原子晶体-课件.pptx

1、精品课件第三章 晶体结构与性质新人教版 原子晶体原子晶体特级教师优秀课件精选教学目标教学目标知道原子晶体的概念，能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。学会晶体熔、沸点比较的方法。了解原子晶体的特征，能以典型物质为例描述原子晶体结构与性质的关系。教学重点教学重点教学难点教学难点原子晶体的概念；原子晶体的结构和性质。原子晶体的结构特点。分子晶体分子晶体什么是分子晶体？举例说明。分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。例如干冰（CO2晶体）和晶体碘等。干冰晶胞分子晶体分子晶体典型的分子晶体有哪些？熔沸点低，易升华；硬度小；固态或熔融态均不导电等。分子晶体通常具有什么样的物理性质？非金属氢化物（如H2

2、O）；非金属单质（如C60）；非金属氧化物（如SO2）；酸（如HNO3）；有机物（如乙醇）。分子晶体分子晶体CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示：碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的却很高？原子晶体的定义原子晶体的定义SiO2不是分子晶体，是原子晶体：微粒间的作用：_。构成微粒：_。定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。原子 共价键原子晶体的定义原子晶体的定义注意：(3)原子晶体无分子式，只有化学式，化学式为原子个数比。(2)原子晶体无单个分子，原子间以共价键相连，共价键有方向性和饱和性，所以中心原子周围的原子数目是有限的

3、，原子不采取密堆积方式。(1)在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。原子晶体的定义原子晶体的定义“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？此说法不对。“具有共价键”并不是原子晶体判定的唯一条件，分子晶体的分子内部也有共价键，如冰和干冰都是分子晶体，但H2O和CO2中存在共价键。对原子晶体的认识除了要求“具有共价键”外，还要求形成晶体的粒子是原子。金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅金刚石是原子晶体，我们来看它的晶体结构：共价键金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅思考下列问题：(1)金刚石晶体中，C 采取什么杂化方式？

4、每个 C 与多少个 C 成键？形成的空间结构？(2)最小 C 环由多少个 C 构成？它们是否在同一平面内？(3)金刚石中 C 数和 CC 键数的比为多少？金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅晶体硅结构与金刚石相似，只是键长不同。每个C参与了4条CC键的形成，在每条键中的贡献只有一半，故C与CC键数之比为1:(4)=1:2。最小的碳环由6个C组成，不在同一平面内。所有的CC键长、键角相等。正四面体向空间延伸成立体网状。金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅我们再来看SiO2的晶体结构：SiO共价键实际上就是在晶体硅的SiSi键上插入O原子。金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅SiO2的晶体结构分析：(3)1

5、mol SiO2中含_mol SiO键。(2)晶体中最小的环是由_个Si原子和_个O原子构成的_元环。(1)1个Si原子周围结合_个O原子；同时，每个O原子跟_个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si、O原子按_的比例所构成的立体网状晶体。4412661:22金刚石和二氧化硅金刚石和二氧化硅SiO2用途广泛，是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。单晶硅 二氧化硅光导纤维硅太阳能电池单晶硅制作的芯片原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质原子晶体汽化或熔化时破坏的是_。金刚石中CC共价键的键长很短，键能很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度最大，且熔点也很高。

6、共价键键能：347.7 kJ/mol 硬度：很大熔点：大于3550 原子晶体的物理性质有以下特点：原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质成键元素原子半径越_，共价键键能越大，熔沸点越_，硬度越_。很高一般不导电（硅是半导体）不溶很大小大高原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质常见的原子晶体有哪些呢？(3)某些氧化物，如SiO2、Al2O3等。(2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等；(1)某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)等；原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质某些原子晶体的熔点和硬度如下：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高，硬度

7、越大。由于原子半径碳硅硅锗。怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质阅读课本上的资料卡片，了解什么是莫氏硬度：原子晶体的物理性质原子晶体的物理性质阅读课本上的科学视野，了解金刚石的形成和人工合成：金刚石的人工合成：高压合成和低压合成。天然金刚石的形成：高温、高压、长时间在地幔中形成的。石墨晶体的结构石墨晶体的结构金刚石的高压合成：以石墨为原料。高温高压石墨金刚石石墨晶体的结构石墨晶体的结构我们来看石墨晶体的结构：石墨为_结构，各层之间以_结合，容易_，所以石墨_。很软滑动范德华力层状石墨晶体的结构石墨晶体的结构石墨的C原子杂化方式为_，最小

