原子晶體課件

關(guān)于原子晶體第一頁，本課件共有31頁各種晶體:幾種碳的晶體第二頁,本課件共有31頁金剛石是世上已知最硬的物質(zhì),且熔點很高,是很名貴的寶石。人們把天然金剛石當作寶石珍藏已有三千余年歷史。經(jīng)過琢磨的金剛石稱鉆石,透光度高,純凈的鋼廠無色透明,含雜質(zhì)則呈藍、黃、棕、綠、黑等色。至今世界上最大的金剛石是“非洲之星”,發(fā)現(xiàn)于1906年,質(zhì)量為3025克拉。第三頁,本課件共有31頁１.概念:相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體．

一.原子晶體金剛石第四頁,本課件共有31頁2.結(jié)構(gòu)特點:（1）由于共價鍵的方向性和飽和性，每個中心原子周圍排列的原子數(shù)目是有限的。（2）由于所有原子間均以共價鍵相結(jié)合,所以晶體中不存在單個分子。

第五頁,本課件共有31頁一、原子晶體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。2.構(gòu)成微粒:3.微粒間的作用力:4.熔化時需克服的作用:原子共價鍵共價鍵注意原子晶體中不存在單個分子,沒有分子式。SiO2是化學式,表示晶體中Si、O原子數(shù)之比是1:2第六頁,本課件共有31頁4.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）等某些非金屬化合物:碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體氮化硅（Si3N4）晶體某些氧化物:二氧化硅（SiO２）晶體第七頁,本課件共有31頁（1）金剛石①每個碳以鍵與相鄰個碳結(jié)合,成為構(gòu)型。②晶體中碳碳鍵夾角為,碳原子采取了雜化。③最小環(huán)有個碳原子。5.幾種典型的原子晶體

109.5o共價鍵共價6sp3109.5°正四面體4晶體硅、碳化硅結(jié)構(gòu)與金剛石類似第八頁,本課件共有31頁(2)硅晶體(2)硅晶體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Si-Si鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵長作為晶體管材料第九頁,本課件共有31頁（3）二氧化硅①每個硅原子與個氧原子相連；每個氧原子與個硅原子相連。②最小環(huán)上有個硅原子，個氧原子。③晶體中是否存在分子？④1mol二氧化硅中有mol共價鍵。2446否6第十頁,本課件共有31頁結(jié)構(gòu)相似的原子晶體,原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,晶體熔點越高,硬度越大。1.為何金剛石、碳化硅和晶體硅的熔點和硬度依次下降？2.“存在共價鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對嗎？為什么？物質(zhì)金剛石碳化硅晶體硅熔點℃335026001415硬度1097思考:不對,因為在大多數(shù)分子晶體和某些離子晶體中也存在共價鍵。第十一頁,本課件共有31頁在原子晶體中，由于原子間以強的共價鍵相結(jié)合，形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的:（1）熔、沸點高（2）硬度大(用途？)（3）一般不導電（4）難溶于常見的溶劑6.原子晶體的物理性質(zhì)物質(zhì)金剛石碳化硅晶體硅氯化鈉銀熔點℃335026001415801950硬度10972.52.5-4第十二頁,本課件共有31頁課堂檢測2、氮化硼（BN）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)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（）A、硝酸鈉和金剛石B、晶體硅和水晶C、冰和干冰D.苯和萘B1.下列化學式能真實表示物質(zhì)分子組成的是＿＿A．NaOHB．SiO2C．CsClD．SO3D第十三頁,本課件共有31頁3、根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的是（）A、熔點2700℃,導電性好,延展性強B、無色晶體,熔點3550℃,不導電,質(zhì)硬,難溶于水和有機溶劑C、無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點為800℃，熔化時能導電D.熔點-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時不導電B第十四頁,本課件共有31頁4.填空：氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應該是________晶體。試根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識推測氮化碳晶體與金剛石比較，硬度更大的是_________晶體，熔點較低的是_________晶體。金剛石原子氮化碳第十五頁,本課件共有31頁石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨中C－C夾角為120☉,C－C鍵長為(0.142nm)1.42×10－10m分子間作用力,層間距3.35×10－10mC－C共價鍵第十六頁,本課件共有31頁石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示,每一層由無數(shù)個正六邊形構(gòu)成,則平均每一個正六邊形所占的碳原子數(shù)為_____C-C鍵的個數(shù)_____23第十七頁,本課件共有31頁石墨石墨為什么很軟？石墨的熔沸點為什很高？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,所以石墨很軟,硬度小。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),碳原子之間存在很強的共價鍵,故熔沸點很高。所以,石墨稱為混合型晶體?！旌闲途w第十八頁,本課件共有31頁四種晶體的比較:晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體微粒作用力熔沸點硬度溶解性導電性陰、陽離子原子分子金屬陽原子和自由電子離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵一般較高,少部分低較高很高較低較大很大一般較小一般較大,少部分小一般易溶水難溶相似相溶難溶,鈉等除外晶體和熔化時都不導電,溶于水有些可以導電晶體不導電,溶于水或熔化導電一般不

