人教版选修3 第3章第2节 分子晶体与原子晶体（第2课时） 学案.doc

第2节 分子晶体与原子晶体第2课时原子晶体新知识导学一、原子晶体的概念、结构及其性质1.概念及组成(1)概念：相邻原子间以共价键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，原子与原子之间的作用力是共价键。2.两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题：在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。晶体中相邻碳碳键的夹角为10928，碳原子采取了sp3杂化。最小环上有6个碳原子，晶体中c原子与cc键个数之比为12。晶体中cc键键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高。(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。回答下列问题：每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构。晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环，硅、氧原子个数比为12。3.特性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：熔、沸点很高，硬度大，一般不导电，难溶于溶剂。4.常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(c)、硼(b)、晶体硅(si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(sic)、氮化硼(bn)、二氧化硅(sio2)等。归纳总结： 原子晶体的结构特点(1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用力是共价键。(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。例1下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()co2sio2晶体si白磷氨基乙酸固态hea. b. c. d.答案c例2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)b.60 g 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个硅原子和2个氧原子答案c二、原子晶体和分子晶体比较1.填写下表晶体类型原子晶体分子晶体概念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组成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力物理性质熔、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，部分溶于水导电熔化时破坏的作用力破坏共价键一定破坏范德华力，有时还破坏氢键，如冰融化实例金刚石、二氧化硅等冰、干冰等2.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，cc键、csi键、sisi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cc键csi键sisi键，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。归纳总结：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、沸点高于分子晶体，原子晶体的硬度大于分子晶体。(2)对于同一类型的晶体原子晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。例3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 9003 0002 7001 7101 4101 211硬度109.59.57.06.56.0分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()a.构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高b.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c.构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大d.构成原子晶体的原子的相对分子质量越大，晶体的硬度越大答案b例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：nh3ph3c.硬度：白磷冰二氧化硅d.熔点：sii4sibr4sicl4答案c课堂小结：课堂检测1.下列物质中，属于原子晶体的化合物是()a.无色水晶 b.晶体硅c.金刚石 d.干冰答案a2.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.二氧化硅答案b3.下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是()a.hfhcl，hclhbrb.cf4ccl4cbr4c.i2sio2d.h2oh2s，so2seo2答案c4.最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与sio2的晶体的结构相似，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，下列对该晶体的叙述错误的是()a.该晶体是原子晶体b.该晶体中碳原子和氧原子的个数比为12c.该晶体中碳原子数与co键数之比为12d.该晶体中最小的环由12个原子构成答案c5.现有两组物质的熔点数据如表所示：a组b组金刚石：3 550 hf：83 晶体硅：1 410 hcl：115 晶体硼：2 300 hbr：89 二氧化硅：1 710 hi：51 根据表中数据回答下列问题。(1)a组属于_晶体，其熔