優(yōu)品課件之分子晶體與原子晶體導學案

1、優(yōu)品課件 分子晶體與原子晶體導學案 選修三第三章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體導學案（第 2課時） 學習時間2011 2012學年上學期周【課標要求】知識與技能 要求：1.掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。2. 了解金剛石等典型原子晶體的結構特征，能描述金剛石、二氧化硅等 原子晶體的結構與性質(zhì)的關系【復習】1、什么是分子晶體？試舉例 說明。2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？【觀察與思考】 分析下表數(shù)據(jù)，判斷金剛石是否屬于分子晶體 項目/物質(zhì) 干冰 金剛 石熔點很低3550C沸點很低4827C【閱讀與思考】閱讀教材 P68倒數(shù)第一自然段以前內(nèi)容，明確金剛石的晶型與結構，并完成 1.

2、 原子晶體：_2.構成粒子：; 3. 粒子間的作用：;金剛石晶體C-C鍵長C-C鍵能鍵角熔 點 硬度 原子晶體的物理性質(zhì)：熔、沸點 硬度; 般的溶劑； 電 【合作探究】：（1）在金剛 石晶體中，每個C與多少個C成鍵？形成怎樣的空間結構？最小碳環(huán) 由多少個C原子構成？它們是否在同一平面內(nèi)？（2）12克金剛C-C 鍵數(shù)為多少NA？ （3）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與C-C鍵數(shù)之 比為多少？【回顧】根據(jù)所學二氧化碳與二氧化硅知識，填寫下表： 物質(zhì)/項目 狀態(tài)（室溫）熔點C CO2 -56.2 SiO2 1723【閱讀】教材 P68倒數(shù)第一自然段及圖3-15，結合必修一 P74 （科學視野）思考： 1

3、. CO2與SiO2的晶體結構是否相同？ 2.SQ2的化學式是否可以代表 其分子式，為什么？ 3.為什么SiO2的熔沸點很高、硬度很大？【閱 讀】教材P69第一自然段，明確常見的原子晶體： ?【學與問】教材P69 1.怎 樣從原子結構的角度理解金剛石、硅和錯的熔點和硬度依次下降？ 2. “具有共價鍵的晶體叫做原子晶體?！边@種說法對嗎？為什么？ 【閱讀】P69-71 （通過表3-3明確判斷原子晶體熔點高低的方法） 【典例解悟】1、關于SiO2晶體的敘述正確的是（）A、通常 狀況下，60克SiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA（NA表示阿伏加德羅 常數(shù)的數(shù)值）B60克SiO2晶體中，含有2NA個 Si

4、- O鍵C、 晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點 D SiO2晶體中含有1個硅原子，2個氧原子2、碳化硅（SiC）的一 種具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交替出現(xiàn)的， 即每個Si原子處于四個C原子構成的四面體的內(nèi)部，每個 C原子也 處于四個Si原子構成的四面體的內(nèi)部。下列三種晶體：金剛石 晶體硅 碳化硅中，它們的熔點由高到低的順序是（）A、 B、C、 D、3.晶體硅（Si）和金剛砂（SiC）都 是與金剛石相似的原子晶體，請根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，分析其熔點、硬度 的大小與其結構之間的關系。晶體 鍵能/kJ?mol1鍵長/pm熔點/C 摩氏硬度 金剛石（CC）34

5、8 154 3900 10 金剛砂（CSi）301 184 2700 9.5晶體硅（Si Si）226 234 1410 6.5【本堂小結】1.原子 晶體：2.構成粒子： ; 3.粒子間的作用 , 4.原子晶體的物理性質(zhì)（1）熔、沸點, 硬度一般的溶劑。 （3）導電。原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因 原子晶體的化學式是否可以代表其分子式 原因。5.常見的原子晶體有 。判斷晶體類型的依據(jù)（1）看 構成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。對分子晶體,構成晶體的 微粒是,微粒間的相互作用是;對于 原子晶體，構成晶體的微粒是，微粒間的相互作用是 。 （2）看物質(zhì)的物理性質(zhì)（如：熔、沸點或硬度）。一 般情況

