分子晶体和原子晶体公开课.ppt

第二节分子晶体和原子晶体 第二课时 思考与交流 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 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族 为什么CO2晶体的熔 沸点很低 而SiO2晶体的熔沸点很高 二氧化硅的晶体结构 Si O 共价键 一 原子晶体 共价晶体 1 定义 相邻原子间均以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体 构成微粒 微粒间的相互作用 熔化时需克服的作用 原子 共价键 共价键 注意 原子晶体中不存在单个分子 没有分子式 SiO2是表示晶体中Si O原子数之比是1 2的化学式 对比分子晶体和原子晶体的数据 原子晶体有何物理特性 在原子晶体中 由于原子间以较强的共价键相结合 而且形成空间立体网状结构 所以原子晶体的 2 原子晶体的物理特性 1 熔点和沸点高 2 硬度大 3 一般不导电 4 且难溶于一些常见的溶剂 思考 金刚石的结构特征 1 金刚石晶体中每个碳原子与它直接相邻的 个碳原子形成 结构 其碳原子的杂化类型为 C C C的夹角为 2 金刚石晶体中平均每个碳原子形成 个C C键 所以金刚石中碳原子数与C C键数之比为 12g金刚石中C C键数为 NA个 4 正四面体 sp3 109 28 2 1 2 2 3 常见的原子晶体某些非金属单质 金刚石 C 晶体硅 Si 晶体硼 B 晶体锗 Ge 等某些非金属化合物 碳化硅 SiC 晶体 氮化硼 BN 晶体某些氧化物 二氧化硅 SiO 晶体 Al2O3 2 硅晶体 若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子 便可得到晶体硅的结构 不同的是硅晶体中的Si Si键的键长比金刚石中的C C键长 作为晶体管材料 109 28 Si O 共价键 3 二氧化硅晶体 若在硅晶体结构中的每个Si Si键中 插入 一个氧原子 便可得到以硅氧四面体为骨架的SiO2晶体的结构 思考3 在二氧化硅的晶体结构中 最小的环是 1molSiO2中含 molSi O键 SiO2的结构特征 思考1 每个硅原子周围紧邻的氧原子有 个 每个氧原子周围紧邻的硅原子有 个 在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 思考2 在SiO2晶体中每个硅原子连接有 个共价键 每个氧原子连接有 个共价键 硅原子个数与Si O共价键个数之比是 氧原子个数与Si O共价键个数之比是 4 2 1 2 4 2 1 4 1 2 十二元环 4 Si O 交流与研讨 1 怎样从原子结构角度理解金刚石 硅和锗的熔点和硬度依次下降 由于金刚石 硅和锗的晶体都是原子晶体 形成晶体的粒子均为原子 粒子间的相互作用是共价键 所以熔点和硬度的大小由共价键的强弱决定 由于碳 硅 锗三种原子的原子半径依次增大 各个原子之间的共价键的键长依次增大 键的强度依次减弱 所以金刚石 晶体硅和晶体锗的熔点和硬度依次下降 2 含有共价键的晶体叫做原子晶体 这种说法对吗 为什么 不对 具有共价键 并不是判定原子晶体的唯一条件分子晶体的分子内部也有共价键 如冰和干冰晶体都是分子晶体 但H2O和CO2中存在共价键 对原子晶体的认识处理要求 具有共价键 外 还要求形成晶体的粒子是原子 原子晶体和分子晶体的差异 分子 原子 分子间作用力 共价键 较低 很高 很小 很大 一般可溶于水和某些溶剂 一般不溶 冰 干冰等 金刚石 硅等 课堂检测 2 氮化硼 BN 是一种新型结构材料 具有超硬 耐磨 耐高温等优异特性 下列各组物质熔化时 所克服的微粒间作用力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 B 1 下列化学式能真实表示物质分子组成的是 A NaOHB SiO2C CsClD SO3 D 3 根据下列性质判断 属于原子晶体的是 A 熔点2700 导电性好 延展性强B 无色晶体 熔点3550 不导电 质硬 难溶于水和有机溶剂C 无色晶体 能溶于水 质硬而脆 熔点为800 熔化时能导电D 熔点 56 6 微溶于水 硬度小 固态或液态时不导电 B 4 2003年美国 科学 杂志报道 在超高压下 科学家用激光器将CO2加热到1800K 成功制得了类似石英的CO2原子晶体 下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是 A 该原子晶体有很高的熔点 沸点 有很大的硬度 B 该原子晶体易气化 可用作制冷材料 C 该原子晶体的硬度大 可用作耐磨材料 D 该每摩尔原子晶体干冰中含4molC O键 B 5 填空 氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料 该晶体类型应该是 晶体 试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较 硬度更大的是 晶体 熔点较低的是 晶体 金刚石 原子 氮化碳 5 原子晶体的熔 沸点的比较 1 结构相似的原子晶体 原子半径越小 键长越短 键能越