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课件网) 晶体结构的复杂性 第3章 不同聚集状态的物质与性质 以石墨为例认识晶体的复杂性，借助过渡晶体及混合型晶体模型，解释其具有的独特性质。 同是碳单质的晶体，金刚石和石墨的性质存在哪些异同？是什么造成了这种差异？ 金刚石部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1) 3550℃ 10 2.11*10-13 石墨部分物理性质 熔点 莫氏硬度 电导率/（s·m-1) 3850℃ 1 2.5*103 一、混合型晶体 实验测定，石墨的熔点高达 3850 ℃，这说明石墨晶体具有共价晶体的特点。但是，石墨很软并且能导电，是非常好的润滑剂，这说明它又不同于共价晶体。那么，石墨究竞属于哪种类型的晶体呢 石墨性质特征 熔点高、 质软、 能导电 共价晶体特征 金属晶体特征 石墨结构特征 混合型晶体 层状结构 分子晶体特征 石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，我们将这类晶体称为混合型晶体 石墨晶体是层状结构，层内的碳原子的核间距为142 pm，层间距离为335 pm。 109°28′ 碳原子杂化方式： 347kJ·mol-1 键角： 键长： 键能： 0.154nm sp2 石墨的层状结构 ⑴石墨的晶体具有层状结构,同一层中的每个碳原子与邻近的3个碳原子以共价键相结合,形成无限的六边形平面网状结构。每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,并含有1个未成对电子,能形成遍及整个平面的大π键 ⑵碳原子采取sp2杂化,C—C键之间的夹角为120°。 ⑶层与层之间以范德华力结合。 ⑷石墨晶体既含有共价键,又有范德华力,同时还存在类似金属键的作用力,这类晶体称为混合型晶体。石墨熔点高、质软、能导电。 事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数离子晶体中的化学键具有一定的共价键成分。 金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等模型都是典型的晶体结构模型，大多数实际晶体结构要复杂得多 O2- Ba2+ Ti4+ 例如：BaTiO3含有一种阴离子O2-和多种阳离子Ti4+、Ba2+ 二、过渡晶体 如，Na2SiO3 与 Na2CO3 组成看似相似，但结构明显不同。 在Na2SiO3固体中并不存在单个的简单SiO32－，Si通过共价键与4个O原子相连，形成硅氧四面体。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{SiO32－}∞单元(如图所示)，带负电的链状硅酸盐{SiO32－}∞单元与金属阳离子以离子键相互作用。 从表格中可知：上述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 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 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的 百分数/% 62 50 41 33 离子键的百分数更小 离子 晶体 共价 晶体 分子 晶体 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 P2O5 SO3 Cl2O7 离子键的 百分数/% 62 50 41 33 离子键的百分数更小 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百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。 三、四种晶体类型比较 类型项目 金属晶体 共价晶体 分子晶体 离子晶体 构成晶体的微粒 金属阳离子和“自由电子” 原子 分子 阴、阳 离子微粒间作用 金属键 共价键 分子间作用力(范德华力或氢键) 离子键 作用力强弱(一般地) 一般较强，有的较弱 很强 弱 较强 确定作用力强弱的一般判断方法 离子半径、价电子数 键长(原子半径) 组成结构相似时比较相对分子质量 离子所带 电荷、半径熔、沸点 差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃) 高 低 较高 硬度 差别较大 大 较小 略硬而脆 导热和导电性 良导体 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 不良导体(熔化后或溶 ... ...
