高中化学 第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与原子晶体（第2课时）课件 新人教版选修3.ppt

第2课时原子晶体 第三章第二节分子晶体与原子晶体 1 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 2 学会晶体熔 沸点比较的方法 学习目标定位 内容索引 一原子晶体的概念及其性质 二原子晶体和分子晶体比较 当堂检测 一原子晶体的概念及其性质 1 金刚石的晶体结构模型如右图所示 回答下列问题 1 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 2 晶体中相邻碳碳键的夹角为 碳原子采取了杂化 3 最小环上有个碳原子 4 晶体中c原子个数与c c键数之比为 5 晶体中c c键键长 键能 故金刚石的硬度 熔点 导学探究 4个共价单键 正四面体 网状 109 28 sp3 6 1 2 很短 很大 很大 很高 2 通过以上分析 总结原子晶体的概念 1 概念 相邻原子间以相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体 称为原子晶体 2 构成微粒 原子晶体中的微粒是 原子与原子之间的作用力是 3 常见的原子晶体 常见的非金属单质 如金刚石 c 硼 b 等 某些非金属化合物 如 氮化硼 bn 二氧化硅 sio2 等 共价键 原子 共价键 晶体硅 si 碳化硅 sic 如二氧化硅的结构为 每个硅原子都采取杂化 以个共价单键与个氧原子结合 每个氧原子与个硅原子结合 向空间扩展 构成空间网状结构 硅 氧原子个数比为 晶体中最小的环为个硅原子 个氧原子组成的元环 sp3 4 4 2 1 2 6 6 12 4 由于原子晶体中原子间以较的共价键相结合 故原子晶体 熔 沸点 硬度 一般导电 溶于溶剂 强 很高 大 不 难 原子晶体的特点 1 构成原子晶体的微粒是 其相互作用力是 2 原子晶体中不存在单个 化学式仅仅表示的是物质中的关系 不是分子式 归纳总结 原子 共价键 分子 原子个 数比 1 关于sio2晶体的叙述中 正确的是 a 通常状况下 60gsio2晶体中含有的分子数为na na表示阿伏加德罗常数 b 60gsio2晶体中 含有2na个si o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个硅原子和2个氧原子 活学活用 1 2 解析60gsio2晶体即1molsio2 晶体中含有si o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si o共价键 含4na个si o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 在sio2晶体中 每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构 硅原子处于该正四面体的中心 而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上 答案c 1 2 1 2 2 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 试回答 1 金刚砂属于 晶体 金刚砂的熔点比金刚石的熔点 2 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 3 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 4 碳 硅原子均采取 杂化 1 2 解析由于金刚砂是网状结构 碳原子 硅原子交替以共价单键相结合 故金刚砂是原子晶体 硅原子半径比碳原子大 故金刚砂熔点低 硅和碳电子层结构 成键方式相同 均采取sp3杂化 硅原子周围有4个碳原子 键角为109 28 组成的六元环中 有3个碳原子 3个硅原子 答案 1 原子低 2 4109 28 3 3 4 sp3 二原子晶体和分子晶体比较 1 填写下表 导学探究 相邻原子间以共价键相结合而形成的空间立体网状结构的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 原子 分子 共价键 分子间作用力 熔 沸点高 硬度大 不溶于常见的溶剂 不导电 个别为半导体 熔 沸点较低 硬度较小 部分溶于水 不导电 部分溶于水导电 破坏共价键 一定破坏范德华力 有时还破坏氢键 如冰熔化 2 硅是一种重要的非金属单质 硅及其化合物的用途非常广泛 根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题 1 基态硅原子的核外电子排布式为 2 晶体硅的微观结构与金刚石相似 