8、环为_元环，该环_平面型的。每个C原子周围有_个单电子，所以石墨_导电。石墨的单电子形成了大键，CC键强度高于一般CC 键，故石墨熔、沸点很高（高于金刚石）。能1是6石墨晶体的结构石墨晶体的结构石墨层间以范德华力结合，层内则以共价键结合，因此石墨为混合型晶体。空间结构俯视图（键角为120）石墨晶体的结构石墨晶体的结构金刚石、石墨的比较：正四面体空间网状61/12=1/261/6=146个原子不同面共价键六边形平面层状 61/3=261/2=336个原子同面共价键与范德华力练习练习BBr3的熔点是-46，SiC的熔点是2700。根据熔点分析，BBr3可能属于_晶体，SiC可能属于_晶体。练习练习

9、BN（氮化硼）和CO2中的化学键均为共价键，BN的熔点高且硬度大，而CO2的晶体干冰却松软而且极易升华。由此可判断，CO2是_晶体，而BN可能是_晶体。练习练习以表格的形式简要回答组成分子晶体、原子晶体的粒子各是什么？这些粒子通过什么键或作用力结合成晶体？练习练习有人说，冰属于原子晶体。这种错误说法的根源是什么？练习练习以下晶体是原子晶体还是分子晶体？金刚石干冰冰硫黄C60碘石英白磷（P4）苯甲酸金刚砂（SiC）稀有气体的晶体 氧的晶体 氮的晶体练习练习用黏土或橡皮泥和牙签等材料制作金刚石晶体模型。拓展练习拓展练习氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于()D

10、.离子晶体C.金属晶体B.分子晶体A.原子晶体A拓展练习拓展练习下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()D金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体C分子晶体中有的水溶液能导电B原子晶体的熔点、沸点较高A.原子晶体硬度通常比分子晶体大D拓展练习拓展练习二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：D.晶体中最小环上的原子数为8C.晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构B.二氧化硅晶体的分子式是SiO2A.1 mol SiO2晶体中SiO键为2 mol关于二氧化硅晶体的下列说法中，正确的是()C拓展练习拓展练习干冰和二氧化硅晶体同属第A族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()D.干

11、冰易升华，二氧化硅不能C.干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体B.CO键键能比SiO键键能小A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量C拓展练习拓展练习下列说法正确的是()D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物C干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂B因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的熔点高于HFA原子晶体中只存在非极性共价键C拓展练习拓展练习下列晶体性质的比较中，错误的是()D.熔点：SiI4SiBr4SiCl4C.硬度：白磷冰二氧化硅B.沸点：NH3PH3A.熔点：金刚石碳化硅晶体硅C拓展练习拓展练习氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，

12、下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是()D.碘和金刚砂C.冰和干冰B.晶体硅和水晶A.C60和金刚石B拓展练习拓展练习由图中观察可知：每个C被相邻_ 个C原子包围，以共价键跟4个C形成正四面体。正四面体向空间发展，构成空间网状结构晶体。每个 C-C键长 _，键角均为_。晶体中C数与C-C 键数之比为：_。晶体中最小环由_个C组成且不共面。4 610928相等1:2拓展练习拓展练习氮化碳部分结构如下图，其中-氮化碳硬度超过金刚石晶石，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是（）。A.氮化碳属于原子晶体D.每个碳原子与四个氮原子相连，每个

13、氮原子与三个碳原子相连C.氮化碳的化学式为 C3N4B.氮化碳中碳显-4 价，氮显+3 价B拓展练习拓展练习已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是()D.该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构B.该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的化学式为C3N4A.氮化碳属于原子晶体，比金刚石中的硬度更大D拓展练习拓展练习下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是()硅的晶体结构和金刚石相似，都是原子晶体硅是地壳中含量最多的非金属晶体硅是良好的半导体

