原子晶體-課件

第一單元晶體的類型與性質(zhì)第一節(jié)離子晶體、分子晶體和原子晶體原子晶體思考與交流物質(zhì)NaClKClRbClCsCl熔點(diǎn)801776715646某些離子晶體的熔沸點(diǎn)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？以下是一些有關(guān)晶體性質(zhì)的數(shù)據(jù)，判斷以下晶體是否屬于同種類型。晶體SiO2晶體硅金剛石熔點(diǎn)℃127314102355沸點(diǎn)℃223023553550原子晶體熔、沸點(diǎn)高一般不導(dǎo)電難溶于常見溶劑Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖思考：構(gòu)成以上晶體的粒子是什么？粒子間通過什么樣的作用力聯(lián)系在一起？以上晶體結(jié)構(gòu)在整體上有什么共同特點(diǎn)？原子晶體結(jié)構(gòu)三:原子晶體1、定義: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)的晶體,叫原子晶體.原子晶體結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成粒子：(2)粒子間作用力：(3):原子晶體結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)：原子共價(jià)鍵空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)原子晶體金剛石食鹽干冰晶體的硬度石墨食鹽金剛石2、物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)高，硬度大，難壓縮，一般不導(dǎo)電,難溶于常見溶劑.問題:為什么原子晶體的熔沸點(diǎn)很高,硬度很大?其本質(zhì)是因?yàn)樵泳w中原子通過很強(qiáng)的共價(jià)鍵連接,由于共價(jià)鍵比較牢固,要拆開它需要消耗很大的能量,所以原子晶體一般具有較高的熔沸點(diǎn)和較大的硬度.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以下是金剛石和晶體硅的熔、沸點(diǎn)的比較？同為結(jié)構(gòu)相同的原子晶體,為什么金剛石比晶體硅的熔、沸點(diǎn)高?金剛石晶體硅熔點(diǎn)3550℃1410℃沸點(diǎn)4827℃2355℃熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵晶體

液態(tài)

氣態(tài)共價(jià)鍵越強(qiáng)鍵長越短鍵能越大熔沸點(diǎn)越高物質(zhì)越穩(wěn)定鍵長:C—C<C–Si<Si—Si

原子晶體熔、沸點(diǎn)的高低與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱（即鍵能的大?。┯嘘P(guān)。一般說，原子半徑越短，鍵長越短，共價(jià)鍵的鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高。4、原子晶體熔、沸點(diǎn)的影響因素

已知金剛砂即碳化硅(SiC)質(zhì)地堅(jiān)硬,常作優(yōu)質(zhì)磨料.其結(jié)構(gòu)和金剛石相似,只是碳的骨架結(jié)構(gòu)中有一半位置被硅原子所取代,形成C-Si交替的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu).金剛砂屬于

晶體,其熔沸點(diǎn)與金剛石、晶體硅相比,高低順序?yàn)?/p>

.練習(xí)1原子金剛石>碳化硅>晶體硅

分析：三種晶體均屬原子晶體，其熔點(diǎn)決定于它們的鍵長和鍵能，鍵長越短，鍵能越大，其熔點(diǎn)越高。由于碳原子半徑小于硅原子半徑，鍵長是：C-C鍵<Si-C鍵<Si-Si鍵練習(xí)2

化工行業(yè)已合成有一種硬度比金剛石還大的晶體-氮化硅,若已知氮在化合物中顯-3價(jià),推斷:其化學(xué)式可能是

.(2)其晶體類型是

.(3)你認(rèn)為其硬度比金剛石大的主要原因是

.Si3N4原子晶體鍵能越大,硬度越大晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體定義構(gòu)成粒子粒子間作用力物理通性熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性溶解性分子原子陰陽離子離子鍵分子間作用力共價(jià)鍵較高較低高較大較小很大不溶練習(xí)3熔融或水溶液中能導(dǎo)電不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電不導(dǎo)電，個(gè)別為半導(dǎo)體一般易溶于水部分溶于水（1）、離子晶體、分子晶體、原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的比較：（2）、化學(xué)鍵和分子間作用力的比較：

化學(xué)鍵分子間作用力

概念

能量（3）、影響晶體物理性質(zhì)（熔沸點(diǎn)）的因素：

影響因素離子晶體分子晶體原子晶體相鄰原子或離子間強(qiáng)相互作用分子間存在的一種弱相互作用強(qiáng)弱離子鍵（離子所帶電荷數(shù)、離子半徑的大?。?/p>

分子間作用力（組成與結(jié)構(gòu)相似：Mr的大?。?；若存在氫鍵，則反常。共價(jià)鍵（原子半徑的大?。┎煌愋偷木w，一般講，熔沸點(diǎn)：原子晶體>離子晶體>分子晶體。下列物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的是A.硫磺B.金剛石C.冰D.食鹽練習(xí)4判斷熔點(diǎn)的大小,說出判斷依據(jù)

HBr和

HCl練習(xí)5

下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()（A）SO2和SiO2

（B）CO2和H2O（C）NaCl和HCl（D）CCl4

和KClSO2B

SiO2CO2H2ONaClHClCCl4KCl共價(jià)鍵分子晶體共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵離子鍵離子鍵原子晶體分子晶體分子晶體離子晶體分子晶體分子晶體離子晶體練習(xí)6

下列各組物質(zhì)氣化或熔化時(shí)，所克服的微粒間的作用（力），屬同種類型的是()（A）碘和干冰的升華（B）二氧化硅和生石灰的熔化（C）氯化鈉和鐵的熔化（D）水和四氯化碳的蒸發(fā)AD

