原子晶体(公开课)

原子晶体苏教版《物构》专题3第三单元考纲对本节内容的要求了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。聚焦高考BeingThankfulLetmecountthewaysYoursubpointshere世界最大的有色钻石407.48克拉（81.50克）钻石恒久远，一颗永流传！世界最大的绿色钻石41克拉（8.2克）

钻石恒久远，一颗永流传！金刚石用金刚石制成的钻头钻石恒久远，一颗永流传！金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？结构决定性质由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如C－C键的键能为348kJ·mol-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。问题探究（一）1.什么是原子晶体?2.原子晶体有哪些物理特性？3.常见的原子晶体有哪些？阅读课本51页，请思考4、晶体中没有单个分子存在；化学式只代表原子个数之比。一.原子晶体1、概念：相邻原子间以共价键结合

形成具有空间立体网状结构的晶体。2、构成微粒：原子

微粒间作用力:共价键3、结构特点：空间立体网状从下面表格中你能获取哪些信息？某些原子晶体的熔点和硬度原子晶体金刚石碳化硅氧化铝石英硅锗熔点℃355026002030171014151211硬度°

10

9.5

9

7

6.5

6.05.

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，所以原子晶体的结构决定性质（1）熔点和沸点很高（耐高温）（2）硬度很大（耐磨）（3）一般不导电6.常见的原子晶体（3）某些氧化物：SiO2（水晶、石英）、Al2O3等性质反映结构（1）某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）等（2）某些非金属化合物：SiC（金刚砂）、氮化硼（BN）、氮化磷（PN）等1、下列晶体中不属于原子晶体的是（）A、食盐B、金刚砂C、金刚石D、水晶练一练2．金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是(

)A．晶体中不存在独立的“分子”B．碳原子间以共价键相结合C．是硬度最大的物质之一D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应AD原子晶体键能∕KJ·mol键长∕pm熔点∕℃摩氏硬度金刚石（C—C）348154355010碳化硅（C—Si）30218426009晶体硅（Si—Si）22623414157问题探究（二）影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：晶体硅（Si）

、金刚砂（SiC）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表3-6中数据分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。表3—6部分原子晶体的键能、键长、熔点和硬度键长:C—C<C–Si<Si—Si键能：C—C>C–Si>Si—Si所以熔点、硬度:金刚石>SiC>Si

结构相似的原子晶体，成键原子的原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，原子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。

二.影响原子晶体熔沸点、

硬度大小的因素：3.（1）碳化硅（SiC）具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅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.①③②B.②③①C.③①②D.②①③A练一练（2）磷化硼（BP）和氮化硼（BN）是受到高度关注的耐磨涂料，它们的结构相似，但氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿N的原子半径比P小，B—N的键长比B—P小，B—N键能较大。金刚石的晶体结构模型问题探究（三）①每个C原子与

个碳原子相连；正四面体三.金刚石的晶体结构

个碳原子形成一个

元环（）６六4②晶体中C原子与C-C键之比

。1：2不共面原子晶体---金刚石金刚石晶胞③每个晶胞中所含碳原子数：8×1/8+6×1/2+4=8109º28´晶体硅（Si）结构示意图共价键180º109º28´SiO共价键问题探究（四）二氧化硅的晶体结构模型①在SiO2晶体中，每个Si原子与

个O原子结合；每个O原子与

个Si原子结合；在SiO2晶体中Si原子与O原子个数之比是

。24四.二氧化硅的晶体结构②在SiO2晶体中，每个Si原子形成

个Si－O共价键；每个O原子形成

个Si－O共价键；Si原子个数与Si－O共价键个数之比是

；O原子个数与Si－O共价键个数之是

。1：2421：41：2SiO2③SiO2空间结构中最小的环含有______个原子。124、判断以下说法是否正确？（1）含1mol硅原子的SiO2晶体中Si-O键的数目为NA。（）（2）12g金刚石中所含有的共价键的数目为NA。（）练一练否否五.判断原子晶体的方法1.记住常见的5种原子晶体；（金刚石、晶体Si、SiO2、SiC、BN）2.根据结构：空间立体网状3.根据物理特性：耐高温、耐磨材料六.几种类型的化学键的比较化学键成键本质键的方向和饱和性影响键强弱的因素金属键金属离子和自由电子之间的相互作用金属元素的原子半径、单位体积内的自由电子数离子键阴、阳离子之间的静电作用离子半径和阴、阳离子的所带电荷数共价键原子间自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对既有方向性又有饱和性原子半径、键长、键能、成键电子数、极性无无练一练5.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，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)氮化硅晶体属于_________晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_______.原子Si3N46、已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是（）A、该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固B、该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C、该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D、该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构D

一、原子晶体：1、原子晶体的概念

2、原子晶体的物理特性

3、常见的原子晶体二、原子晶体熔沸点、硬度的影响因素三、金刚石的晶体结构四、二氧化硅的晶体结构五、原子晶体的判断方法六、几种类型的化学键比较原子晶体整理与归纳

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。知识拓展－石墨石墨晶体结构知识拓展－石墨→混合晶体(1)层状结构,每个C原子与3个C原子结合，形成最小碳环为平面正六边形,