鲁科版选修3 第3章第3节 原子晶体与分子晶体（第1课时） 学案.doc

第3节 原子晶体与分子晶体第1课时 原子晶体学习目标定位知道原子晶体的概念，熟知常见的原子晶体的结构与性质，能从原子结构的特点，分析理解其物理特性。一、常见的原子晶体的结构1金刚石的晶体结构模型如图所示。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cc键数之比为_。(5)晶体中cc键长_，键能_，故金刚石的硬度_，熔点_。(6)1 mol c原子组成的金刚石中含有_ mol cc键。2二氧化硅是由硅原子和氧原子组成的空间立体网状的原子晶体。其结构示意图如下：观察分析二氧化硅晶体结构示意图，回答下列问题：(1)在二氧化硅晶体中，每个si原子周围结合_个o原子，同时每个o原子与_个si原子结合。(2)在二氧化硅晶体中，位于四面体中心的原子是_，位于四面体四个顶点上的原子是_。(3)在二氧化碳晶体中，硅原子采取_杂化，siosi键与siosi键的夹角是_。(4)二氧化硅晶体中最小环上的原子数是_，包括_个o原子和_个si原子。(5)1 mol二氧化硅晶体中含有_ mol sio键。1.原子晶体：相邻原子间以_键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。(1)构成原子晶体的基本微粒是_。(2)形成原子晶体的作用力是_。在原子晶体中只存在_，没有分子间作用力和其他相互作用。2原子晶体的结构特征(1)由于_性，每个中心原子周围排列的原子数目是有限的，故原子不遵循紧密堆积原则。(2)原子晶体呈空间立体网状结构，原子晶体中不存在单个分子，原子晶体的化学式仅仅表示晶体中的原子个数关系。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。1下列关于sio2晶体的叙述中正确的是()a通常状况下，60 g sio2晶体中含有的分子数为na(na表示阿伏加德罗常数的值)b60 g sio2晶体中，含有2na个sio键c该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dsio2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子2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。请回答下列问题：(1)碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为_，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有_个；设晶胞边长为a cm，密度为b gcm3，则阿伏加德罗常数可表示为_(用含a、b的式子表示)。(2)立方氮化硼晶胞中有_个硼原子，_个氮原子，硼原子的杂化类型为_，若晶胞的边长为a cm，则立方氮化硼的密度表达式为_gcm3(设na为阿伏加德罗常数的值)。二、原子晶体的性质与共价键的关系1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sisi键之间的夹角大小约为_。(3)二氧化硅晶体的熔点比干冰高很多的原因是_。2晶体硅(si)和金刚砂(sic)都是与金刚石相似的原子晶体。其结构与性质比较如下表所示：晶体键能/kjmol1键长/pm熔点/摩氏硬度金刚石(cc)3471543 35010金刚砂(csi)3011862 6009晶体硅(sisi)2262341 4157请根据上表中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。1.由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：(1)熔、沸点_；(2)硬度_；(3)一般_导电；(4)_溶于溶剂。2原子晶体具有不同的结构类型，对于结构相似的原子晶体来说，原子半径越_，键长越_，键能越_，晶体的稳定性越_，熔、沸点越_，硬度越大。提醒原子晶体的熔、沸点不一定高于金属晶体和离子晶体。如mgo(2 800 )sio2(1 713 )、钨(3 410 )sio2(1 713 )。3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，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 ()anacl和金刚石 b晶体硅和水晶c冰和干冰 d碘和金刚砂4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()a氮化碳属于原子晶体，比金刚石中的硬度更大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c3n4c该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构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1下列有关原子晶体的叙述中正确的是()a原子晶体中只存在非极性共价键b在sio2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键c石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体d原子晶体的熔点一定比金属晶体的高2二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：下列关于二氧化硅晶体的说法中正确的是 ()a1 mol sio2晶体中sio键为2 molb二氧化硅晶体的分子式是sio2c晶体中si、o原子最外电子层都满足8电子结构d晶体中最小环上的原子数为83下表是某些原子晶体的熔点和硬度。原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 3503 0002 6001 7131 4151 211硬度109.597.576.0分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高构成原子晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大构成原子晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大a b c d4科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是