導電晶體導電,熔化導電第十九頁,本課件共有31頁選擇下列物質(zhì),填寫下列空白。A.干冰B.金剛石C.氯化銨D.氟化鈣E.固體碘F.燒堿（1）熔化時不需要破壞化學鍵的是（）（2）熔化時需要斷裂共價鍵的是（）（3）熔點最高的是（）,熔點最低的是（）（4）晶體中存在分子的是（）（5）晶體中既有離子鍵又有共價鍵的是（）AEBBAAECF第二十頁,本課件共有31頁分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點2200℃，熔融態(tài)不導電；________________B、溴化鋁，無色晶體，熔點98℃，熔融態(tài)不導電；________________C、五氟化釩，無色晶體，熔點19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________D.物質(zhì)A，無色晶體，熔融時或溶于水中都能導電_____________第二十一頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔點℃沸點℃MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980

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190(2.5×105Pa)

182.7(升華)工業(yè)上常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解Al2O3與冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂？也不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？MgO熔點高,消耗能量大,操作不便,成本太高。AlCl3屬分子晶體,熔融時不電離,不能用電解法。第二十二頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔點℃沸點℃MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980

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182.7(升華)設計可靠的實驗證明MgCl2和AlCl3所屬的晶體類型將MgCl2和AlCl3兩種晶體分別加熱熔化,

MgCl2能導電,是離子晶體；AlCl3不能導電,是分子晶體。.第二十三頁,本課件共有31頁晶體中存在的作用力:分子晶體中一般存在范德華力(受相對分子質(zhì)量和分子極性影響)、存在分子內(nèi)共價鍵(稀有氣體不存在共價鍵)、HF/H2O/NH3/-OH/-NH2還存在氫鍵(不是化學鍵)原子晶體中只存在共價鍵(單質(zhì)是非極性鍵)金屬晶體中只存在金屬鍵離子晶體中存在離子鍵、可能存在共價鍵(如NH4Cl、NaOH、Na2O2……中)石墨晶體存在共價鍵、金屬鍵、范德華力第二十四頁,本課件共有31頁常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì):金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體鍺等某些非金屬化合物:碳化硅、氮化硼某些氧化物:二氧化硅、Al2O3晶體的判斷方法方法一:從晶體的硬度、熔沸點等物理性質(zhì)進行判斷方法二:從晶體的構(gòu)成微粒及微粒間作用力進行判斷方法三:從物質(zhì)的類別，如:金屬對應的晶體是金屬晶體，離子化合物對應的晶體是離子晶體，記住常見的原子晶體，其余的就是分子晶體。晶體類別的判斷:第二十五頁,本課件共有31頁晶體與單質(zhì)、化合物的交叉關(guān)系：金屬單質(zhì)一般金屬晶體(除Ge)、非金屬單質(zhì)一般分子晶體(除C.Si、Ge、B)金屬氧化物一般離子晶體(除Al2O3等)、非金屬氧化物一般分子晶體(除SiO2等)所有酸類都屬于分子晶體堿類(除氨水)一般都是離子晶體鹽類(除AlCl3)一般都是離子晶體第二十六頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔沸點高低的比較1.固態(tài)＞液態(tài)＞氣態(tài)例:S＞Hg＞O22.不同晶型的物質(zhì)的熔沸點高低順序一般是:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。3.同一晶型的物質(zhì)，則晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)微粒間的作用越強，熔沸點越高。

第二十七頁,本課件共有31頁不同晶體類型熔沸點高低的判斷:離子晶體:離子半徑越小,所帶電荷越多,離子鍵越強,熔沸點越高。原子晶體:Si,SiO2,SiCSiO2>SiC>Si分子晶體:（不含氫鍵）分子組成和結(jié)構(gòu)相似時,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點越高。F2,Cl2,Br2,I2F2<Cl2<Br2<I2重要離子半徑越小,離子電荷越高,金屬鍵就越強,熔點就越高。合金<各成分金屬晶體:原子半徑越小,共價鍵鍵長越短,共價鍵鍵能越大,熔沸點越高。第二十八頁,本課件共有31頁熔沸點大小比較:一般，原子晶體＞離子晶體＞分子晶體固態(tài)＞液態(tài)＞氣態(tài)，合金＜單質(zhì)原子晶體:組成相似，原子半徑越小、鍵能越大，熔沸點越高，如金剛石＞SiC＞單晶硅離子晶體:組成相似，陰陽離子半徑和越小，離子電荷越多，離子鍵越強，熔沸點越高金屬晶體:金屬陽離子半徑越小、離子電荷越多，金屬鍵越強，熔沸點越高分子晶體:首先考慮氫鍵，再結(jié)構(gòu)相似時考慮范德華力，有機物要考慮支鏈數(shù)目第二十九頁,本課件共有31頁四、物質(zhì)熔沸點高低比較規(guī)律:（金榜P47）（1）不同晶體類型的物質(zhì)的熔沸點高低順序一般是:（2