第三章第二节分子晶体和原子晶体第二课时

1、第二节第二节 分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体第二课时第二课时 原子晶体原子晶体 COCO2 2和和SiOSiO2 2的一些物理性质如下表所示，的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断通过比较试判断SiOSiO2 2晶体是否属于分子晶晶体是否属于分子晶体。体。 . .概念：概念：二原子晶体二原子晶体*构成原子晶体的粒子是构成原子晶体的粒子是 ，原子间，原子间以较强的以较强的 相结合。相结合。相邻相邻原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成空间立体网状结构空间立体网状结构的晶体。的晶体。原子原子共价键共价键对比分子晶体和原子晶体的数据，得对比分子晶体和原子晶体的数据，得出原子晶体

2、有何物理特性？出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，所以键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的原子晶体的（1）熔点和沸点高）熔点和沸点高（2）硬度大）硬度大（3）一般不导电）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂3.3.常见的原子晶体常见的原子晶体 某些非金属单质：某些非金属单质： 某些非金属化合物：某些非金属化合物： 某些氧化物：某些氧化物： 金刚石（金刚石（C）、晶体硅）、晶体硅(Si)、 晶体硼（晶体硼（B）、晶体锗）、晶体锗(Ge)等等碳化硅（碳化硅（Si

3、C）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BN）晶体）晶体二氧化硅（二氧化硅（ SiO）Al2O3晶体晶体10928 共价键 思考：在金刚石晶体中，每个碳与周围思考：在金刚石晶体中，每个碳与周围多少个碳原子成键？多少个碳原子成键？形成怎样的空间结构？形成怎样的空间结构？ 最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？在同一平面内？ 在金刚石晶体中，碳原子个数与在金刚石晶体中，碳原子个数与C-C键数之比为多少？键数之比为多少？12g金刚石金刚石C-C键数为多少键数为多少NA？4正四面体正四面体6，否，否1：22 NA18010928SiO共价键解释：结构相似的原子

4、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 晶体锗晶体锗交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原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？ 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色

5、。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、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/cm2.25g/cm3 3，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石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 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

6、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。小结原子晶体与分子晶体的比较小结原子晶体与分子晶体的比较 分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体构成微粒构成微粒晶体内相互作晶体内相互作用力用力硬度、熔沸点硬度、熔沸点熔、沸点变化熔、沸点变化规律规律化学式能否表化学

7、式能否表示分子结构示分子结构分子分子原子原子分子间作用力（氢键）分子间作用力（氢键）共价键共价键低低高高1、对于组成结构相似的物质，、对于组成结构相似的物质，比较相对分子质量比较相对分子质量2、极性分子、极性分子非极性分子非极性分子3、氢键作用、氢键作用键长、键能键长、键能不能不能能能思考思考为何为何CO2熔沸点比熔沸点比SiO2低？而破坏低？而破坏CO2分子却比分子却比SiO2更难？更难？ 因为因为COCO2 2是分子晶体，是分子晶体，SiOSiO2 2是原子晶体，所以是原子晶体，所以熔化时熔化时COCO2 2是破坏范德华力而是破坏范德华力而SiOSiO2 2是破坏化学键。是破坏化学键。所以

8、所以SiOSiO2 2熔沸点高。熔沸点高。 破坏破坏COCO2 2分子与分子与SiOSiO2 2时，都是破坏共价健，时，都是破坏共价健，而而C-OC-O键能键能Si-OSi-O键能，所以键能，所以COCO2 2分子更稳定。分子更稳定。复习：原子晶体与分子晶体的比较复习：原子晶体与分子晶体的比较 分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体构成微粒构成微粒相互作用力相互作用力硬度、熔沸点硬度、熔沸点溶解性溶解性导电性导电性分子分子原子原子分子间作用力（氢键）分子间作用力（氢键）共价键共价键低低高高不溶于任不溶于任何溶剂何溶剂部分溶于水部分溶于水不导电，部不导电，部分为半导体分为半导体不导电不导电思考：如何比

