1、第2课时 原子晶体,第三章 第二节 分子晶体与原子晶体,目标定位 1.知道原子晶体的概念，能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。 2.学会晶体熔、沸点比较的方法。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,一、原子晶体的概念及其性质,1.金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题：,(1)在晶体中每个碳原子以 对称地与相邻 的4个碳原子相结合，形成 结构，这些正四 面体向空间发展，构成彼此联结的立体 结构。 (2)晶体中相邻碳碳键的夹角为 ，碳原子 采取了 杂化。 (3)最小环上有 个碳原子。 (4)晶体中C原子个数与CC键数之比为 。 (5)晶体中CC
2、键键长 ，键能 ，故金刚石的硬度 ， 熔点 。,4个共价单键,正四面体,网状,10928,sp3,6,12,很短,很大,很大,很高,2.通过以上分析，总结原子晶体的概念 (1)概念：相邻原子间以 相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。 (2)构成微粒：原子晶体中的微粒是 ，原子与原子之间的作用力是。 (3)常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、_等；某些非金属化合物，如 、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。,共价键,原子,共价键,晶体,硅(Si),碳化硅(SiC),每个硅原子都采取 杂化，以 个共价单键与 个氧原子结合，每个氧原子与 个硅原子结合，向
3、空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为 。 晶体中最小的环为 个硅原子、 个氧原子组成的 元环。,如二氧化硅的结构为,sp3,4,4,2,12,6,6,12,(4)由于原子晶体中原子间以较 的共价键相结合，故原子晶体：熔、沸点 ，硬度 ，一般 导电， 溶于溶剂。,很高,大,不,强,难,原子晶体的特点 (1)构成原子晶体的微粒是 ，其相互作用力是 。 (2)原子晶体中不存在单个 ，化学式仅仅表示的是物质中的_关系，不是分子式。,原子,共价键,分子,原子个,数比,1.关于SiO2晶体的叙述中，正确的是 A.通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数) B
4、.60 g SiO2晶体中，含有2NA个SiO键 C.晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 D.SiO2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子,答案,解析,解析 60 g SiO2晶体即1 mol SiO2，晶体中含有SiO键数目为4 mol(每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成SiO共价键)，含4NA个SiO键； SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅、氧原子个数比为12； 在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。,2.金刚石与金刚砂(
5、SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。 试回答： (1)金刚砂属于_晶体。金刚砂的熔点比金刚石的熔点_。 (2)金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合_个碳原子，其中键角是_。 (3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有_个硅原子。 (4)碳、硅原子均采取_杂化。,答案,解析,原子,低,4,10928,3,sp3,解析 由于金刚砂是网状结构，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合，故金刚砂是原子晶体； 硅原子半径比碳原子大，故金刚砂熔点低； 硅和碳电子层结构、成键方式相同，均采取sp3杂化，硅原子周围有4个碳原子，键角为10928；
6、 组成的六元环中，有3个碳原子、3个硅原子。,二、原子晶体和分子晶体比较,1.填写下表,相邻原子间以共价键相结 合而形成的空间立体网状 结构的晶体,分子间以分子间作用 力相结合的晶体,原子,分子,共价键,分子间作用力,熔、沸点高，硬度大，不 溶于常见的溶剂，不导电， 个别为半导体,熔、沸点较低，硬度较小， 部分溶于水，不导电，部 分溶于水导电,破坏共价键,一定破坏范德华力，有时 还破坏氢键，如冰熔化,2.硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。 (1)基态硅原子的核外电子排布式为_。 (2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中SiSi键之
7、间的夹角大小约为_。,1s22s22p63s23p2,10928,解析 晶体硅以一个硅原子为中心，与另外4个硅原子形成正四面体结构，所以SiSi键之间的夹角大小约为10928。晶体类型不同，其熔点具有很大的差别，一般原子晶体的熔点高，而分子晶体的熔点低。,答案,解析,(3)下表列有三种物质(晶体)的熔点：,简要解释熔点产生差异的原因： SiO2和SiCl4：_ _； SiCl4和SiF4：_ _。,SiO2是原子晶体，微粒间作用力为共价键。SiCl4是,分子晶体，微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4,SiCl4和SiF4均为分子晶体,微粒间作用力为范德华力,结构相似时相对分子质
