知道介于典型晶體之間的過(guò)渡晶體及混合型晶體。
了解晶體類型的比較與判斷方法。
重點(diǎn)：過(guò)渡晶體與混合型晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。
難點(diǎn)：過(guò)渡晶體與混合型晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。
過(guò)渡晶體與混合型晶體
(1)過(guò)渡晶體
典型晶體包括分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體。事實(shí)上，純粹的典型晶體是 ，大多數(shù)晶體是它們之間的 ，當(dāng)某晶體中的離子鍵成分大于共價(jià)鍵成分時(shí)，通常當(dāng)作 來(lái)處理，當(dāng)離子鍵成分小于共價(jià)鍵成分時(shí)，通常當(dāng)作 來(lái)處理，當(dāng)離子鍵成分接近于共價(jià)鍵成分時(shí)我們稱之為過(guò)渡晶體；四類晶體都有 。
(2)混合型晶體——石墨
石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及晶體類型
石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有類似 的作用力，還有 ，屬于 。
1．判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。
(1)純粹的典型晶體是沒(méi)有的( )
(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計(jì)算出來(lái)的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小( )
(3)在共價(jià)晶體中可以認(rèn)為共價(jià)鍵貫穿整個(gè)晶體，而在分子晶體中共價(jià)鍵僅限于晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中( )
(4)四類晶體都有過(guò)渡型( )
(5)石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3( )
(6)石墨的導(dǎo)電只能沿石墨平面的方向進(jìn)行( )
(7)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點(diǎn)不高( )
2．下列說(shuō)法中正確的是( )
A．形成離子鍵的陰、陽(yáng)離子間只存在靜電吸引力
B．第ⅠA族元素與第ⅦA族元素形成的化合物一定是離子化合物
C．離子晶體的熔點(diǎn)一定比共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高
D．離子晶體中可能只含有非金屬元素
3．下列關(guān)于氯化銫晶體的敘述不正確的是( )
A．1 ml氯化銫中有6.02×1023個(gè)CsCl分子
B．氯化銫晶體中，每個(gè)Cs＋周圍與它最近且等距離的Cs＋有6個(gè)
C．氯化銫晶體中，Cs＋和Cl－的配位數(shù)都是8
D．每個(gè)晶胞中平均含有1個(gè)Cs＋和1個(gè)Cl－
4. 石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)。以下有關(guān)石墨晶體的說(shuō)法正確的一組是( )
①石墨中存在兩種作用力；②石墨是混合型晶體；③石墨中的C為sp2雜化；④石墨的熔、沸點(diǎn)都比金剛石低；⑤石墨中碳原子數(shù)和C—C鍵數(shù)之比為1∶2；⑥石墨和金剛石的硬度相同；⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同；⑧每個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2
A．全對(duì) B．除⑤外
C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦⑧外
5．同類晶體物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的變化是有規(guī)律的，試分析下列兩組物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律性變化的原因：
晶體熔、沸點(diǎn)的高低，取決于組成晶體微粒間的作用力的大小。A組物質(zhì)是________晶體，晶體中微粒之間通過(guò)________相連。B組物質(zhì)是________晶體，價(jià)層電子數(shù)由少到多的順序是________，粒子半徑由大到小的順序是________。
考點(diǎn)1過(guò)渡晶體
1.石墨晶體的結(jié)構(gòu)
石墨晶體具有層狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)，每個(gè)碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，形成無(wú)限的六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；每個(gè)碳原子還有1個(gè)與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2p軌道，并含有1個(gè)未成對(duì)電子，因此能夠形成遍及整個(gè)平面的大π鍵。正是由于電子可以在整個(gè)六邊形網(wǎng)狀平面上運(yùn)動(dòng)，因此石墨的大π鍵具有金屬鍵的性質(zhì)，這就是石墨沿層的平行方向?qū)щ娦詮?qiáng)的原因。這些網(wǎng)絡(luò)狀的平面結(jié)構(gòu)以范德華力結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)，這樣，石墨晶體中既有共價(jià)鍵，又有范德華力，同時(shí)還有類似金屬鍵的作用力。因此石墨晶體是一種混合型晶體。
在石墨晶體中，每個(gè)碳原子參與了3個(gè)C—C鍵的形成，每個(gè)C—C鍵被2個(gè)碳原子共用，每個(gè)碳原子被3個(gè)正六邊形共用，故每個(gè)正六邊形平均占有的碳原子數(shù)為6×eq \f(1,3)＝2，碳原子個(gè)數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為1∶(3×eq \f(1,2))＝2∶3。
2.石墨晶體獨(dú)特的性質(zhì)
(1)導(dǎo)電性：石墨有導(dǎo)電性，而且由于相鄰碳原子平面相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個(gè)平面跳躍到另一個(gè)平面，所以石墨的導(dǎo)電性只能沿著石墨平面的方向。
(2)潤(rùn)滑性：石墨晶體層與層之間存在范德華力，結(jié)合力弱，層與層之間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，使之具有潤(rùn)滑性。可用作潤(rùn)滑劑、鉛筆筆芯等。
(3)石墨的熔、沸點(diǎn)很高，石墨的熔點(diǎn)比金剛石還高。
中科院的科學(xué)家已研制出一種高性能超級(jí)電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯，該材料可用作電動(dòng)車的“超強(qiáng)電池”，充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里。下面有關(guān)石墨晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．石墨晶體中既有共價(jià)鍵又有分子間作用力
B．石墨晶體熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大
C．石墨晶體中每個(gè)六邊形平均含2個(gè)完整碳原子
D．石墨晶體中，每個(gè)C原子被3個(gè)六元環(huán)共用
石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)一個(gè)六元環(huán)實(shí)際含有________個(gè)碳原子。
(2)石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比是________。
(3)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。n g碳原子形成如圖所示的六元環(huán)的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。