9、较两个晶体的熔沸点或硬度？思考：如何比较两个晶体的熔沸点或硬度？1 1、判断二者晶体类型：、判断二者晶体类型：一般情况下，原子晶体的熔沸点都高于分子晶体。一般情况下，原子晶体的熔沸点都高于分子晶体。2 2、如果是同种晶体，比较晶体内各微粒之间相互作、如果是同种晶体，比较晶体内各微粒之间相互作用力的大小。用力的大小。 对于分子晶体对于分子晶体,一般地说一般地说,对于组成结构对于组成结构相似的物质相似的物质,相对分子质量相对分子质量越大越大,分子间作用分子间作用力越大力越大,物质的熔沸点越高。物质的熔沸点越高。 对于原子晶体对于原子晶体,一般地说一般地说, 原子间原子间键长键长越越短，短，键能键能

10、越大，共价键越稳定，物质的熔沸越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。点越高，硬度越大。1 1、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（型也相同的是（ ）（A A）SOSO2 2与与SiOSiO2 2 （B B）C0C02 2与与H H2 2O O （C C）C C与与HCl HCl （D D）CClCCl4 4与与SiCSiC 2 2、碳化硅、碳化硅SiCSiC的一种晶体具有类似金刚石的结的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中构，其中C C原子和原子和S S原子的位置是交替的。在下原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石列三种晶体金刚石

11、晶体硅晶体硅 碳化硅中，碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（它们的熔点从高到低的顺序是（ ）（A A） （B B） （C C） （D D） BA3 3、19991999年美国年美国科学科学杂志报道：在杂志报道：在40GPa40GPa高高压下，用激光器加热到压下，用激光器加热到1800K1800K，人们成功制得了，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是原子晶体干冰，下列推断中不正确的是 （ ）（A A）原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很）原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度大的硬度（B B）原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料）原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料（C C）原子

12、晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料）原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料（D D）每）每1mol1mol原子晶体干冰中含原子晶体干冰中含4molC4molCO O键键B4、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） A124g P4含有的含有的PP键的个数为键的个数为6NA B12g石墨中含有的石墨中含有的CC键的个数为键的个数为2NA C12g金刚石中含有的金刚石中含有的CC键的个数为键的个数为1.5NA D60gSiO2中含中含SiO键的个数为键的个数为2NAA判断晶体类型的方法判断晶体类型的方法1. 依据物质的分类判断依据物质的分类判断 金属氧化物（如金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、

13、强碱（如等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是等）和绝大多数的盐类是离子晶体离子晶体。 大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）都是酸、绝大多数有机物（除有机盐外）都是分子晶体分子晶体。 常见的常见的原子晶体原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 金属单质（除汞外）与合金是金属单质（除汞外）

14、与合金是金属晶体金属晶体。 2. 依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断依据组成晶体的晶格质点和质点间的作用判断 离子晶体离子晶体的晶格质点是的晶格质点是阴、阳离子阴、阳离子，质点间的作用是，质点间的作用是离离子键子键；原子晶体原子晶体的晶格质点是的晶格质点是原子原子，质点间的作用是，质点间的作用是共共价键价键；分子晶体分子晶体的晶格质点是的晶格质点是分子分子，质点间的作用为，质点间的作用为分分子间作用力子间作用力；金属晶体金属晶体的晶格质点是的晶格质点是金属离子和自由电金属离子和自由电子子，质点间的作用是，质点间的作用是金属键金属键。 3. 依据晶体的熔点判断依据晶体的熔点判断 离子晶体离子晶体的熔点较高，常在数百度至一千余度；的熔点较高，常在数百度至一千余度； 原子晶体原子晶体熔点高，常在一千度至几千度；熔点高，常在一千度至几千度； 分子晶体分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；熔点低，常在数百度以下至很低温度； 金属晶体金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。多数熔点高，但也有相当低的。 4. 依据导电性判断依据导电性判断离子晶体离子晶体水溶液及熔化时能导电；水溶液及熔化时能导电；原子晶体原子晶体一般为非导体，但有些能导电，如晶体硅；一般为非导体，但有些能导电，如晶体硅；分子晶体分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（如酸和为非导体，而分子晶体中的电解质（如酸