高中化学：3.2.2《原子晶体》课件（新人教版选修3）.ppt

高中 化学 新人教版选修3系列课件 物质结构与性质 第 课时 原子晶体 3 2 分子晶体与原子晶体 教学目标 知识与能力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 教学难点重点 原子晶体的结构与性质的关系 讨论 co2和sio2的一些物理性质如下表所示 通过比较试判断sio2晶体是否属于分子晶体 结论 sio2不是分子晶体 那它是什么晶体呢 一 原子晶体 1 定义 原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 1 构成以上晶体的粒子是什么 2 粒子间通过什么样的作用力联系在一起 3 以上晶体结构在整体上有什么共同特点 思考 原子晶体的空间结构 si o 二氧化硅的晶体结构模型 二氧化硅的晶体结构模型 1 sio2晶体中si o原子的连接特点 2 sio2晶体中存在sio2小分子吗 sio2能不能叫做分子式 3 sio2晶体中si o键的夹角 键角 是多少 每个正四面体占有si o原子数是多少 4sio2晶体中 每个硅原子与它周围的4个硅原子所形成的空间结构是什么 sio2晶体中 最小的硅氧原子环上共有多少个原子 金刚石的晶体结构模型 碳原子 金刚石的晶体结构模型 1 金刚石晶体的结构特点 2 金刚石晶体中最小碳环上的碳原子数和环的特点 3 金刚石晶体中碳原子与c c键数之比是多少 3 晶体中每个c原子参与了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 4 1 2 1 2 2 最小的碳环由6个碳原子组成且不在同一平面内 晶体硅的晶体结构模型 硅原子 二 原子晶体的特点 1 熔沸点很高 硬度很大 难溶于一般溶剂 一般不导电 三 哪些物质属于原子晶体 金刚石 单晶硅 碳化硅 二氧化硅等 2 原子晶体熔 沸点的高低与共价键的键能大小有关 共价键的键能于半径有关 半径越大 键能越小 比较c si原子半径 不难发现键能 c c c si si si 所以熔 沸点为金刚石 碳化硅 单晶硅 石墨的晶体结构图 返回 石墨 混合型晶体 石墨为什么很软 石墨的熔沸点为什很高 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 硬度小 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 故熔沸点很高 所以 石墨称为混合型晶体 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 如 金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构 键角 109 28 键长 1 55 10 10m 2 性质 熔沸点高 硬度大 难溶于一般溶剂 熔点 3550 沸点 4827 3 代表晶型 金刚石 晶体硅 二氧化硅 4 原子晶体的构成微粒和作用力 构成微粒是 原子作用 共价键 5 原子晶体中不存在分子如 sio2中只存在si原子和o原子 而不存在sio2分子 只有化学式 6 原子晶体的熔沸点也是随作共价键的增强而增高 晶体类型的判断 从组成上判断 仅限于中学范围 有无金属离子 有 离子晶体 是否属于 四种原子晶体 以上皆否定 则多数是分子晶体 从性质上判断 熔沸点和硬度 高 原子晶体 中 离子晶体 低 分子晶体 熔融状态的导电性 导电 离子晶体 原子晶体结构的计算 分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比 故正六边形中的碳碳键数为6 1 2 3 解析 我们可以先选取一个正六边形 此结构中的碳原子数为6 一个碳原子被三个六元碳环共用 正六边形中的碳原子数为6 1 3 2 六边形中的任一条边 即碳碳键 均被2个正六边形共用 所以碳原子数与碳碳键数目比为2 3 5 已知金刚石中c c键长为1 54 10 10m 那么金刚石的密度为g cm3 相对原子质量 c12 0 6 sic是原子晶体 其结构类似金刚石 为c si两原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构 右图为两个中心重合 各面分别平行的大小两个正方体 其中心为一si原子 试在小正方体的顶点上画出与si最近的c的位置 在大正方体的棱上画出与c最近的si的位置 两大小正方体的边长之比为 si c si的键角为 用反三角函数表示 若si c键长为acm 则大正方体边长为 cm sic晶体的密度为 g cm3 na为阿佛加德罗常数 相对原子质量c 12si 28 3 金刚石结构中 一个碳原子与个碳原子成键 则每个碳原子实际形成的化学键为个 amol金刚石中 碳碳键数为mol 4 2 2a 4 已知金刚石的晶胞如图 金刚石中c c键长为1 55 10 8cm 求金刚石的晶体密度 开拓思考题 仔细观察左边的示意图后 回答下列问题 金刚石与石墨的熔点均很高 那么二者熔点是否相同 为什么 若不相同 哪种更高一些 二 晶体中距离最近的微粒数的计算 1 在金刚石的网状结构中 含有由共价键形成的碳原子环 其中最小的环上有 填数字 个碳原子 每个碳原子上的任意两个c c键的夹角都是 填角度 6 109 28