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文檔簡介

1、 / 11離子晶體、分子晶體和原子晶體( 三 )一、學(xué)習目的1掌握相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀構(gòu)造的晶體屬于原子晶體。2 以金剛石為例, 了解原子晶體的物理性質(zhì) (熔、 沸點, 導(dǎo)電性和溶解性)二、學(xué)習過程 復(fù)習發(fā)問 (一)基本知識點(學(xué)生自學(xué)完成)原子晶體:相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀構(gòu)造的晶體。構(gòu)成粒子: ; 。粒子間的作用 ,原子晶體的物理性質(zhì)熔、沸點 ,硬度 一般的溶劑。 導(dǎo)電。原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因 原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式原因 。常見的原子晶體有等。_判斷晶體類型的依據(jù)看構(gòu)成晶體的微粒品種及微粒間的互相作用。對分子晶體, 構(gòu)成晶體的微粒是,微

2、粒間的互相作用 TOC o 1-5 h z 是;對于離子晶體, 構(gòu)成晶體的是微粒是, 微粒間的互相作鍵。對于原子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是,微粒間的互相作用是鍵??次镔|(zhì)的物理性質(zhì)( 如:熔、沸點或硬度) 。一般情況下, 不同類晶體熔點高低順序是 晶體 晶體晶體。原子晶體、離子晶體比分子晶體的熔、沸點高得多(二)重點點撥晶體晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。其構(gòu)造特征是其內(nèi)的原子或分子在主維空間的排布具有特定的周期性, 即隔一定距離反復(fù)出現(xiàn)。 反復(fù)的單位可以是單個原子或分子, 也可以是多個分子或原子團。 反復(fù)的單位必須具備3 個條件, 化學(xué)組成相同, 空間構(gòu)造 ( 包括化學(xué)鍵) 相同,化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)

3、境相同。晶胞的概念在晶體構(gòu)造中具有代表性的基本的反復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地反復(fù)就產(chǎn)生了宏觀的晶體。 可以說, 晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小, 形狀和質(zhì)點的品種 ( 分子、 原子或離子) 以及它們之間的作用力所決定的。納米材料我們平常所見到的材料,絕大多數(shù)是固體物質(zhì),它的顆粒一般在微米級,一個顆粒包含著無數(shù)個原子和分子,這時候,材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質(zhì)。 當人們用特殊的方法把顆粒加工到納米級大小, 這時的材料則被稱之為納米材料, 一個納米級顆粒所含的分子數(shù)則大為減少。奇異的是,納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化學(xué)特性,和微米級材料的性質(zhì)迥然不同。納米材料的粒子是超細微的,

4、粒子數(shù)多、外表積大,而且處于粒子界面上的原子比例甚高, 一般可達總數(shù)的一半左右。 這就使納米材料具有不尋常的外表效應(yīng), 界面效應(yīng)等。 因此而呈現(xiàn)出一系列獨特的性質(zhì)。納米顆粒和晶胞是兩個完全不同的概念:晶胞是晶體中最小的反復(fù)單元,這種反復(fù)單元向空間延伸,構(gòu)成晶體,而納米顆粒自己就是一個分子, 納米材料在構(gòu)造上與分子晶體有相似的地方, 但其實不相同。納米材料其實不是新的物質(zhì),只不過是將傳統(tǒng)材料的顆粒進一步超細微化, 這樣對物質(zhì)的物理性質(zhì)的改變十分巨大, 使之具備了一些傳統(tǒng)材料所無法具備的性質(zhì)。 為什么與傳統(tǒng)材料相比, 納米材料的性質(zhì)改變?nèi)绱司薮螅茖W(xué)界目前還無法做出最終解釋。(三)講練(先練后講)

5、 例 1下列的晶體中,化學(xué)鍵品種相同,晶體類型也相同的是 ( )A. S 02與S i02 B. C02與H20C . NaCl 與H C l D. C C 14 與K C l 解析 抓住晶體粒子的化學(xué)鍵去判斷晶體類型這一關(guān)鍵進行比照。如S 02與S i02都是共價化合物,但是,晶體內(nèi)的作用力是分子間作用力,S02為分子晶體,而Si02中硅與氧以共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀的 原子晶體。答案B例2碳化硅S i C的一種晶體具有類似金剛石的構(gòu)造,其中C原子和S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.解析C與S i同為I VA族元素,它們的相

6、似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體,硅晶體,碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐步增大,形成共價鍵的鍵能逐步減弱??赏茢嗵蓟钁?yīng)在S i與C之間。三種原子晶體,空間構(gòu)造相似,熔點決定于它們的鍵長與鍵能,故熔點從高到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。答案A 例 3下列晶體分類中正確的一組是 ( )離子晶體原子晶體 分子晶體ANaOHA rS 02BH2so4石墨SCCH3coONa水晶DB a( O H )2金剛石玻璃解析從晶體中構(gòu)造粒子的性質(zhì)去判斷晶體的類型。NaO H、CH3COON a、Ba( OH )2都是通過離子鍵互相結(jié)合的離子晶體,純H2s 04,無H+,系分子晶體。A是氣體,分子間以范德華力