14、材料SiO2是制造光导纤维的重要原料SiO2分子是由两个氧原子和硅原子组成的SiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸 D.C.B.A.D拓展练习拓展练习碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是()D三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体C三种晶体中的单元都是正四面体结构B熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅碳化硅A熔点从高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅AC拓展练习拓展练习关于SiO2晶体的叙述正确的是()D.SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键C.SiO2晶体中与同一Si原子相连的4个O原子处于同一四面体的4个顶点B.6

15、0 g SiO2晶体中，含有2NA个SiO键A.60 g SiO2晶体中含有NA个分子(NA表示阿伏加德罗常数的数值)C拓展练习拓展练习有下列几种晶体：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金刚石，E.晶体氩，F.干冰。(1)属于分子晶体的是_。(2)属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是_。(4)受热熔化时化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。(5)晶体中存在氢键的是_。(6)晶体中不存在化学键的是_。BCEF EBADBCFADEA拓展练习拓展练习碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石，立方氮化硼硬度与金刚石相当，其晶胞结构如图所示。4拓展练习拓展

16、练习44拓展练习拓展练习现有两组物质的熔点数据如表所示：根据表中数据回答下列问题：(1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。原子共价键拓展练习拓展练习(2)B组中HF熔点反常是由于_。(3)B组晶体不可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电液体状态能导电HF分子间能形成氢键，熔化时需要消耗的能量更多拓展练习拓展练习回答下列问题：(1)氮化碳和氮化硅晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料，它们的硬度大、熔点高，化学性质稳定。氮化硅的硬度_(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度，原因是_。下列物质熔化时所克服的微粒间的作用力与氮化硅熔化时所克服的微粒间的作用力相同的

17、是_(填序号)。a.单质I2和晶体硅 b.冰和干冰c.碳化硅和二氧化硅 d.石墨和氧化镁小于 c氮化硅和氮化碳均为原子晶体，氮化硅中NSi键的键长比氮化碳中CN键的键长长，键能小拓展练习拓展练习已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不直接相连、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_。(2)第A、A元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。在GaN晶体中，每个Ga原子与_个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的立体构型为_，GaN属于_晶体。Si3N4 原子正四面体4拓展

18、练习拓展练习(3)金刚石与金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。请回答：金刚砂属于_晶体。金刚砂的熔点比金刚石熔点_。金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合_个碳原子，其中键角是_。金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有_个硅原子。3109284低原子原子晶体原子晶体1.原子晶体：_间以_相结合而形成的空间_结构的晶体。4.SiO2中1个Si原子周围结合_个O原子；同时，每个O原子跟_个Si原子相结合。3.金刚石最小的碳环由_个C组成，_同一平面内。2.金刚石晶体中C采取_杂化，以共价键跟相邻_个C形成_体，并向空间延伸成

19、立体网状。原子 24不在6正四面4网状共价键原子晶体原子晶体5.SiO2晶体中最小的环是由_个Si原子和_个O原子构成的_元环。1 mol SiO2中含_mol SiO键。7.结构相似的原子晶体，原子半径越_，键长越_，键能越_，晶体熔点越高，硬度越大。6.原子晶体的熔、沸点很_，硬度很_，_溶于水，一般_导电（硅、锗是半导体）。66124高 大短小不不大区分原子、分子晶体区分原子、分子晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构 遵循相似相溶较小较小分子间作用力分子分子间以分子间作用力结合不溶于大部分溶剂很大很大共价键原子区分原子、分子晶体区分原子、分子晶体不导电，个别为半导体 干冰、冰分子间作用力固体和熔融态都不导电，部分溶于水导电金刚石、SiO2共价键石墨晶体石墨晶体1.石墨层间以_结合，层内碳原子以_结合，石墨为_晶体。4.石墨和金刚石互为_，石墨导电性_，金刚石导电性_。3.石墨的C原子杂化方式为_，最小环为_元环。每个C原子周围有_个单电子，形成了_。2.石墨质地_，熔、沸点_。范德华力 差好同素异形体大键16很高柔软混合型共价键