2022化学新人教版分子晶体和原子晶体 省赛获奖

第二课时二．原子晶体（共价晶体）概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。金刚石观察·思考对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？原子晶体的物理特性在原子晶体中，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，所以原子晶体的熔点和沸点高硬度大一般不导电且难溶于一些常见的溶剂常见的原子晶体某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶体、Al2O3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＞硅＞锗交流与研讨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？石墨晶体结构知识拓展－石墨石墨石墨为什么很软？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。石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？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π键），故熔沸点很高。石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为混合键型晶体讨论·总结分子晶体有什么特点？哪些晶体是分子晶体？原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？总结对比原子晶体和分子晶体的差异。原子晶体和分子晶体的差异晶体类型分子晶体原子晶体定义略略组成粒子分子原子粒子间的相互作用分子间作用力共价键物理性质熔沸点低很高硬度小大实例干冰、水等金刚石、硅等晶体类型分子晶体原子晶体定义组成粒子粒子间的相互作用物理性质熔沸点硬度实例分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子共有12个）氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞分子的密堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个）干冰的晶体结构图冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构氢键具有方向性分子的非密堆积思考：（1）石墨为什么很软？（2）石墨的熔沸点为什么很高？石墨的熔点为什么高于金刚石？（3）石墨属于哪类晶体？

熔点（℃）

沸点（℃）石墨36524827金刚石35504827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。它们都有很强的C-C共价键。在石墨中各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），C-C键长比金刚石的短，键的强度大，故其熔点金刚石高。石墨为混合键型晶体。例1.氮化硅（Si3N4）是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于原子晶体

B.分子晶体

C.金属晶体

D.离子晶体答案：A

典型例题例2碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石

②晶体硅

③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是

（

）A.①③②

B.②③①

C.③①②

D.②①③分析：C与Si同为IVA族元素，它们的相似性表现在金刚石是原子晶体，晶体硅，碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大，形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅应在Si与C之间。三种原子晶体，空间结构相似，熔点决定于它们的键长与键能，故熔点从高到低分别是金刚石、碳化硅、晶体硅。答案：A例3、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据

金刚石晶体硅晶体硼熔点>382316832573沸点510026282823硬度107.09.5（1）晶体硼的晶体类型属于________晶体，理由是___________________。（2）已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体结构单元由_____个硼原子构成。其中B—B键的键角为_______。分析：晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间，而金刚石和晶体Si均为原子晶体，B与C相邻与Si处于对角线处，则晶体硼也为原子晶体。晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共有，所以，此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个这样的点，且晶体B中有20个这