8、量越大，范德华力越大，故SiCl4熔点高于SiF4,答案,3.怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？,答案 从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，CC键、CSi键、SiSi键的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，而熔化时破坏的是共价键，而键的稳定性是CC键CSi键SiSi键，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。,晶体熔、沸点和硬度的比较方法 (1)先判断晶体类型。主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力。对于不同类型的晶体，一般来说，原子晶体的熔、沸点 分子晶体，原子晶体的硬度 分子晶体。 (2)对于同一类型的晶体 原子晶体的熔点高低
9、、硬度大小取决于 的强弱，原子半径_，键长 ，键能 ，共价键 ，熔点 。 分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与_有关，同时还要考虑 及是否存在 。,高于,大于,共价键,越,小,越短,越大,越强,越高,相,对分子质量,分子极性,氢键,3.下列物质的晶体直接由原子构成的一组是 CO2 SiO2 晶体Si 白磷 氨基乙酸 固态He A. B. C. D.,答案,解析,解析 CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成； SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直接由原子构成。,4.下列晶体性质的比较中不正确的是 A.熔点：金刚石碳化硅晶
10、体硅 B.沸点：NH3PH3 C.硬度：白磷冰二氧化硅 D.熔点：SiI4SiBr4SiCl4,答案,解析,解析 A项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)CSiSiSi。键能越大，原子晶体的熔点越高，A项正确； 因为NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点大于PH3的沸点，B项正确； 二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误； 四卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。,学习小结,达标检测,1.氮化硼(BN)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化
11、硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是 A.硝酸钠和金刚石 B.晶体硅和水晶 C.冰和干冰 D.苯和萘,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 因为BN为原子晶体，熔化时克服的微粒间的相互作用是共价键。 A中硝酸钠为离子晶体； C、D中物质均为分子晶体，只有B中物质均为原子晶体。,2.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是 A.冰 B.晶体硅 C.溴 D.二氧化硅,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 冰在融化时克服的是分子间作用力； 晶体硅克服的是非极性共价键； 溴克服的是分子间作用力； 二氧化硅克服的是极性共价键。 选项B符合题意。,3.下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是 A.HFHCl，HCl
12、HBr B.CF4CCl4CBr4 C.I2SiO2 D.H2OH2S，SO2SeO2,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 HCl、HBr、CF4、CCl4、CBr4、SO2、SeO2均为组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，熔点越高。HF、H2O分子间均存在氢键，所以熔点出现“反常”现象。,4.下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种原子晶体的是 Al2O3是两性氧化物 硬度很大 它的熔点为2 045 几乎不溶于水 自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 指的是Al2O3的分类， 指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种原子晶
13、体。,5.现有两组物质的熔点数据如表所示：,1,2,3,4,5,根据表中数据回答下列问题。 (1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。,1,2,3,4,5,答案,解析,原子,共价键,解析 A组熔点很高，应是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的是共价键；,(2)B组中HF熔点反常是由于_ _。,HF分子间能形成氢键，熔化时需要消耗,的能量更多,解析 B组是分子晶体，且结构相似，一般是相对分子质量越大，熔点越高；,(3)B组晶体不可能具有的性质是_ (填序号)。 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 液体状态能导电,1,2,3,4,5,答案,解析,解析 HF的相对分子质量最小但熔点比HCl高，出现反常的原因是HF分子间存在氢键，HF熔化时除了破坏分子间作用力，还要破坏氢键，所需能量更高，因而熔点更高。分子晶体在固态和熔化状态都不导电。,本课结束,
