河南省夏邑县高级中学高中化学《分子晶体与原子晶体 （第2课时）》学案 新人教版选修3.doc

河南省夏邑县高级中学高中化学选修三32 分子晶体与原子晶体 （第2课时）学案1.掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。2.了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系学习重难点 原子晶体的结构特征学习过程【复习】1、什么是分子晶体？试举例说明。 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？【观察与思考】分析下表数据，判断金刚石是否属于分子晶体项目/物质干冰金刚石熔点很低3550沸点很低4827【阅读与思考】阅读教材p68倒数第一自然段以前内容，明确金刚石的晶型与结构，并完成：二、原子晶体1原子晶体：_。2构成粒子：_； 3粒子间的作用力：_；4.空间构型：_4.原子晶体的物理性质：熔点_，硬度_；_一般的溶剂；_导电【合作探究】：（1）在金刚石晶体中,每个c与多少个c成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个c原子构成？它们是否在同一平面内？（2）晶体中c-c-c夹角为多少？碳原子采取了什么杂化？（3）12克金刚石中cc键数为多少na？（4）在金刚石晶体中，c原子个数与cc键数之比为多少？5.典型的原子晶体 金刚石的晶体结构模型 二氧化硅的晶体结构模型 （1）金刚石 在晶体中每个碳原子以_对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成_结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体_结构。 晶体中ccc夹角为_，碳原子采取了_杂化。 最小环上有_个碳原子。 晶体中c原子个数与cc键数之比为_。故1mol金刚石中有_个cc键。（2）晶体硅以硅原子代替金刚石中的碳原子，便可得到晶体硅的结构。（3）二氧化硅（sio2）若在晶体硅结构中的每个sisi键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构（如图）。 在晶体中每个硅原子和_个氧原子形成_个共价键；每个氧原子与_个硅原子相结合。故sio2按_的比例构成立体网状结构。 最小环上有_个原子。 1mol sio2晶体中含_个sio键。【回顾】根据所学二氧化碳与二氧化硅知识，填写下表：物质/项目状态(室温)熔点co2 -56.2sio2 1723【阅读】教材p68倒数第一自然段及图3-15，结合必修一 p74（科学视野）思考：1.co2与sio2的晶体结构是否相同？2.sio2的化学式是否可以代表其分子式，为什么？3.为什么sio2的熔沸点很高、硬度很大？【阅读】教材p69第一自然段，明确常见的原子晶体：_ 【思考讨论】原子晶体中有分子？直接由原子构成的晶体一定是原子晶体？ 【学与问】教材p691怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？2“具有共价键的晶体叫做原子晶体。”这种说法对吗？为什么？【阅读】p69-71 通过表3-3 明确判断原子晶体熔点高低的方法：_【典例解悟】例1、关于sio2晶体的叙述正确的是（ ）a、通常状况下，60克sio2晶体中含有的分子数为na（na表示阿伏加德罗常数的数值） b、60克sio2晶体中，含有2na个sio键 c、晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 d、sio2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子 解析：60克sio2晶体即1molsio2，晶体中含有sio键数目为 4mol（每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成sio共价键），含4na个sio键；sio2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为1：2。 答案：c 例2、碳化硅（sic）的一种具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替出现的，即每个si原子处于四个c原子构成的四面体的内部，每个c原子也处于四个si原子构成的四面体的内部。下列三种晶体：金刚石 晶体硅 碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是（ ）a、 b、 c、 d、解析：在结构相似的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关sic结构的知识，通过信息加工并比较碳原子和硅原子的半径，应得出si-si键的键长比si-c键的键长长，si-c键比c-c键的键长长的结论，所以键能由高到低的顺序应该是c-c键c-si键si-si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是。答案：a【小结】判断晶体类型的依据（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。分子晶体：构成晶体的微粒是_，微粒间的相互作用是_ _原子晶体：构成晶体的微粒是_ _微粒间的相互作用是_键。（2）依据晶体的熔、沸点判断原子晶体：熔、沸点_ 常在1000以上；分子晶体熔、沸点_ 常在几百度以下甚至温度更低。（3）依据导电性判断分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水能导电，如hcl；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗为半导体。（4）依据硬度和机械性能判断 原子晶体硬度_，分子晶体硬度_且较脆【课堂练习】1.下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是（ ）a、金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅 b、ci4cbr4ccl4ch4c、mgoh2oo2n2 d、金刚石生铁纯铁钠2.氮化铝（aln）常用做砂轮及高温炉衬材料，熔化状态下不导电，可知它属于（ ）。a、离子晶体 b、原子晶体 c、分子晶体 d、无法判断3.下列物质中，属于原子晶体的化合物是（ ）a.水晶 b.晶体硅 c.金刚石 d.干冰4.有关原子晶体的叙述中错误的是（ ）a.原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 b.原子晶体的熔点和硬度都较高c.原子晶体中不存在独立的分子 d.原子晶体熔化时不破坏共价键5.下列式子中真实表示分子组成的是（ ）a.h2so4 b. sic c. sio2 d. c【课后作业】1.氮化硼(bn)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是()a硝酸钠和金刚石 b晶体硅和水晶 c冰和干冰 d苯和萘2在40 gpa高压下，用激光器加热到1 800 k时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与sio2原子晶体相似，下列说法正确的是()a原子晶体干冰易汽化，可用作制冷剂 b原子晶体干冰有很高的熔点和沸点c原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材d1 mol原子晶体干冰中含2 mol co键3.有关晶体的叙述中正确的是()a在sio2晶体中，由si、o构成的最小单元环中共有8个电子 b在12 g金刚石中，含cc共价键键数为4nac干冰晶体熔化只需克服分子间作用力d金属晶体是由金属原子直接构成的4.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300反应获得。(1)氮化硅属于_晶体(填晶体类型)。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且n原子和n原子、si原子和si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：_。(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_。5.(1)上图为干冰的晶胞结构，观察图形，确定在干冰中每个co2分子周围有个与之紧邻且等距离的co2分子。在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，