2022化學(xué)新人教版分子晶體和原子晶體 省賽獲獎(jiǎng)

第二課時(shí)二．原子晶體（共價(jià)晶體）概念：相鄰原子間以共價(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)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合。金剛石觀察·思考對(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？原子晶體的物理特性在原子晶體中，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)，所以原子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高硬度大一般不導(dǎo)電且難溶于一些常見的溶劑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解釋：結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高金剛石＞硅＞鍺交流與研討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(shuō)法對(duì)嗎？為什么？石墨晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)拓展－石墨石墨石墨為什么很軟？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。石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高（高于金剛石）？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。石墨屬于哪類晶體？為什么？石墨為混合鍵型晶體討論·總結(jié)分子晶體有什么特點(diǎn)？哪些晶體是分子晶體？原子晶體有什么特點(diǎn)？哪些晶體是原子晶體？氫鍵對(duì)分子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有何影響？總結(jié)對(duì)比原子晶體和分子晶體的差異。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略略組成粒子分子原子粒子間的相互作用分子間作用力共價(jià)鍵物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)低很高硬度小大實(shí)例干冰、水等金剛石、硅等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物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度實(shí)例分子的密堆積（與每個(gè)分子距離最近的相同分子共有12個(gè)）氧（O2）的晶體結(jié)構(gòu)碳60的晶胞分子的密堆積（與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個(gè)）干冰的晶體結(jié)構(gòu)圖冰中１個(gè)水分子周圍有４個(gè)水分子冰的結(jié)構(gòu)氫鍵具有方向性分子的非密堆積思考：（1）石墨為什么很軟？（2）石墨的熔沸點(diǎn)為什么很高？石墨的熔點(diǎn)為什么高于金剛石？（3）石墨屬于哪類晶體？

熔點(diǎn)（℃）

沸點(diǎn)（℃）石墨36524827金剛石35504827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。它們都有很強(qiáng)的C-C共價(jià)鍵。在石墨中各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大π鍵），C-C鍵長(zhǎng)比金剛石的短，鍵的強(qiáng)度大，故其熔點(diǎn)金剛石高。石墨為混合鍵型晶體。例1.氮化硅（Si3N4）是一種新型的耐高溫耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛用途，它屬于原子晶體

B.分子晶體

C.金屬晶體

D.離子晶體答案：A

典型例題例2碳化硅（SiC）的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石

②晶體硅

③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是

（

）A.①③②

B.②③①

C.③①②

D.②①③分析：C與Si同為IVA族元素，它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體，晶體硅，碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價(jià)鍵的鍵能逐漸減弱?？赏茢嗵蓟钁?yīng)在Si與C之間。三種原子晶體，空間結(jié)構(gòu)相似，熔點(diǎn)決定于它們的鍵長(zhǎng)與鍵能，故熔點(diǎn)從高到低分別是金剛石、碳化硅、晶體硅。答案：A例3、單質(zhì)硼有無(wú)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(diǎn)>382316832573沸點(diǎn)510026282823硬度107.09.5（1）晶體硼的晶體類型屬于________晶體，理由是___________________。（2）已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過(guò)視察圖形及推算，此晶體結(jié)構(gòu)單元由_____個(gè)硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵的鍵角為_______。分析：晶體硼的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為原子晶體，B與C相鄰與Si處于對(duì)角線處，則晶體硼也為原子晶體。晶體硼每個(gè)三角形的頂點(diǎn)被5個(gè)三角形所共有，所以，此頂點(diǎn)完全屬于一個(gè)三角形的只占到1/5，每個(gè)三角形中有3個(gè)這樣的點(diǎn)，且晶體B中有20個(gè)這