分析：構(gòu)成物質(zhì)的微粒間作用（力）相同，其實(shí)質(zhì)就是物質(zhì)的晶體類型相同。均為分子晶體均為分子晶體原子晶體，離子晶體離子晶體，金屬晶體練習(xí)7

最近，科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C60。下列說法正確的是（）（A）C60是一種新型的化合物（B）C60和石墨都是碳的同素異形體（C）C60中含離子鍵（D）C60的分子量為720

BD

是一種單質(zhì)12×60=720碳元素組成的兩種單質(zhì)含共價(jià)鍵練習(xí)8（1）由構(gòu)成粒子：

離子--離子晶體分子--分子晶體原子--原子晶體（2）由粒子間作用力：

離子鍵---離子晶體共價(jià)鍵---原子晶體分子間作用力---分子晶體（3）由熔沸點(diǎn)高低及導(dǎo)電性：

很高--原子晶體較高--離子晶體較低--分子晶體熔融狀態(tài)能導(dǎo)電--離子晶體（4）由物質(zhì)類別

強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽、部分金屬氧化物及過氧化物

---離子晶體多數(shù)非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、酸和多數(shù)有機(jī)物---分子晶體金剛石、晶體硅、晶體二氧化硅、碳化硅---離子晶體晶體類型判斷從組成上判斷（僅限于中學(xué)范圍）：有無金屬離子？(有：離子晶體)是否屬于“四種原子晶體（金剛石、金剛砂（SiC）、晶體硅、石英（SiO2）

）”？以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。原子晶體分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電；________________B、溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電；________________C、五氟化釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________D、物質(zhì)A，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電_____________原子晶體分子晶體分子晶體離子晶體復(fù)習(xí)回顧：原子晶體看懂離子晶體、原子晶體、分子晶體的空間結(jié)構(gòu)圖。各種晶體微粒組成、作用力、熔點(diǎn)硬度比較由晶體結(jié)構(gòu)圖寫物質(zhì)的化學(xué)式利用已知晶體結(jié)構(gòu)圖形進(jìn)行相似結(jié)構(gòu)的類推Sio二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)示意圖180o109o28′共價(jià)鍵思考2思考1SiO2晶體中每個(gè)Si與_____個(gè)O緊鄰形成的空間結(jié)構(gòu)為____________,____原子位于其中心，_______原子占據(jù)其四個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)O與_____個(gè)Si緊鄰，每個(gè)正四面體中Si與O原子個(gè)數(shù)分別是________比值為_______。1:2SiO2晶體中存在SiO2小分子嗎?SiO2能不能叫分子式?思考142180o109o28′共價(jià)鍵正四面體Si4個(gè)O1和2每個(gè)正四面體占有1個(gè)“完整的Si”、4個(gè)“半O原子”12思考2109o28′12180o109o28′共價(jià)鍵正四面體SioSiO2晶體中,每個(gè)硅原子與它周圍的4個(gè)硅原子所形成的空間結(jié)構(gòu)為________,Si—O鍵的夾角(鍵角)為________,SiO2晶體中,最小的硅氧原子環(huán)上共有______個(gè)原子，每個(gè)Si為______個(gè)最小環(huán)共有.下列物質(zhì)的晶體中,不存在分子的是

.A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳D二硫化碳

練習(xí)A109o28′金剛石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵思考3思考36結(jié)構(gòu)不在1245正四面體1:2晶體中每個(gè)C原子參與4條C-C鍵的形成，在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半。1、金剛石晶體中每個(gè)C與__個(gè)C緊鄰，由__個(gè)C組成_________結(jié)構(gòu)單元。2、最小碳環(huán)由___個(gè)碳原子組成且碳原子____同一個(gè)平面內(nèi).3、金剛石晶體中每個(gè)C原子被___個(gè)環(huán)共有。4、金剛石晶體中碳原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比是_____已知石墨為碳元素的單質(zhì)，與金剛石互為同素異形體，石墨具有以下性質(zhì)和用途：石墨的熔沸點(diǎn)分別為3652℃~3697℃，4827℃。石墨具有導(dǎo)電性，是一種很好的電極材料。石墨具有潤滑性，工業(yè)上常用其作固體潤滑劑。石墨質(zhì)軟呈灰黑色固體，工業(yè)上可作鉛筆芯原料。材料：據(jù)有關(guān)對石墨的描述推測，石墨是否同金剛石一樣屬于原子晶體。原子晶體熔沸點(diǎn)高，硬度大，一般不導(dǎo)電，如金剛石。而石墨熔沸點(diǎn)雖高卻質(zhì)軟、潤滑、能導(dǎo)電，不屬于原子晶體。問題：分析：石墨晶體是___結(jié)構(gòu)，每層內(nèi)碳原子排列成_______,構(gòu)成_________結(jié)構(gòu)。同層內(nèi)每個(gè)碳原子跟其他___個(gè)碳原子以較強(qiáng)的_______相結(jié)合，使石墨的熔沸點(diǎn)很高，如同原子晶體。層與層之間以較弱的_________結(jié)合，使得片層間易滑動、質(zhì)軟，如同分子晶體。片層中存在______，石墨能導(dǎo)電，如同金屬晶體。原子晶體石墨中C－C夾角為120℃層狀正六邊形平面的網(wǎng)狀3共價(jià)鍵分子間作用力能自由移動的電子石墨晶體——過渡型晶體或混合型晶體故正六邊形中的碳碳鍵數(shù)為6×1/2=3，解析：我們可以先選取一個(gè)正六