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)

1、2021-12-141第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质第二节第二节 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体第第2 2课时课时选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2021-12-142CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。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，为什碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么么CO2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点晶体的熔沸点很高？很高？2021iO共价键共价键2021-

2、12-144二、原子晶体二、原子晶体注注：（：（1 1）构成原子晶体的粒子是原子，构成原子晶体的粒子是原子， （2 2）原子间以较强的共价键相结合。）原子间以较强的共价键相结合。 （3 3）整块晶体是一个三维的共价键网状）整块晶体是一个三维的共价键网状 结构，是一个结构，是一个“ “巨分子巨分子” ”，又称共价晶体。，又称共价晶体。思考：思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？、概念：、概念：所有的相邻原子间都以共价键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。相结合而形成空间立体网状结构的晶体。原子晶体原子晶体2021-12-145Si

3、O2的结构特征的结构特征在在SiO2晶体中晶体中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原子周围结合原子周围结合4个个O原子；同时，每个原子；同时，每个O原子跟原子跟2个个Si原子相结合。实际上，原子相结合。实际上，SiO2晶体是由晶体是由Si原子和原子和O原子按原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体的比例所组成的立体网状的晶体。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原子组成的原子组成的12元环。元环。1mol SiO2中含中含4mol SiO键键2021-12-146晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体熔、沸点（高低）熔、沸点（高低）

4、硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性2、原子晶体的性质、原子晶体的性质 很高很高很大很大不溶不溶一般不导电（硅是半导体）一般不导电（硅是半导体）某些原子晶体的熔点和硬度某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体原子晶体金刚石金刚石氮化硼氮化硼碳化硅碳化硅石英石英硅硅锗锗熔点熔点/0C355030002700171014101211硬硬 度度109.59.576.56.02021-12-147解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，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，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶体硅晶体硅交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原

5、子结构角度理解金刚石、硅、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？和锗的熔点和硬度依次下降？2 2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这。这种说法对吗？为什么？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，解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，如如COCO2 2、O O2 2, ,某些离子晶体中也含共价键，如某些离子晶体中也含共价键，如NaOHNaOH、NHNH4 4ClCl2021-12-148 莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，18241824年年由德国矿物学家莫斯（由德国矿物学家莫斯（Fred

6、erich MohsFrederich Mohs）首先提出。确定）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。表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。资料资料 莫氏硬度莫氏硬度2021-12-1493、典型的原子晶体、典型的原子晶体（1）金刚石）金刚石 在金刚石晶体中每个碳原子被周围在金刚石晶体中每个碳原子被周围4 4个碳原子包围个碳原子包围, ,处于中心的处于中心的该碳原子以共价键与周围该碳原子以共价键与周围4 4个碳原子结合个碳原子结合, ,成为正四面体型结构成为正四面

7、体型结构, ,碳以碳以SPSP3 3杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展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成彼此联结的立体网状结构构, ,其中形成的最小环中含其中形成的最小环中含6 6个碳原子。个碳原子。每个碳原子被每个碳原子被1212个环共用。个环共用。 1mol1mol金刚石中含有的金刚石中含有的C-CC-C共价键数共价键数 2mol2mol。10928 154pm键能：键能： 347.7kj/mol熔点：熔点： 大于大于35500C硬度：很大硬度：很大2021-12-1410（2） 二氧化硅二氧化硅 金刚石金刚石二氧化硅二氧化硅4、常见的原子晶体类型

8、、常见的原子晶体类型（1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）硅（）硅（Si）锗（锗（Ge）（2）某些非金属化合物：碳化硅（）某些非金属化合物：碳化硅（SiC） 氮化硼（氮化硼（BN）（3）某些氧化物：二氧化硅（）某些氧化物：二氧化硅（ SiO） Al2O3晶体晶体SiO2021-12-1411石墨中石墨中CC夹角为：夹角为： 1200， CC键长：键长： 1.421010 m层间距：层间距： 3.353.35 10 101010 m m5、石墨及其结构（混合型晶体）、石墨及其结构（混合型晶体）空间层状结构空间层状结构空间结构俯视图空间结构俯视图2021-12-1412 一种结晶形碳

9、，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2021-12-1413石石墨

10、墨晶晶体体结结构构2021-12-1414例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层在石墨晶体的层状结构中，每一状结构中，每一个最小的碳环完个最小的碳环完全拥有碳原子数全拥有碳原子数为为_，完全拥，完全拥有有CC数为数为_石墨中石墨中CC夹夹角为角为120， CC键长为键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m232021-12-14156、科学视野、科学视野（1）金刚石）金刚石（2）天然金刚石的形成）天然金刚石的形成高温、高压、长时间在地幔中形成的。高温、高压、长时间在地幔中形成的。（3）金刚石的人工合成）金刚石的人工合成 高压合成高压合成低压合成低压合成2021-12-

11、14161 1、石墨为什么很软？、石墨为什么很软？2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、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，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。2021-12-1417小结小结1：金刚石、石墨的比较：金刚石、石墨的比较项目项目金

12、刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用力晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的形状与由最少碳原子形成环的形状与个数个数碳原子成键数碳原子成键数每个环上键的平均数每个环上键的平均数每个环上原子的平均数每个环上原子的平均数正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面61/6=161/2=361/12=1/261/3=22021-12-1418小结小结2：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体概概 念念组成微粒组成微粒 作用力

13、作用力熔沸点熔沸点硬硬 度度溶解性溶解性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间作用分子间以分子间作用力结合力结合原子原子分子分子共价键共价键分子间作用力分子间作用力很高很高较低较低很大很大较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电电，部分溶于水导电2021-12-1419练习练习1、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相、下列各组物质的晶体中，化学键的类型相同，晶体的类型也相同的是同，晶体的类型也相同的是（ ）A. SO2和SiO2 B. CO2和H2OC. BN和HCl D. CCl4和KClB2、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是（ ）CO2 SiO2 晶体晶体Si 白磷白磷 氨基乙酸氨基乙酸 Fe Na2O 固态固态HeA. B. C. D. C2021-12-14203、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨、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）仅表示出其中的一层）（1）C60、金刚石和石墨三者互为、金刚石和石墨三者互为 ；（2）固态时，）固态时，C60属于属于 （填（填“离子离子”、“