人教版高中化學(xué)選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體(第2課時(shí))

19四月20231第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與原子晶體第2課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)19四月20232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？原子晶體19四月20233180o109o28′SiO共價(jià)鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖原子晶體19四月20234SiO2的結(jié)構(gòu)特征在SiO2晶體中①1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子；同時(shí)，每個(gè)O原子跟2個(gè)Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。②最小的碳環(huán)是由6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子組成的12元環(huán)。③1molSiO2中含4molSi—O鍵原子晶體19四月20235二、原子晶體注：（1）構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，（2）原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。（3）整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，是一個(gè)“巨分子”，又稱共價(jià)晶體。思考：只由原子形成的晶體一定是原子晶體嗎？１、概念：所有的相鄰原子間都以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。原子晶體19四月20236晶體類型原子晶體熔、沸點(diǎn)（高低）硬度溶解性導(dǎo)電性2、原子晶體的性質(zhì)

很高很大不溶一般不導(dǎo)電（硅是半導(dǎo)體）某些原子晶體的熔點(diǎn)和硬度原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.0原子晶體19四月202373、典型的原子晶體（1）金剛石在金剛石晶體中每個(gè)碳原子被周圍4個(gè)碳原子包圍,處于中心的該碳原子以共價(jià)鍵與周圍4個(gè)碳原子結(jié)合,成為正四面體型結(jié)構(gòu),碳以SP3雜化軌道形成共價(jià)鍵。這些結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展,構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中形成的最小環(huán)中含6個(gè)碳原子。每個(gè)碳原子被12個(gè)環(huán)共用。

1mol金剛石中含有的C-C共價(jià)鍵數(shù)

2mol。109o28′154pm鍵能： 347.7kj/mol熔點(diǎn)：大于35500C硬度：很大原子晶體19四月20238（2）二氧化硅金剛石二氧化硅4、常見的原子晶體類型（1）某些非金屬單質(zhì)：硼（B）硅（Si）鍺（Ge）（2）某些非金屬化合物：碳化硅（SiC） 氮化硼（BN）（3）某些氧化物：二氧化硅（SiO２）

Al2O3晶體SiO原子晶體19四月20239解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高金剛石＞碳化硅＞晶體硅交流與研討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？2、“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對(duì)嗎？為什么？解釋：不對(duì)，分子晶體中通常也含有共價(jià)鍵，如CO2、O2,某些離子晶體中也含共價(jià)鍵，如NaOH、NH4Cl原子晶體19四月202310莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)，1824年由德國礦物學(xué)家莫斯（Frederich

Mohs）首先提出。確定這一標(biāo)準(zhǔn)的方法是，用棱錐形金剛石鉆針刻劃所試礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測(cè)得的劃痕的深度來表示硬度。資料莫氏硬度原子晶體19四月202311練習(xí)：如圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為

，每個(gè)C完全擁有C－C數(shù)為

。石墨中C－C夾角為：1200，

C－C鍵長：1.42×10－10m層間距：

3.35×10－10m5、石墨及其結(jié)構(gòu)（混合型晶體）空間層狀結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)俯視圖原子晶體19四月202312一種結(jié)晶形碳，有天然出產(chǎn)的礦物。鐵黑色至深鋼灰色。質(zhì)軟具滑膩感，可沾污手指成灰黑色。有金屬光澤。六方晶系，成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀。密度2.25g/cm3，化學(xué)性質(zhì)不活潑。具有耐腐蝕性，在空氣或氧氣中強(qiáng)熱可以燃燒生成二氧化碳。石墨可用作潤滑劑，并用于制造坩鍋、電極、鉛筆芯等。知識(shí)拓展－石墨原子晶體19四月202313石墨晶體結(jié)構(gòu)原子晶體19四月202314例、如右圖所示，在石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)最小的碳環(huán)完全擁有碳原子數(shù)為___，完全擁有C－C數(shù)為___石墨中C－C夾角為120☉，C－C鍵長為1.42×10－10m層間距

3.35×10－10m23原子晶體19四月2023151、石墨為什么很軟？2、石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？3、石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體。原子晶體19四月2023166、科學(xué)視野（1）金剛石（2）天然金剛石的形成高溫、高壓、長時(shí)間在地幔中形成的。（3）金剛石的人工合成①高壓合成②低壓合成原子晶體19四月202317小結(jié)1：金剛石、石墨的比較項(xiàng)目金剛石石墨晶體形狀晶體中的鍵或作用力由最少碳原子形成環(huán)的形狀與個(gè)數(shù)碳原子成鍵數(shù)每個(gè)環(huán)上鍵的平均數(shù)每個(gè)環(huán)上原子的平均數(shù)正四面體空間網(wǎng)狀六邊形平面層狀共價(jià)鍵共價(jià)鍵與范德華力６個(gè)原子不同面６個(gè)原子同面４３6×1/6=16×1/2=36×1/12=1/26×1/3=2原子晶體19四月202318小結(jié)2：分子晶體與原子晶體的比較晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價(jià)鍵分子間作用力很高較低很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電原子晶體19四月202319練習(xí)1、下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵的類型相同，晶體的類型也相同的是（）A.SO2和SiO2B.CO2和H2OC.BN和HClD.CCl4和KClB2、下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)成的一組是（）①CO2②SiO2③晶體Si④白磷⑤氨基乙酸⑥Fe⑦Na2O⑧固態(tài)HeA.①②③④⑤⑥⑦⑧B.②③④⑥⑧C.②③⑧D.①②⑤⑦⑧C原子晶體19四月2023203、C60、金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型如下圖所示（石墨僅表示出其中的一層）（1）C60、金剛石和石墨三者互為

；（2）固態(tài)時(shí)，C60屬于

（填“離子”、“原子”或“分子”）；A、同分異構(gòu)體B、同素異形體C、同系物D