一、選擇題(每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1．下列氧化物中所含離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最小的是( )
A．N2O3 B．P2O3
2．某化學(xué)興趣小組，在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點(diǎn)，記錄如下：
根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，下列說(shuō)法正確的是( )
A．NaCl、MgCl2、AlCl3均為離子晶體
B．AlCl3、SiCl4、PCl5均為分子晶體
C．MgCl2的化學(xué)鍵離子成分低于SiCl4
D．加熱AlCl3晶體發(fā)生熔化時(shí)破壞的作用力為共價(jià)鍵
3．石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)的由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。其結(jié)構(gòu)如圖：
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A．石墨烯中碳原子的雜化方式為sp3雜化
B．石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有3個(gè)碳原子
C．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵
D．石墨烯具有導(dǎo)電性
4. 氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法正確的是( )
A．六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電
B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大
C．兩種晶體均為分子晶體
D．六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形
5．下表給出幾種氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)：
有關(guān)表中所列三種氯化物的性質(zhì)，以下敘述正確的是( )
①氯化鋁在加熱時(shí)能升華
②四氯化硅在晶態(tài)時(shí)屬于分子晶體
③氯化鈉晶體中粒子之間以范德華力結(jié)合
④氯化鋁晶體屬于離子晶體
A．②③ B．③④
C．①② D．①②③④
石墨烯是只由一層碳原子所構(gòu)成的平面薄膜，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵
B．石墨烯與石墨都是碳的同素異形體
C．石墨烯中所有碳原子可以處于同一個(gè)平面
7．(2023·湖北三校高三聯(lián)考)黑磷晶體是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型導(dǎo)電材料，其晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。下列有關(guān)黑磷晶體的說(shuō)法正確的是( )
A．黑磷晶體中層與層之間的作用力是氫鍵
B．黑磷晶體中磷原子均采用sp2雜化
C．黑磷與紅磷、白磷互為同素異形體
D．黑磷晶體是分子晶體
8．如圖所示分別為四種物質(zhì)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．18 g冰中含O—H鍵數(shù)目為2NA
B．28 g晶體硅中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NA
C．44 g干冰中含有NA個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)單元
D．石墨烯是碳原子單層片狀新材料，12 g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA
9．經(jīng)X射線研究證明，PCl5在固體時(shí)，由空間結(jié)構(gòu)分別是正四面體和正八面體的兩種離子構(gòu)成，下列關(guān)于PCl5的推斷正確的是( )
A．PCl5固體是分子晶體
B．PCl5晶體由PCleq \\al(2＋,3)和PCleq \\al(2－,7)構(gòu)成，且離子數(shù)目之比為1∶1
C．PCl5晶體具有良好的導(dǎo)電性
D．PCl5晶體由PCleq \\al(＋,4)和PCleq \\al(－,6)構(gòu)成，且離子數(shù)目之比為1∶1
二、非選擇題
10．碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖所示，依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：
回答下列問(wèn)題：
(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_(kāi)_________。
(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為_(kāi)_______、________。
(3)C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。
(4)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長(zhǎng)為142 pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154 pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價(jià)鍵，而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在________共價(jià)鍵，還有________鍵。
11．填寫(xiě)下列空白：
(1)GaF3的熔點(diǎn)高于1000 ℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃，其原因是________________________________。
(2)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，A2－和B＋具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子。回答下列問(wèn)題：
①單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)較高的是________(填分子式)，原因是______________________________________；
②A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_(kāi)_______和________；二者熔點(diǎn)高低順序?yàn)開(kāi)_______(化學(xué)式)；
③B與D形成化合物的晶體類型是______________。
12．近年來(lái)，新能源汽車不斷得到推廣，其所用能源為鋰電池。其中鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究不斷在發(fā)展?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)基態(tài)鈷原子價(jià)層電子排布式為_(kāi)_______。
(2)POeq \\al(3－,4)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)_________、雜化軌道類型為_(kāi)_______，POeq \\al(3－,4)的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______。
(3)H2O與NH3的鍵角比較：H2O________NH3(填“>”“

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第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體

版本： 人教版 (2019)

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