晶体

C．同族元素氧化物可形成不同类型晶体

D．氯化铵固体属于离子晶体，加热使其分解时破坏了离子键和共价键

5．下列各组晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是

A．HCHO、 B．石墨、生铁

C．、 D．、

6．下列关于晶体的说法正确的是

①金属晶体能导电，离子晶体在一定条件下也能导电

②金属晶体和离子晶体的熔、沸点都很高

③在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

④CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻

⑤金刚石、SiC、 NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低

⑥分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

⑦SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

⑧晶体状态能导电的一定是金属晶体

A．②③⑤⑧ B．①②⑥⑦ C．②④⑥⑧ D．①③④⑤

7．混合型晶体

(1)混合型晶体的概念

既有_______又有_______，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

石墨结构中未参与杂化的p轨道

①结构特点——层状结构

a.石墨晶体是层状结构的，同层内碳原子采取_______杂化，以_______结合，形成_______结构，层内的碳原子的核间距为142 pm，层间距离为335 pm，层与层之间靠_______维系。

③石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为_______，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。

④由于所有的p轨道相互平行而且_______，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_______，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另-一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。

②晶体类型：石墨晶体中，既有_______，又有_______和_______，属于_______。

③性质：熔点很_______、质软、易_______等

题组B  能力提升练

1．氯化钠是典型的离子晶体，下列关于氯化钠晶体结构的描述正确的是

A．氯化钠晶胞中含有1个钠离子和1个氯离子

B．氯化钠晶胞中，氯离子处于钠离子形成的正四面体的中心空隙中

C．氯化钠晶胞中，每个钠离子周围最近的钠离子有12个

D．氯化钠晶胞的体心处一定是钠离子

2．下列晶体分类中正确的一组是

A．A B．B C．C D．D

3．为了确定、、是否为离子晶体，某化学小组进行下列实验，其中合理、可靠的是

A．观察常温下的状态，是淡黄色液体，为无色液体。结论：和都是离子晶体

B．测定、、的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：、、都不是离子晶体

C．将、、溶于水中，分别滴入酸化的溶液，均产生白色沉淀。结论：、、都是离子晶体

D．测定、、的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：、、都是离子晶体

4．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是

纳米氧化锌晶体的晶胞结构

A．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性

B．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

C．如图氧化锌纳米晶体的晶胞中锌离子与氧离子的个数比为1∶1

D．等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子

5．下列关于晶体的叙述正确的是

A．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

B．石墨为混合型晶体，层内碳原子以共价键相连，熔点高

C．大多数晶体都是纯粹的晶体，如氧化铝就是典型的共价晶体

D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体

6．下列有关物质结构与性质的叙述正确的是

A．等离子体是只由离子组成的具有带电性的气态物质

B．1molCo3+的八面体配合物[CoClx(NH3)y]Clz与足量AgNO3溶液作用生成2molAgCl沉淀，则x、y、z的值分别为2、4、2

C．若MgO的化学键中离子键的百分数为50%，则MgO可看作离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体

D．利用超分子的自组装特征，可以分离C60和C70

7．(1)已知：

的熔沸点明显高于的原因是_______。

(2)六方氮化硼晶体结构(如下图)与石墨相似，都是混合型晶体。但六方氮化硼晶体不导电，原因是_______。