分子晶體和原子晶體公開課

關(guān)于分子晶體和原子晶體公開課第一頁，共十八頁，2022年，8月28日思考與交流CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示，通過比較試判斷SiO2晶體是否屬于分子晶體。

碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，為什么CO2晶體的熔、沸點(diǎn)很低，而SiO2晶體的熔沸點(diǎn)很高？第二頁，共十八頁，2022年，8月28日二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)SiO共價(jià)鍵第三頁，共十八頁，2022年，8月28日一、原子晶體（共價(jià)晶體）1、定義：相鄰原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成微粒：微粒間的相互作用：熔化時(shí)需克服的作用：原子共價(jià)鍵共價(jià)鍵注意原子晶體中不存在單個(gè)分子，沒有分子式。SiO2是表示晶體中Si、O原子數(shù)之比是1:2的化學(xué)式第四頁，共十八頁，2022年，8月28日對(duì)比分子晶體和原子晶體的數(shù)據(jù)，原子晶體有何物理特性？第五頁，共十八頁，2022年，8月28日在原子晶體中，由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的2.原子晶體的物理特性（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高（2）硬度大（3）一般不導(dǎo)電（4）且難溶于一些常見的溶劑第六頁，共十八頁，2022年，8月28日思考：金剛石的結(jié)構(gòu)特征：1、金剛石晶體中每個(gè)碳原子與它直接相鄰的＿＿＿個(gè)碳原子形成＿＿＿＿結(jié)構(gòu)，其碳原子的雜化類型為＿＿＿，C-C-C的夾角為＿＿＿2、金剛石晶體中平均每個(gè)碳原子形成＿＿個(gè)C-C鍵，所以金剛石中碳原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為＿＿＿，12g金剛石中C—C鍵數(shù)為＿＿＿

NA個(gè)4正四面體sp3109o28′21:22第七頁，共十八頁，2022年，8月28日3.常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）、晶體鍺(Ge)等某些非金屬化合物：碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶體、Al2O3第八頁，共十八頁，2022年，8月28日(2)硅晶體

若以硅原子代替金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子，便可得到晶體硅的結(jié)構(gòu)，不同的是硅晶體中的Si-Si鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵長作為晶體管材料第九頁，共十八頁，2022年，8月28日109o28′SiO共價(jià)鍵(3)二氧化硅晶體

若在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)Si-Si鍵中“插入”一個(gè)氧原子，便可得到以硅氧四面體為骨架的SiO2晶體的結(jié)構(gòu)第十頁，共十八頁，2022年，8月28日思考3:

在二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)是＿＿＿＿，1molSiO2中含＿＿

molSi—O鍵SiO2的結(jié)構(gòu)特征思考1：

每個(gè)硅原子周圍緊鄰的氧原子有＿＿個(gè)，每個(gè)氧原子周圍緊鄰的硅原子有＿＿個(gè)，在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是＿＿思考2：

在SiO2晶體中每個(gè)硅原子連接有＿＿個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氧原子連接有＿＿個(gè)共價(jià)鍵，硅原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是＿＿氧原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是＿＿421:2421:41:2十二元環(huán)4SiO第十一頁，共十八頁，2022年，8月28日交流與研討1、怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？

由于金剛石、硅和鍺的晶體都是原子晶體，形成晶體的粒子均為原子，粒子間的相互作用是共價(jià)鍵，所以熔點(diǎn)和硬度的大小由共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定。由于碳、硅、鍺三種原子的原子半徑依次增大，各個(gè)原子之間的共價(jià)鍵的鍵長依次增大，鍵的強(qiáng)度依次減弱，所以金剛石、晶體硅和晶體鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。2、“含有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體。”這種說法對(duì)嗎？為什么？

不對(duì)，“具有共價(jià)鍵”并不是判定原子晶體的唯一條件分子晶體的分子內(nèi)部也有共價(jià)鍵，如冰和干冰晶體都是分子晶體，但H2O和CO2中存在共價(jià)鍵。對(duì)原子晶體的認(rèn)識(shí)處理要求“具有共價(jià)鍵”外，還要求形成晶體的粒子是原子第十二頁，共十八頁，2022年，8月28日原子晶體和分子晶體的差異晶體類型分子晶體原子晶體定義組成粒子粒子間的相互作用熔、沸點(diǎn)硬度溶解性實(shí)例分子原子分子間作用力共價(jià)鍵較低很高很小很大一般可溶于水和某些溶劑一般不溶冰、干冰等金剛石、硅等第十三頁，共十八頁，2022年，8月28日課堂檢測(cè)2、氮化硼（BN）是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)異特性，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化時(shí)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B1、下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是＿＿

A．NaOHB．SiO2C．CsClD．SO3

D第十四頁，共十八頁，2022年，8月28日3、根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的是（）A、熔點(diǎn)2700℃,導(dǎo)電性好,延展性強(qiáng)B、無色晶體,熔點(diǎn)3550℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C、無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D、熔點(diǎn)-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電B第十五頁，共十八頁，2022年，8月28日4、2003年美國《科學(xué)》雜志報(bào)道：在超高壓下，科學(xué)家用激光器將CO2加熱到1800K，成功制得了類似石英的CO2原子晶體。下列關(guān)于CO2晶體的敘述中不正確的是()

（A）該原子晶體有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度（B）該原子晶體易氣化，可用作制冷材料（C）該原子晶體的硬度大，可用作耐磨材料（D）該每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵B第十六頁，共十八頁，2022年，8月28日5、填空：氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應(yīng)該是________