高中化學(xué)人教版高中選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子晶體

CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過(guò)比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。思考與交流二、原子晶體（1）構(gòu)成微粒:（2）粒子間的作用力：（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（4）熔化時(shí)破壞的作用力：只由原子形成的晶體一定是原子晶體嗎？1.概念：所有的相鄰原子間都以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。原子共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)共價(jià)晶體。稀有氣體由單原子構(gòu)成，屬于分子晶體共價(jià)鍵某些原子晶體的熔點(diǎn)和硬度原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.02.原子晶體的物理性質(zhì)熔點(diǎn)

，硬度

，

溶于一般溶劑，一般不導(dǎo)電，延展性差。高難大二、原子晶體3.常見(jiàn)的原子晶體類(lèi)型(1)某些單質(zhì)：金剛石、硅(Si)、硼(B)、鍺(Ge)(2)某些非金屬化合物：二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC，金剛砂)、氮化硼(BN)、AlN、Si3N4、α-Al2O3(剛玉)等二、原子晶體原子晶體中不存在單個(gè)分子，化學(xué)式僅表示晶體中原子最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比！學(xué)與問(wèn)結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高:金剛石＞硅＞鍺1.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？2.“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？不對(duì)，分子晶體中通常也含有共價(jià)鍵，如CO2、O2，某些離子晶體中也含共價(jià)鍵，如NaOH、NH4Cl學(xué)與問(wèn)109o28′共價(jià)鍵4.典型的原子晶體（1）金剛石/硅這是金剛石的晶胞嗎？不是！金剛石晶胞在金剛石晶胞中含有的碳原子數(shù)？在金剛石晶胞中含有的碳原子數(shù):8×1/8+6×1/2+4=8①每個(gè)碳與相鄰____個(gè)碳以__________結(jié)合，形成___________結(jié)構(gòu)。②鍵角為_(kāi)_________，碳原子采取了______雜化。③1mol金剛石中含有的C-C共價(jià)鍵為

____mol。C：C-C鍵=_________。④最小碳環(huán)由____個(gè)C組成且不在同一平面內(nèi)，每個(gè)C被_____個(gè)最小環(huán)共用，每個(gè)環(huán)平均擁有______個(gè)C，平均擁有____個(gè)C-C鍵。109o28′154pm鍵能：347.7kJ/mol熔點(diǎn)：大于35500C硬度：很大4共價(jià)鍵正四面體109°28′sp36121/2121：2（2）二氧化硅金剛石二氧化硅SiO①在晶體中，每個(gè)Si與____個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成___________結(jié)構(gòu)；每正四面體占有___個(gè)Si，___個(gè)O。故SiO2晶體中Si與O之為_(kāi)_____。②最小環(huán)上有____個(gè)原子（___個(gè)Si和___個(gè)O）。1molSiO2晶體中含___molSi-O鍵。4正四面體121：2126641、碳、硅原子都采取

雜化，鍵角為

。2、每個(gè)硅（碳）原子與周?chē)o鄰的

個(gè)碳（硅）原子以共價(jià)鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。3、最小碳環(huán)由

個(gè)原子組成且不在同一平面內(nèi)，其中包括

個(gè)C原子和

個(gè)Si原子。4、每個(gè)SiC晶胞中含有4個(gè)C原子和4個(gè)Si原子。sp3109°28′4633（3）碳化硅/氮化硼小結(jié)：分子晶體與原子晶體的比較晶體類(lèi)型原子晶體分子晶體概念組成微粒

粒子間作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性熔化時(shí)破壞的作用力相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很高較低很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電破壞共價(jià)鍵一定破壞分子間作用力（有時(shí)還破壞氫鍵，S8熔化還破壞共價(jià)鍵）石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展－石墨石墨1、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類(lèi)晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體。石墨

分析石墨結(jié)構(gòu)中碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比

故正六邊形中的碳碳鍵數(shù)為6×1/2=3，解析：我們可以先選取一個(gè)正六邊形此結(jié)構(gòu)中的碳原子數(shù)為6一個(gè)碳原子被三個(gè)六元碳環(huán)共用，正六邊形中的碳原子數(shù)為6×1/3=2。六邊形中的任一條邊（即碳碳鍵）均被2個(gè)正六邊形共用，所以碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比為2:3。1．有下列幾種晶體：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金剛石，E.晶體氬，F(xiàn).干冰。(1)屬于分子晶體的是________(填字母，下同)，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是________。(2)屬于原子晶體的化合物是________。(3)直接由原子構(gòu)成的晶體是________。(4)受熱熔化時(shí)，化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是______，需克服共價(jià)鍵的是________。答案：(1)BCEF

E

(2)A

(3)ADE

(4)BCF

AD課堂練習(xí)2．根據(jù)題表給出物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)(AlCl3的沸點(diǎn)為160℃)，判斷下列說(shuō)法中不正確的是（）晶體SiO2SiCl4AlCl3晶體B熔點(diǎn)/℃2852－701802300A.SiO2晶體和晶體B屬于原子晶體B.SiCl4和AlCl3晶體都是分子晶體C.SiCl4和AlCl3分子的中心原子均采取sp3雜化方式D.SiCl4和AlCl3均是極性鍵形成的非極性分子C課堂練習(xí)3．已知在冰中每個(gè)水分子和周?chē)?個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵。圖為冰的晶胞(晶體中的最小重復(fù)單元)結(jié)構(gòu)，下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是（）A．每個(gè)晶胞中含有2個(gè)水分子B．每個(gè)晶胞中含有8個(gè)氫鍵C．該晶胞構(gòu)成的冰晶體中存在的作用力有范德華力、氫鍵和極性鍵D．與每個(gè)水分子等距離且最近的水分子有8個(gè)B課堂練習(xí)4.單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答：

金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K＞355014102573沸點(diǎn)/K510026282823硬度107.09.5注：硬度以金剛石的硬度為10為參照。晶體硼的晶體類(lèi)型屬于_______晶體。原子課堂練習(xí)5．二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體結(jié)構(gòu)模型如圖。請(qǐng)認(rèn)真觀察該模型后回答下列問(wèn)題：(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)上有_____個(gè)原子，晶體結(jié)構(gòu)中存在以_____原子為中心、_________原子為頂點(diǎn)的正四面體結(jié)構(gòu)。(2)晶體中存在的作用力有________。A．共價(jià)鍵B．離子鍵C．配位鍵D．范德華力E．氫鍵12O(或Si)SiA課堂練習(xí)(3)美國(guó)LawrenceLivermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的V.Lota.C.S.Yoo和Cynn成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類(lèi)似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體，下列關(guān)于