7、互相結(jié)合為分子晶體,石墨是過渡型或混合型晶體,水晶S i02與金剛石是典型原子晶體。硫的化學(xué)式以1個S表示,實際上是S 8,氣體時為S2,是以范德華力結(jié)合的分子晶體。玻璃無一定的熔點,加熱時逐步軟化,為非晶體,是無定形物質(zhì)。答案C 例 4單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下表數(shù)據(jù)金剛石晶體硅晶體硼熔點382316832573沸點510026282823硬度107.09.5 晶 體 硼 的 晶 體 類 型 屬 于 晶 體 , 理 由 是已知晶體硼構(gòu)造單元是由硼原子組成的正二十面體, 其中有 20 個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點,每個項點上各有1個B原子。通過視察圖形及推算,此晶體體構(gòu)造單元由個硼原

8、子構(gòu)成。其中BB鍵的鍵角為解析原子,理由:晶體的熔、沸點和硬度都介于晶體S i和金剛 石之間,而金剛石和晶體S i均為原予晶體,B與C相鄰與S i處于 對角線處,亦為原于晶體。每個三角形的頂點被5 個三角形所共有,所以,此頂點完全屬于一個三角形的只占到1/5,每個三角形中有3個這樣的點,且晶體B 中有20個這樣的角形,因此,晶體B中這樣的頂點 (B原子)有 3/5 X 20=12 個。又因晶體B中的三角形面為正三角形,所以鍵角為60(四)總結(jié)歸納1相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀構(gòu)造的晶體屬于離子晶體。2構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強共價鍵相結(jié)合,而且形成空間網(wǎng)狀構(gòu)造。鍵能大。原子

9、晶體的熔點和沸點高。3 同種晶體: 若同為原子晶體,成鍵的原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,晶體熔點越高:如金剛石Si CSi。第 3 課時針對性訓(xùn)練(原子晶體) 一、選擇習題 TOC o 1-5 h z 下列晶體中不屬于原子晶體的是( )A .干冰B .金剛砂C .金剛石D.水晶在金剛石的網(wǎng)狀構(gòu)造中,含有共價鍵形成的碳原子環(huán),其中最小的環(huán)上,碳原子數(shù)是( )A.2個B.3個C .4個D.6個3,下列各物質(zhì)中,按熔點由低到高排列正確的是( )A.0IH gB . C0(2)K Cl、S i02C . Na、K、R bD.SiC、NaCl、S 02下列各晶體申琪中任御一個原子都被相鄰的 4 個原

10、子所包圍; 似共價鍵潞戒正四面體構(gòu)造,并向空間伸展虞網(wǎng)狀構(gòu)造的是 ( )A.甲烷B.石墨C.晶體硅D.水晶在x mol石英晶體中,含有S i- O鍵數(shù)是()A .x mol B .2x moC .3 x mol D.4x mol固體熔化時,必須毀壞非極性共價鍵的是( )A.冰B .晶體硅C .澳D .二氧化硅石墨晶體是層狀構(gòu)造, 在每一層內(nèi); 每一個碳原于都跟其他3 個碳原子相結(jié)合, 如圖是其晶體構(gòu)造的俯視圖, 則圖中 7 個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是( )A.10 個 B.18 個C .24 個 D.14 個二、填空習題石英晶體的平面示意圖如圖所示,實際上是立體網(wǎng)狀構(gòu)造,其中硅,氧原子個數(shù)比

11、為 Si 0 44-離子構(gòu)造用周 表示,在二聚硅酸根離子S i2 0 76-中只有硅氧鍵,它的構(gòu)造應(yīng)是 氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300 反應(yīng)獲得。氮化硅晶體屬于 晶體。(2)已知氮化硅的晶體構(gòu)造中,原子間以單鍵相連,且N原子和N原子,S i原子和S原子不直接相連,同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定構(gòu)造。請寫出氮化硅的化學(xué)式(3)現(xiàn)用S i C14和凡在H,氣氛保護下,加強熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為11.短周期元素K、Y、Z在周期表中位置關(guān)系如圖:(1)x 元素的單質(zhì)分子式是,若 x 核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等,x 單質(zhì)的摩爾質(zhì)量為 ,單質(zhì)是 晶體。(2)自然界中存在一種含Y的天然礦物名稱是:電子式為,屬于晶體。(4)z單質(zhì)的晶體類型屬于 , Z的氫化物和最高價氧化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 12.有A、B、C三種晶體,分別由C、H、N a、Cl四種元素中的一種或幾種形成,對這三種晶體進行實驗,結(jié)果如下圖所示(1)晶體的化學(xué)式分別為:A B C 晶體的類型分別為:A B C(3)晶體中粒子間的作用分別為:A B C第 3 課時練習答案一、選擇習題1. A 2. D 3

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