6、下，不同類晶體熔點高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸 點高得多 【對點練習】1.下列物質(zhì)的熔沸點高低順序中，正確的是 （）A、金剛石 晶體硅二氧化硅碳化硅B、CI4CBr4CCI4CHC MgOH2OO2N2金剛石 生鐵純鐵 鈉2.氮化鋁（AlN）常用做砂 輪及高溫爐襯材料，熔化狀態(tài)下不導電，可知它屬于（ ）。A、離子 晶體B、原子晶體C、分子晶體D、無法判斷3.下列敘述正確的是 （）A、離子晶體中一定含有活潑金屬元素的離子。B、 離子晶體都是化合物。C、固態(tài)不導電、水溶液能導電，這一性質(zhì)能 說明某晶體一定是離子晶體。 D、離子晶體一般具有較高的熔點。 4. 關于晶體的下列說法正確的是（）A

7、、在晶體中只要有陰離 子就一定有陽離子。B、在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。 C原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高。D分子晶體的熔點 一定比金屬晶體的低。5. （2005江蘇咼考，）氮化鋁（）具有耐咼 溫、耐沖擊、導熱性能好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應用于電子工業(yè)、推測 陶瓷工業(yè)等領域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應合成：， 下列敘述正確的是（）A.氮化鋁的合成反應中，N2是還原劑，AI2O3 是氧化劑B.上述反應中每生產(chǎn)2molAIN, N2得到3電子C.氮化鋁 中氮元素的化合價為-3價D.氮化鋁晶體屬于分子晶體6、下列物 質(zhì)中，屬于原子晶體的化合物是（）A.水晶B.晶體硅C.金剛石D. 干冰

8、7.有關原子晶體的敘述中錯誤的是（）A.原子晶體中，原子 不遵循緊密堆積原則B.原子晶體的熔點和硬度都較高 C.原子晶體 中不存在獨立的分子D.原子晶體熔化時不破壞共價鍵 8.碳化硅 （SiC）的一種晶體具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的 位置是交替的。在下列三種晶體金剛石 晶體硅 碳化硅中它們 的熔點，從高到低的順序是（）A.B.C. D.9.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)，回答下列 問題：金剛石 晶體硅 晶體硼 熔點（K） 3823 1683 2573沸點（K） 5100 2628 2823 硬度（moh） 10 7.0 9.5（1）晶體硼的晶體類型 屬于 晶體。（2）已知

9、晶體硼的基本結構單元是由硼原子構成的正 二十面體如圖，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每 個頂點各有一個硼原子，通過觀察圖形及推算，可知此結構單元是由 個硼原子構成，其中BB鍵間的鍵角是 （填度數(shù)）?！菊n后作業(yè)】 1.氮化硼（BN）是一種新型結構材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)良 特性，下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的微粒間作用與氮化硼熔化時克 服的微粒間作用都相同的是（）A.硝酸鈉和金剛石 B .晶體 硅和水晶C .冰和干冰D .苯和萘2 .在40 GPa高壓下，用激光器 加熱到1 800 K時，人們成功制得原子晶體干冰，其結構和性質(zhì)與 SiO2原子晶體相似，下列說法正確的是（）A

10、.原子晶體干冰易 汽化，可用作制冷劑B .原子晶體干冰有很高的熔點和沸點 C.原子 晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D . 1 mol原子晶體干冰中含 2 mol C O鍵3.有關晶體的敘述中正確的是（）A .在SiO2晶 體中，由Si、0構成的最小單元環(huán)中共有8個電子B .在12 g金剛 石中，含C-C共價鍵鍵數(shù)為4NA C.干冰晶體熔化只需克服分子間 作用力D.金屬晶體是由金屬原子直接構成的 4.分子晶體中一定有 共價鍵嗎？分子晶體熔化時破壞共價鍵嗎？5 .二氧化硅和二氧化碳 的熔、沸點為何相差很大？ 5.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬 度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純

11、硅與純氮在1 300C反應獲得。（1）氮化硅屬于晶體（填晶體類型）。（2） 已知氮化硅的晶體結構中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、 Si原子和Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結構。 請寫出氮化硅的化學式： 。（3）現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣 氛保護下，加強熱發(fā)生反應，可得較高純度的氮化硅。反應的化學方 程式為。6.二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結構。 其晶體的晶胞結構模型如下圖所示。請認真觀察該晶體模型后回答以 下問題： （1）二氧化硅晶體中最小環(huán)為 元環(huán)。（2）每個硅原子為 最小環(huán)共有。（3）每個最小環(huán)平均擁有硅原子、 氧原子。7. （1）上圖為干冰的晶胞結構，觀察圖形，確

