分子晶體和原子晶體公開課PPT課件

1、 CO2和和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。晶體是否屬于分子晶體。 碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，為什么為什么CO2晶體的熔、沸點(diǎn)很低，而晶體的熔、沸點(diǎn)很低，而SiO2晶晶體的熔沸點(diǎn)很高？體的熔沸點(diǎn)很高？第1頁/共18頁二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)SiO共價鍵第2頁/共18頁一、原子晶體（共價晶體）1、定義：相鄰原子間均以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成微粒：微粒間的相互作用：熔化時需克服的作用：原子共價鍵共價鍵第3頁/共18頁對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)

2、，對比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？原子晶體有何物理特性？第4頁/共18頁在原子晶體中，由于原子間以在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)較強(qiáng)的的共價鍵共價鍵相結(jié)合，相結(jié)合，而且形成而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的，所以原子晶體的（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（2）硬度大）硬度大（3）一般不導(dǎo)電（）一般不導(dǎo)電（4）且難溶于一些常見的溶）且難溶于一些常見的溶劑劑第5頁/共18頁思考：思考：金剛石的結(jié)構(gòu)特征：1、金剛石晶體中每個碳原子與它直接相鄰的個碳原子形成 結(jié)構(gòu)，其碳原子的雜化類型為，C-C-C的夾角為2、金剛石晶體中平均每個碳原子形成個C-CC-C鍵，所

3、以金剛石中碳原子數(shù)與C-CC-C鍵數(shù)之比為，12g12g金剛石中C CC C鍵數(shù)為 N NA A個4正四面體sp310928 21:22第6頁/共18頁 3.常見的原子晶體 某些非金屬單質(zhì)： 金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等 某些非金屬化合物： 碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO）晶體、Al2O3第7頁/共18頁 若以硅原子代替金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子，便若以硅原子代替金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子，便可得到晶體硅的結(jié)構(gòu)，不同的是硅晶體中的可得到晶體硅的結(jié)構(gòu)，不同的是硅晶體中的Si-SiSi-Si鍵的鍵長比金剛石中的鍵的鍵長比金剛石

4、中的C-CC-C鍵長鍵長作為晶體管材料第8頁/共18頁10928SiO共價鍵若在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個若在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個Si-SiSi-Si鍵中鍵中“插入插入”一一個氧原子，便可得到以硅氧四面體為骨架的個氧原子，便可得到以硅氧四面體為骨架的SiOSiO2 2晶晶體的結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)第9頁/共18頁思考3:3: 在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中, ,最小的環(huán)是， 1mol SiO1mol SiO2 2中含 mol Simol SiO O鍵SiO2的結(jié)構(gòu)特征思考1： 每個硅原子周圍緊鄰的氧原子有個，每個氧原子周圍緊鄰的硅原子有個，在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是 思考2： 在SiO2晶體中每個硅原子連接

5、有個共價鍵，每個氧原子連接有個共價鍵， 硅原子個數(shù)與SiO共價鍵個數(shù)之比是氧原子個數(shù)與SiO共價鍵個數(shù)之比是SiO第10頁/共18頁交流與研討交流與研討1 1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？ 由于金剛石、硅和鍺的晶體都是原子晶體，形成晶體的粒子均為原子，粒子間的相互作用是共價鍵，所以熔點(diǎn)和硬度的大小由共價鍵的強(qiáng)弱決定。由于碳、硅、鍺三種原子的原子半徑依次增大，各個原子之間的共價鍵的鍵長依次增大，鍵的強(qiáng)度依次減弱，所以金剛石、晶體硅和晶體鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。2 2、“含有共價鍵的晶體叫做原子晶體。含有共價

6、鍵的晶體叫做原子晶體?！边@這種說法對嗎？為什么？種說法對嗎？為什么？ 不對，“具有共價鍵”并不是判定原子晶體的唯一條件分子晶體的分子內(nèi)部也有共價鍵，如冰和干冰晶體都是分子晶體，但H2O和CO2中存在共價鍵。對原子晶體的認(rèn)識處理要求“具有共價鍵”外，還要求形成晶體的粒子是原子第11頁/共18頁原子晶體和分子晶體的差異原子晶體和分子晶體的差異晶體類型晶體類型分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體定義定義組成粒子組成粒子粒子間的相粒子間的相互作用互作用熔、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)硬度硬度溶解性溶解性實(shí)例實(shí)例分子分子原子原子分子間作用力分子間作用力共價鍵共價鍵較低較低很高很高很小很小很大很大一般可溶于水和某些溶劑一般可

7、溶于水和某些溶劑一般不溶一般不溶冰、干冰等冰、干冰等金剛石、硅等金剛石、硅等第12頁/共18頁課堂檢測課堂檢測 2、氮化硼（、氮化硼（BN）是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有）是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)異特性，下列各組物質(zhì)超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)異特性，下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化時熔化時，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化時克服的微粒間作用都相同的是（克服的微粒間作用都相同的是（ ） A、硝酸鈉和金剛石、硝酸鈉和金剛石 B、晶體硅和水晶、晶體硅和水晶 C、冰和干冰、冰和干冰 D、苯和萘、苯和萘B 1、下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分

8、子組成的是 A ANaOH BNaOH BSiOSiO2 2 C CCsCl DCsCl DSOSO3 3 D第13頁/共18頁3、根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的是（根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的是（ ） A A、熔點(diǎn)、熔點(diǎn)2700,2700,導(dǎo)電性好導(dǎo)電性好, ,延展性強(qiáng)延展性強(qiáng) B B、無色晶體、無色晶體, ,熔點(diǎn)熔點(diǎn)3550,3550,不導(dǎo)電不導(dǎo)電, ,質(zhì)硬質(zhì)硬, ,難溶于水難溶于水 和有機(jī)溶劑和有機(jī)溶劑 C C、無色晶體、無色晶體, ,能溶于水能溶于水, ,質(zhì)硬而脆質(zhì)硬而脆, ,熔點(diǎn)為熔點(diǎn)為800800， 熔化時能導(dǎo)電熔化時能導(dǎo)電 D D、熔點(diǎn)、熔點(diǎn)-56.6,-56.6,微溶于水

9、微溶于水, ,硬度小硬度小, ,固態(tài)或液態(tài)時不固態(tài)或液態(tài)時不導(dǎo)電導(dǎo)電B第14頁/共18頁4 4、20032003年美國年美國科學(xué)科學(xué)雜志報(bào)道：在超高壓下，雜志報(bào)道：在超高壓下，科學(xué)家用激光器將科學(xué)家用激光器將COCO2 2加熱到加熱到1800K1800K，成功制得，成功制得了類似石英的了類似石英的COCO2 2原子晶體。下列關(guān)于原子晶體。下列關(guān)于COCO2 2晶晶體的敘述中不正確的是體的敘述中不正確的是( ) ( ) （A）該原子晶體有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬該原子晶體有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度度 （B）該原子晶體易氣化，可用作制冷材料 （C）該原子晶體的硬度大，可用作耐磨材料 （D）該每摩爾原子晶體干冰中含4molCO鍵第15頁/共18頁5、填空：氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高、填空：氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應(yīng)該是硬度材料，該晶體類