人教化学选修3第三章第二节分子晶体和原子晶体(共27张PPT)2

1、 二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义：原子间以共价键相结合而形成、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。的空间网状结构的晶体。 2 2、构成微粒：、构成微粒： 3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用： 4 4、气化或熔化时破坏的作用力：、气化或熔化时破坏的作用力： 5 5、物理性质：、物理性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。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）（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大） 原子原子 共价键共价键 共价键共价键 10928 共价键共价键 重点重点 难点难点 典型的原子晶体典型的原子晶体 金刚石金刚石

2、 金刚石的结构特征金刚石的结构特征：在金刚石晶体里：在金刚石晶体里 每个碳原子都采取每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的杂化，被相邻的4 个碳原子包围，以共价键跟个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，个碳原子结合， 形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面 体的中心。体的中心。这些正四面体向空间发展，构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。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金刚石晶体中所有的CC键长相等，键键长相等，键 角相等（角相等（10928）；）；晶体中最小的碳环晶体中最小的碳环 由由6个碳组成，且

3、不在同一平面内；个碳组成，且不在同一平面内； 重点分析重点分析 方法一：方法一： 晶体中每个碳原子以四个碳碳单键分别晶体中每个碳原子以四个碳碳单键分别 其他碳原子连接，这个碳原子上的每两其他碳原子连接，这个碳原子上的每两 个碳碳单键可以分属于两个六元环（右个碳碳单键可以分属于两个六元环（右 图中用红色的两个碳碳单键，可以构成图中用红色的两个碳碳单键，可以构成 蓝色和紫红色的两个六元环）。每个碳蓝色和紫红色的两个六元环）。每个碳 原子的四个碳碳单键，每两个键组合成原子的四个碳碳单键，每两个键组合成 环，依据组合排列规律，可以知道有环，依据组合排列规律，可以知道有C C2 24 4 种（即种（即6

4、 6种）组合，因此，每个碳原子种）组合，因此，每个碳原子 可以处于可以处于2 2C C4 42 2=12=12个六元环。个六元环。 难点突破 方法二方法二 晶体中每个晶体中每个C C原子和它周围的原子和它周围的4 4个个C C原原 子以共价键相连，形成空间正四面体子以共价键相连，形成空间正四面体 结构，晶体中每个碳原子都和其他碳结构，晶体中每个碳原子都和其他碳 原子构成空间正六边形的碳环。由于原子构成空间正六边形的碳环。由于 每个每个C C原子和它周围的原子和它周围的4 4个个C C原子连接原子连接 ，因此它必然同处于，因此它必然同处于4 4个六元环上，个六元环上， 而与之相连的而与之相连的4

5、 4个个C C原子的每一个又和原子的每一个又和 另外另外3 3个个C C原子相连。因而，它必然又原子相连。因而，它必然又 在另外在另外3 3个碳原子所在的环上。所以个碳原子所在的环上。所以 这个碳原子连接这个碳原子连接3 34=124=12个六元环。个六元环。 拓展知识：拓展知识： 在金刚石晶胞中，在金刚石晶胞中， 晶胞边长与碳碳晶胞边长与碳碳 键的键长的关系？键的键长的关系？ 分析得知分析得知： 碳碳键的键长碳碳键的键长=立方体体对角线的立方体体对角线的1 /4 金刚石晶胞中，晶胞的边长与碳碳键的键金刚石晶胞中，晶胞的边长与碳碳键的键 长的关系为：长的关系为： 180 10928 Si o

6、共价键共价键 思考思考1：在：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧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？在邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅晶体中硅 原子与氧原子个数之比是多少？原子与氧原子个数之比是多少？ 思考思考2：在：在SiO2晶体中每个硅原子连接有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几个共价键？每个氧原子连接有几个共价 键？硅原子个数与键？硅原子个数与SiO共价键个数之比共价键个数之比 是多少？氧原子个数与是多少？氧原子个数与SiO共价键个数共价键个数 之比是多少？之比是多少？ 3:

7、在二氧化硅的晶体结构中在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由最小的环由 几个原子构成几个原子构成? 最小的碳环是由最小的碳环是由6个个Si原子和原子和6个个O原子原子 组成的组成的12元环。元环。 1mol SiO2中含中含4mol SiO键键 SiO2的结构特征的结构特征： 1个个Si原子和原子和4个个O原子形成原子形成4 个共价键，每个个共价键，每个Si原子周围结原子周围结 合合4个个O原子；同时，每个原子；同时，每个O原原 子跟子跟2个个Si原子相结合。在原子相结合。在SiO2 晶体中晶体中实际上，实际上，SiO2晶晶体是由体是由 Si原子和原子和O原子按原子按1：2的比例的比例 所组成的立

8、体网状的晶体。所组成的立体网状的晶体。 1 1、怎样从原子结构的角度理解金、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刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下 降降? ? 2 2“具有共价键的晶体叫做原子具有共价键的晶体叫做原子 晶体晶体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么为什么? ? 探究思考探究思考 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁一种结晶形碳，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、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。密度鳞片状和致密块状。密度

9、2.25g/cm32.25g/cm3，化学性质，化学性质 不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热不活泼。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，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。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨 6、常见原子晶体、常见原子晶体 （1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）、硅）、硅 （Si）、锗（）、锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等 （2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物：SiC、BN等等 （3）某些氧化物：）某些氧化物：SiO2、Al2O3等等 知识拓展

10、石墨知识拓展石墨 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，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。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（大存在很强的共价键（大键）键），故熔沸点，故熔沸点 很高。很高。 石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。 1、下列晶体中不属于原子晶体的是（、下列晶体中不属于原子晶体的是（ ） A、干冰、干冰 B、金刚砂、金刚砂 C、金刚石、金刚石 D、 水晶水晶 2、在金刚石的网状结构中，含有共价键、在金刚石的网状结构中，含有共价键 形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原 子数是（子数是（ ） A、2个个 B、3个个 C、4个个 D、6个个 4、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度 大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍 采用高纯硅与纯氮在采用高纯硅与纯氮在1 300反应获得。反应获得。 （1）氮化硅晶体属于）氮化硅晶体属于_晶体。晶体。 （2）已知氮化硅的晶体结构中，原子间以）已知氮化硅的晶体结构中，原子间以 单键相连，且单键相连，且N原子和原子和N原子，原子，Si原子和原子