12、 定在干冰中每個C02分子周圍有個與之緊鄰且等距離的C02分 子。在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰， 出現(xiàn)的現(xiàn)象為，反應的化學方程式是 。（1） 由高到低的順序是_ 是 F列三種晶體C02CS2SiO2的熔點 用序號填空），其原因 。8 .下圖表示一些晶體中的某些結構，它們分別是 NaCI、CsCI、干冰、金剛石、石墨結構中的某一種的某一部分。 （1）其中代表金剛石的是（填編號字母，下同），其中每個碳 原子與個碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于晶體。 （2）其中代表石墨的是 ，其中每個正六邊形占有碳原子數(shù) 平均為個。（3）其中代表NaCI的是 每個Na+周圍 與它最接近且

13、距離相等的Na+有 。 （4）代表CsCI的是 它屬于晶體，每個Cs+與個CI -緊鄰。（5） 代表干冰的是，它屬于晶體，每個CO2分子與 個CO2分子緊鄰。 疑點反饋：（通過本課學習、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識，請 記錄下來） 選修三第三章第二節(jié)分子晶體與原子晶體導學案（第 2課時） 【閱讀與思考】1.相鄰原子間以共價鍵相結合而形成的空間網(wǎng)狀結 構的晶體。2 .原子；3.共價鍵；【回顧】 狀態(tài)（室溫）氣態(tài) 固 態(tài) 【閱讀】1.SQ2和C02的晶體結構不同。在SiO2晶體中，1個 Si原子和4個0原子形成4個共價鍵，每個Si原子周圍結合4個0 原子；同時，每個0原子跟2個Si原子相結合。實

14、際上，SiO2晶體 是由Si原子和0原子按1: 2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體?！緦W 與問】1.提示 從碳到錯，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半 徑依次增大，C-C鍵、Si Si鍵、Ge-Ge鍵的鍵長依次增大，鍵長 越短，共價鍵越牢固，而熔化時破壞的是共價鍵，因此鍵的穩(wěn)定性是 C C鍵Si Si鍵Ge_Ge鍵，所以金剛石、硅、錯的熔點和硬度依 次下降。2 .提示 不對。如HCI、H20 C02 CH3CH2O分子中都有 共價鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體 Si、SiC、SiO2中都 有共價鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價鍵相結合形成 空間網(wǎng)狀結構的晶體才是原子晶體。【典例解

15、悟】1、解析：60克 SiO2晶體即1moISiO2,晶體中含有Si - 0鍵數(shù)目為4mol （每個硅原 子、氧原子分別含有4個、2個未成對電子，各拿出一個單電子形成 Si 0共價鍵)，含4NA個Si O鍵；SiO2晶體中含有無數(shù)的硅原子 和氧原子，只是硅氧原子個數(shù)比為 1: 2。答案：C 2、解析：在結 構相似的原子晶體中，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔、沸 點越高。題目中所給的信息是有關SiC結構的知識，通過信息加工并 比較碳原子和硅原子的半徑，應得出 Si-Si鍵的鍵長比Si-C鍵的鍵 長長，Si-C鍵比C-C鍵的鍵長長的結論，所以鍵能由高到低的順序 應該是C-C鍵C-Si鍵Si-

16、Si鍵，由此可推出熔點由高到低的順序是 。答案：A 3.解析 在原子晶體里，所有原子都以共價鍵相 互結合，整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結構。所以，影響原子晶 體的熔點、硬度的主要因素就是共價鍵的鍵能大小，鍵能越大，原子 晶體的熔點、硬度越高，而共價鍵的鍵能又與鍵長相關，一般來說， 鍵長越短，鍵能越大，鍵長越長，鍵能越小。答案 鍵長越短，鍵 能越大，熔點越高，硬度越大；反之，鍵長越長，鍵能越小，熔點越 低，硬度越小。原子晶體物理性質(zhì)的差異主要是由共價鍵鍵能的不 同造成的，鍵能越大，熔、沸點越高，硬度越大。而鍵能又與鍵長有 關，鍵長可由成鍵原子半徑的相對大小得出。一般來說，成鍵原子的 半徑之和越大，鍵長越長，鍵能越小。【對點練習】 參考答案：1、 BC 2、B 3、B、D 4、A 5、C 6、A 7、D 8、A 9.(1)原子(2) 12 60 【課后作業(yè)】1.答案 B 2 .答案 B 3.有答案 C 4 .答 案 不一定，如稀有氣體晶體中只有分子間作用力而無化學鍵。分子 晶體熔化時只破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。5 .答案 SiO2 為原子晶體，C02為分子晶體，熔化時破壞的分別是為共價鍵和分子 間作用力，故SiO2熔、沸點高，而C02熔、沸點低。5.答案(1) 原子 (2)Si3N4 (3)3SiCI4+ 2N