晶体硅中si si键之间的夹角大小约为 3 下表列有三种物质 晶体 的熔点 简要解释熔点产生差异的原因 sio2和sicl4 sicl4和sif4 解析晶体硅以一个硅原子为中心 与另外4个硅原子形成正四面体结构 所以si si键之间的夹角大小约为109 28 晶体类型不同 其熔点具有很大的差别 一般原子晶体的熔点高 而分子晶体的熔点低 答案 1 1s22s22p63s23p2 2 109 28 3 sio2是原子晶体 微粒间作用力为共价键 sicl4是分子晶体 微粒间作用力为范德华力 故sio2熔点高于sicl4 sicl4和sif4均为分子晶体 微粒间作用力为范德华力 结构相似时相对分子质量越大 范德华力越大 故sicl4熔点高于sif4 3 怎样从原子结构的角度理解金刚石 碳化硅 晶体硅的熔点和硬度依次下降 答案从碳到硅 核电荷数增大 电子层数增多 原子半径增大 c c键 c si键 si si键的键长依次增大 键长越短 共价键越牢固 而熔化时破坏的是共价键 而键的稳定性是c c键 c si键 si si键 所以 金刚石 碳化硅 晶体硅的熔点和硬度依次下降 晶体熔 沸点和硬度的比较方法 1 先判断晶体类型 主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力 对于不同类型的晶体 一般来说 原子晶体的熔 沸点分子晶体 原子晶体的硬度分子晶体 2 对于同一类型的晶体 原子晶体的熔点高低 硬度大小取决于的强弱 原子半径 键长 键能 共价键 熔点 分子晶体的熔 沸点高低取决于分子间作用力 分子间作用力与有关 同时还要考虑及是否存在 归纳总结 高于 大于 共价键 越小 越短 越大 越强 越高 相对 分子质量 分子极性 氢键 3 下列物质的晶体直接由原子构成的一组是 co2 sio2 晶体si 白磷 氨基乙酸 固态hea b c d 活学活用 3 4 c 解析co2 白磷 氨基乙酸 固态he是分子晶体 其晶体由分子构成 稀有气体he由单原子分子构成 sio2 晶体si属于原子晶体 其晶体直接由原子构成 3 4 4 下列晶体性质的比较中不正确的是 a 熔点 金刚石 碳化硅 晶体硅b 沸点 nh3 ph3c 硬度 白磷 冰 二氧化硅d 熔点 sii4 sibr4 sicl4 3 4 解析a项中三种物质都是原子晶体 因原子半径r c c si si si 键能越大 原子晶体的熔点越高 a项正确 因为nh3分子间存在氢键 所以nh3的沸点大于ph3的沸点 b项正确 二氧化硅是原子晶体 硬度大 白磷和冰都是分子晶体 硬度较小 c项错误 四卤化硅为分子晶体 它们的组成和结构相似 分子间不存在氢键 故相对分子质量越大 熔点越高 d项正确 答案c 学习小结 当堂检测 1 2 4 3 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 解析因为bn为原子晶体 熔化时克服的微粒间的相互作用是共价键 a中硝酸钠为离子晶体 c d中物质均为分子晶体 只有b中物质均为原子晶体 b 5 1 2 4 3 2 固体熔化时 必须破坏非极性共价键的是 a 冰b 晶体硅c 溴d 二氧化硅 b 5 解析冰在融化时克服的是分子间作用力 晶体硅克服的是非极性共价键 溴克服的是分子间作用力 二氧化硅克服的是极性共价键 选项b符合题意 1 2 4 3 3 下列晶体性质的比较中 正确的是 a 熔点 单质硫 磷 晶体硅b 沸点 nh3 h2o hfc 硬度 白磷 冰 二氧化硅d 熔点 sii4 sibr4 sicl4 5 1 2 4 3 解析硫与磷是分子晶体 晶体硅是原子晶体 其中晶体硅的熔点远高于硫与磷的熔点 a项错误 氟化氢 水 氨都是分子晶体 其沸点高低与分子间作用力大小有关 因为这三种物质之中都存在氢键 且水分子间氢键最强 氨分子间氢键最弱 故水的沸点最高 氨的最低 b项错误 二氧化硅是原子晶体 硬度大 白磷和冰都是分子晶体 硬度较小 c项错误 卤化硅为分子晶体 它们的组成和结构相似 分子间不存在氢键 故相对分子质量越大 熔点越高 d项正确 答案d 5 1 2 4 3 5 4 下列事实能说明刚玉 al2o3 是一种原子晶体的是 al2o3是两性氧化物 硬度很大 它的熔点为2045 几乎不溶于水 自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石a b c d 解析 指的是al2o3的分类 指的是刚玉的种类 这两项都无法说明al2o3是一种原子晶体 b 5 现有两组物质的熔点数据如表所示 1 2 4 3 5 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 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 1 2 4 3 5 解析a组熔点很高 应