高中化学：3.2.2《原子晶体》课件（新人教版选修3）原子晶体.ppt

第二节原子晶体 复习提问 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 3 典型的分子晶体有哪些 思考与交流 比较co2和sio2的一些物理性质和结构 试判断sio2晶体是否属于分子晶体 二 原子晶体1 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 2 构成微粒 3 微粒之间的作用 4 气化或熔化时破坏的作用力 5 物理性质 熔沸点高 硬度大 难溶于一般溶剂 共价键键能越大 熔沸点越高 硬度越大 原子 共价键 共价键 6 常见原子晶体 1 某些非金属单质 硼 b 硅 si 锗 ge 金刚石 c 等 2 某些非金属化合物 sic bn等 3 某些氧化物 sio2 al2o3等 109 28 金刚石的晶体结构示意图 共价键 思考 1 在金刚石晶体中 c采取什么杂化方式 每个c与多少个c成键 形成怎样的空间结构 每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个 最小碳环由多少个碳原子组成 它们是否在同一平面内 2 在金刚石晶体中 c原子个数与c c键数之比为多少 3 12克金刚石中c c键数为多少na 7 典型的原子晶体 金刚石的结构特征 在金刚石晶体里 每个碳原子都采取sp3杂化 被相邻的4个碳原子包围 以共价键跟4个碳原子结合 形成正四面体 被包围的碳原子处于正四面体的中心 这些正四面体向空间发展 构成一个坚实的 彼此联结的空间网状晶体 金刚石晶体中所有的c c键长相等 键角相等 109 28 晶体中最小的碳环由6个碳组成 且不在同一平面内 晶体中每个c参与了4条c c键的形成 而在每条键中的贡献只有一半 故c原子与c c键数之比为 1 4x 1 2 180 109 28 si o 二氧化硅的晶体结构示意图 共价键 思考1 在sio2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个 每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个 在sio2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少 思考2 在sio2晶体中每个硅原子连接有几个共价键 每个氧原子连接有几个共价键 硅原子个数与si o共价键个数之比是多少 氧原子个数与si o共价键个数之比是多少 3 在二氧化硅的晶体结构中 最小的环由几个原子构成 sio2的结构特征 在sio2晶体中 1个si原子和4个o原子形成4个共价键 每个si原子周围结合4个o原子 同时 每个o原子跟2个si原子相结合 实际上 sio2晶体是由si原子和o原子按1 2的比例所组成的立体网状的晶体 最小的碳环是由6个si原子和6个o原子组成的12元环 1molsio2中含4molsi o键 1 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 探究思考 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准 1824年由德国矿物学家莫斯 frederichmohs 首先提出 确定这一标准的方法是 用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕 用测得的划痕的深度来表示硬度 资料莫氏硬度 小结1 分子晶体与原子晶体的比较 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构 分子间以分子间作用力结合 原子 分子 共价键 分子间作用力 很大 较小 很大 较小 不溶于任何溶剂 部分溶于水 不导电 个别为半导体 固体和熔化状态都不导电 部分溶于水导电 小结2 判断晶体类型的方法 1 依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 构成原子晶体的微粒是原子 原子间的作用力是共价键 构成分子晶体的微粒是分子 分子之间的作用力是分子间作用力 2 依据物质的分类判断3 依据晶体的熔点判断 原子晶体的熔点高 一般在1000 以上 分子晶体的熔点低 常在几百度以下甚至更低4 依据导电性判断 分子晶体为非导体 部分分子溶于水能导电 原子晶体多为非导体 有些为半导体 如 硅 锗5 依据硬度和机械性能判断 原子晶体硬度大 分子晶体硬度小 一种结晶形碳 有天然出产的矿物 铁黑色至深钢灰色 质软具滑腻感 可沾污手指成灰黑色 有金属光泽 六方晶系 成叶片状 鳞片状和致密块状 密度2 25g cm3 化学性质不活泼 具有耐腐蚀性 在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳 石墨可用作润滑剂 并用于制造坩锅 电极 铅笔芯等 知识拓展 石墨 石墨晶体结构 知识拓展 石墨 石墨 1 石墨为什么很软 2 石墨的熔沸点为什么很高 高于金刚石 3 石墨属于哪类晶体 为什么 石墨为层状结构 各层之间是范德华力结合 容易滑动 所以石墨很软 石墨各层均为平面网状结构 碳原子之间存在很强的共价键 大 键 故熔沸点很高 石墨为混合键型晶体 练习1 金刚石 晶体硅结构与此类似 1 由图中观察可知 每个碳原子被相邻的4个碳原子包围 以共价键跟4个碳原子接个 形成四面体 这些四面体向空间发展 构成一个坚实的 彼此联结的空间网状晶体 每个c c键长相等 键角均为109 28 2 晶体中最小环由 个c组成且不共面 6 3 晶体中c原子数与c c键数之比为 例 如右图所示 在石墨晶体的层状结构中 每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为 每个c完全拥有c c数为 石墨中c c夹角为120 c c键长为1 42 10 10m层间距3 35 10 10m 2 3 小结 金刚石 石墨的比较 每个环中 正四面体空间网状 六边形平面层状 共价键 共价键与范德华力 个原子不同面 个原子同面 6 1 2 3 6 1 2 3 6 1 4 3 2 6 1 3 2 sio2平面结构 利用金刚石的结构来推断sio2的空间结构 sio2最小的环有几个原子组成 金刚石的结构 12个 6个硅6个氧 题目 最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子 如右图所示 顶角和面心的原子是钛原子 棱的中心和体心的原子是碳原子 则它的分子式是 a ticb ti4c4 c ti14c13d ti13c14 防止类推中的失误 c