2021新人教版高中化學(xué)選修三3.2《分子晶體與原子晶體》word教案

1、第二節(jié)分子晶體與原子晶體 學(xué)習(xí)目標(biāo)l 了解分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。l 理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系l 了解分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響l 了解氫鍵及其物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。知識(shí)梳理 1.分子間作用力 (1)分子間作用力_；又稱范德華力。分子間作用力存在于_之間。 (2)影響因素:分子的極性 組成和結(jié)構(gòu)相似的 2.分子晶體 (1)定義:_ (2)構(gòu)成微粒_ (3)粒子間的作用力:_ (4)分子晶體一般物質(zhì)類別_ (5)分子晶體的物理性質(zhì)_ 3.原子晶體:相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 4.構(gòu)成粒子:_；。 5.粒子間的作用_，

2、6.原子晶體的物理性質(zhì) (1)熔、沸點(diǎn)_，硬度_ (2) _一般的溶劑。 (3)_導(dǎo)電。 原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因_ 原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式_ 原因_。7.常見的原子晶體有_等。 方法導(dǎo)引 1.判斷晶體類型的依據(jù) (1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。對(duì)分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是_，微粒間的相互作用是_；對(duì)于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_，微粒間的相互作用是_鍵。 (2)看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如:熔、沸點(diǎn)或硬度)。 一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是 _晶體_晶體。原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多(3)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)，強(qiáng)堿(如N

3、aCl、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼等；常見的原子晶體化合物有碳化硅、二氧化硅等。金屬單質(zhì)(除汞外)與合金都是金屬晶體。2晶體熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律:(1)不同晶體類型的物質(zhì):原子晶體分子晶體 。(2)同一晶體類型的物質(zhì)，需比較晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)粒子間作用力，作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。原子晶體:要比較共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，一般地說，原子半徑越小，形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，其晶體熔沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):金剛石碳化硅晶體硅

4、。分子晶體:組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高，如熔沸點(diǎn):O2N2, HIHBrHCl。組成結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)，分子的極性越大，其熔沸點(diǎn)就越高，如熔沸點(diǎn):CON2。由上述可知，同類晶體熔沸點(diǎn)比較思路為:原子晶體共價(jià)鍵鍵能鍵長(zhǎng)原子半徑分子晶體分子間作用力相對(duì)分子質(zhì)量例1共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式，下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化鈉 C.氫氧化鈉 D.碘 解析:干冰是分子晶體，分于內(nèi)存在共價(jià)鍵，分子間存在范德華力。NaCl是離子晶體只存在離子鍵。 NaOH是離子晶體，不僅存在離子鍵，還存在HO間共價(jià)鍵。碘也是分子晶體，分子內(nèi)存在

5、共價(jià)鍵，分子間存在分子間作用力。答案: B 例2單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)382316832573沸點(diǎn)510026282823硬度107.09.5 晶體硼的晶體類型屬于_晶體，理由是_。 已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由_個(gè)硼原子構(gòu)成。其中BB鍵的鍵角為_。 解析原子，理由:晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為原予晶體，B與C相鄰與Si處于對(duì)角線處，亦為原于晶體。 每個(gè)三角形的頂點(diǎn)被5個(gè)三角形所共有，所以，

6、此頂點(diǎn)完全屬于一個(gè)三角形的只占到1/5，每個(gè)三角形中有3個(gè)這樣的點(diǎn)，且晶體B中有20個(gè)這樣的角形，因此，晶體B中這樣的頂點(diǎn)(B原子)有3/520=12個(gè)。又因晶體B中的三角形面為正三角形，所以鍵角為60例3石墨的片層結(jié)構(gòu)如右圖1所示:試回答:(1)片層中平均每個(gè)六元環(huán)含碳原子數(shù)為 個(gè)。(2)在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、CC鍵數(shù)、六元環(huán)數(shù)之比為 【解析】在石墨的片層結(jié)構(gòu)中，我們以一個(gè)六元環(huán)為研究對(duì)象，由于碳原子為三個(gè)六元環(huán)共用，即屬于每個(gè)六元環(huán)的碳原子數(shù)為61/32；另外碳碳鍵數(shù)為二個(gè)六元環(huán)共用，即屬于每個(gè)六元環(huán)的碳碳鍵數(shù)為61/23。【答案】(1)2 (2)2:3:1 基礎(chǔ)訓(xùn)練1下列晶體中屬于原子

7、晶體的是( ) A. 氖 B食鹽 C干冰 D金剛石2下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是( ) A固態(tài)氫 B固態(tài)氖 C磷 D三氧化硫 3.下列晶體中不屬于原子晶體的是 ( ) A.干冰 B.金剛砂 C.金剛石 D.水晶 4.在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上，碳原子數(shù)是( ) A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.6個(gè)5.共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式，下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化鈉 C.氫氧化鈉 D.碘 6.在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時(shí)，與鍵能無(wú)關(guān)的變化規(guī)律是( ) A.HF、HC

8、I、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱 B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低 C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高 D.H2S的熔沸點(diǎn)小于H2O的熔、沸點(diǎn) 7在金剛石的晶體中，含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個(gè)碳原子上任意兩個(gè)C-C鍵間的夾角是( ) A6個(gè)120 B5個(gè)108 C4個(gè)10928 D6個(gè)109288結(jié)合課本上干冰晶體圖分析每個(gè)CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為( )A6 B8 C10 D129干冰和二氧化硅晶體同屬A元素的最高價(jià)氧化物，它們的熔沸點(diǎn)差別很大的原因是( ) A二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量 BC、O鍵

