人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体(第2课时)

2020/5/18,.,1,第三章晶体结构与性质,第二节分子晶体与原子晶体,第2课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修3物质结构与性质,2020/5/18,.,2,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？,原子晶体,2020/5/18,.,3,180,10928,Si,O,共价键,二氧化硅晶体结构示意图,原子晶体,2020/5/18,.,4,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4molSiO键,原子晶体,2020/5/18,.,5,二、原子晶体,注：（1）构成原子晶体的粒子是原子，（2）原子间以较强的共价键相结合。（3）整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。,思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？,、概念：所有的相邻原子间都以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。,原子晶体,2020/5/18,.,6,2、原子晶体的性质,很高,很大,不溶,一般不导电（硅是半导体）,某些原子晶体的熔点和硬度,原子晶体,2020/5/18,.,7,3、典型的原子晶体,（1）金刚石,在金刚石晶体中每个碳原子被周围4个碳原子包围,处于中心的该碳原子以共价键与周围4个碳原子结合,成为正四面体型结构,碳以SP3杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展,构成彼此联结的立体网状结构,其中形成的最小环中含6个碳原子。每个碳原子被12个环共用。1mol金刚石中含有的C-C共价键数2mol。,键能：347.7kj/mol,熔点：大于35500C,硬度：很大,原子晶体,2020/5/18,.,8,（2）二氧化硅,金刚石,二氧化硅,4、常见的原子晶体类型,（1）某些非金属单质：硼（B）硅（Si）锗（Ge）,（2）某些非金属化合物：碳化硅（SiC）氮化硼（BN）,（3）某些氧化物：二氧化硅（SiO）Al2O3晶体,原子晶体,2020/5/18,.,9,解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石碳化硅晶体硅,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？,2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？,解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，如CO2、O2,某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl,原子晶体,2020/5/18,.,10,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,原子晶体,2020/5/18,.,11,练习：如图所示，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CC数为。,石墨中CC夹角为：1200，CC键长：1.421010m层间距：3.351010m,5、石墨及其结构（混合型晶体）,原子晶体,2020/5/18,.,12,一种结晶形碳，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,原子晶体,2020/5/18,.,13,石墨晶体结构,原子晶体,2020/5/18,.,14,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_，完全拥有CC数为_,石墨中CC夹角为120，CC键长为1.421010m层间距3.351010m,2,3,原子晶体,2020/5/18,.,15,1、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。,原子晶体,2020/5/18,.,16,6、科学视野,（1）金刚石,（2）天然金刚石的形成,高温、高压、长时间在地幔中形成的。,（3）金刚石的人工合成,高压合成,低压合成,原子晶体,2020/5/18,.,17,小结1：金刚石、石墨的比较,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,61/6=1,61/2=3,61/12=1/2,61/3=2,原子晶体,2020/5/18,.,18,小结2：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,很高,较低,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,原子晶体,2020/5/18,.,19,练习,B,C,原子晶体,2020/5/18,.,20,3、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）,（1）C60、金刚石和石墨三者互为；,（2）固态时，C60属于（填“离子”、“原子”或“分子”）；,A、同分异构体B、同素异形体,C、同系物D、同位素,（3）硅晶体的