化学——雷小英原子晶体 交课件.ppt

第二节原子晶体,射洪中学雷小英,复习提问：1、什么是分子晶体？试举例说明。2、哪些类型的物质能形成分子晶体？3、分子晶体通常具有什么样的物理性质？,思考与交流,根据熔沸点等物理性质判断金刚石是否属于分子晶体？,干冰晶胞模型,金刚石结构模型,二、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。2、构成微粒：3、微粒之间的作用：4、气化或熔化时破坏的作用力：5、物理性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）,原子,共价键,共价键,6、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等;（2）某些非金属化合物：SiC（金刚砂）、BN等;（3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等。,10928,金刚石的晶体结构示意图,共价键,思考：（1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？（2）在金刚石晶体中，C原子个数与CC键数之比为多少？（3）12克金刚石中CC键数为多少NA？,7、典型的原子晶体,金刚石的结构特征：在金刚石晶体里每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。金刚石晶体中所有的CC键长相等，键角相等（10928）；晶体中最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面；晶体中每个C参与了4条CC键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与CC键数之比为：1：（4x）=1：2,180,10928,Si,o,二氧化硅的晶体结构示意图,共价键,思考1：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考2：在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与SiO共价键个数之比是多少？思考3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由几个原子构成?,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。,1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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?,思考与交流,原子晶体中原子半径越大，键能越小，熔点越低，硬度越小。,不对。因为有些分子晶体中也具有共价键。,小结1：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的晶体,分子间以分子间作用力结合的晶体,原子,分子,共价键,分子间作用力或氢键,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,小结2：判断晶体类型的方法,1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力或氢键。2、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在1000以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低。3、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小。4、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗。5、依据物质的分类判断：如非金属氢化物和酸都属于分子晶体。,知识拓展石墨,范德华力,一种结晶形碳，质软具滑腻感。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。,思考与交流,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？,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，故熔沸点很高。,石墨为混合型晶体。,练习1、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_，每个碳环完全拥有CC键数为_。,石墨中CC夹角为120，CC键长为1.421010m层间距3.351010m,3,2,小结：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,个原子同平面,1：2,2：3,10928,120,原子晶体,混合型晶体,3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态不导电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_,原子晶体,分子晶体,分子晶体,离子晶体,练习2、金刚石（晶体硅结构与此类似）,（1）由图中观察可知：每个碳原子被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4