9、鍵能比Si、O鍵鍵能小C干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體 D干冰易升華，二氧化硅不能10.最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新分子，它具有空心的類似足球的結(jié)構(gòu)，分子式為C60，下列說法正確的是 ( ) A.C60是一種新型的化合物 B.C60和石墨都是碳的同素異形體 C.C60中雖然沒有離子鍵，但固體為離子晶體 D.C60相對(duì)分子質(zhì)量為720 11.支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是( ) A.氮原子不能形成陽(yáng)離子 B.銨離子不能單獨(dú)存在 C.常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì) D.氨極易溶于水 12.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個(gè)碳原于都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳

10、原子數(shù)是( ) A.10個(gè) B.18個(gè) C.24個(gè) D.14個(gè)13.將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無(wú)氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氧化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。則氮化硅所屬的晶體類型是( )A.原子晶體B.分子晶體 C.離子晶體D.金屬晶體 14.2003年美國(guó)科學(xué)雜志報(bào)道:在超高壓下，科學(xué)家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類似石英的CO2原子晶體。下列關(guān)于CO2晶體的敘述中不正確的是( ) A.晶體中C、O原子個(gè)數(shù)比為12B.該晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高、硬度大C.晶體中COC鍵角為180D.晶體中C

11、、O原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)15、氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的微粒間的作用力與氮化硅熔化所克服的微粒間的作用力都相同的是( )A、硝石和金剛石 B、晶體硅和水晶 C、冰和干冰 D、萘和蒽16.碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石晶體硅碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是( )A. B. C. D. 拓展提高17右圖為金剛石的晶體結(jié)構(gòu)。每個(gè)C原子、每條CC鍵被多少個(gè)六元環(huán)共用？18右圖為晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元，已知它為正二十面體(有二十個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角)，

12、每一個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)硼原子，通過觀察，此基本結(jié)構(gòu)單元由多少硼原子構(gòu)成？19.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在13000C反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于_晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子與Si原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫出氮化硅的化學(xué)式_.(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_.第二節(jié)分子晶體與原子晶體 答案1.D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.CD 7.D 8.D 9.C 10.BD 11.C

13、12.D 13.A 14.C 15.B 16.A5.解析干冰是分子晶體，分于內(nèi)存在共價(jià)鍵，分子間存在范德華力。NaCl是離子晶體只存在離子鍵。 NaOH是離子晶體，不僅存在離子鍵，還存在HO間共價(jià)鍵。碘也是分子晶體，分子內(nèi)存在共價(jià)鍵，分子間存在分子間作用力。故只有B符合題意。6.解析HF、HCl、HBr、HI熱穩(wěn)定性依次減弱是它們的共價(jià)鍵鍵能逐漸減小的原因，與鍵能有關(guān)。NaF、 NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低是它們的離子鍵能隨離子半徑增大逐漸減小的原因。F2、C12、Br2、I2為分子晶體。熔、沸點(diǎn)逐漸降低由分子間作用力決定。H2S與H2O的熔沸點(diǎn)高低由分子間作用力及分子的極性決定。

14、故選C、D。7D 根據(jù)金剛石的棱型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知最小環(huán)上碳原子數(shù)為6個(gè)，任意兩個(gè)CC鍵間夾角為109288D 根據(jù)干冰結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，干冰晶體是一種立方面心結(jié)構(gòu)，每個(gè)CO2周圍等距離最近的CO2有12個(gè)(同層4個(gè)，上層4個(gè)，下層4個(gè)) 15解析:本題考查由物理性質(zhì)特征推知晶體類型以及如何區(qū)別不同晶體的微粒間作用力。此題為信息遷移題，解答時(shí)先由氮化硅的性質(zhì)(超硬、耐磨、耐高溫)，可推知是原子晶體。原子晶體熔化時(shí)，要克服共價(jià)鍵。然后分析比較各選項(xiàng)。答案B。16解析 此題是給出新情境的信息遷移題。給出的新情景。是碳化硅的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)；此題的考查內(nèi)容，是化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)。所列三種晶體均是原子晶體，結(jié)構(gòu)相似，晶體內(nèi)的結(jié)合力是呈空間網(wǎng)狀的共價(jià)鍵:共價(jià)鍵鍵長(zhǎng):C-C鍵 C-S鍵 C-S鍵 S-S鍵共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，則原子晶體的熔點(diǎn)越高。所以三者的熔點(diǎn)由高到低的順序是:金剛石、碳化硅、晶體硅。答案 A。17解析:任意兩條相鄰的CC鍵參加了2個(gè)六元環(huán)的形成，每個(gè)C原子可形成4條CC鍵，兩面相鄰的組合有C6種，故每個(gè)C原子被6212個(gè)六元環(huán)共用。而每條CC鍵可以與相鄰的3條CC鍵兩兩相鄰，故每條CC鍵被326個(gè)六元環(huán)共用。18解析:該晶體的晶胞由二十個(gè)等邊三角形構(gòu)成，而每個(gè)等邊三角形有3個(gè)頂點(diǎn)，這樣