化學：322《原子晶體》PPT課件（新人教版-選修3）

高中 化學 新人教版 選修 3系列課件 物質結構與性質 第課時 原子晶體 3.2 分子晶體與原子晶體 教學目標 知識與能力 1、掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶 體和分子晶體。 2、了解金剛石等典型原子晶體的結構特征， 能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結 構與性質的關系。 教學難點重點 原子晶體的結構與性質的關系 討論： CO2和 SiO2的一些物理性質如下表所示，通 過比較試判斷 SiO2晶體是否屬于分子晶體。 熔點 /oC 狀態(tài)（室溫） CO2 -56.2 氣態(tài) SiO2 1723 固態(tài) 結論： SiO2不是分子晶體。那它是什么晶體 呢？ 一、原子晶體 1.定義 : 原子間通過共價鍵相結合而形成空間 網(wǎng)狀結構的晶體 1.構成以上晶體的粒子是什么 ? 2.粒子間通過什么樣的作用力聯(lián)系在一起 ? 3.以上晶體結構在整體上有什么共同特點 ? 思考 Si o 二氧化硅 的晶體結構模型 二氧化硅 的晶體結構模型 1. SiO2晶體中 Si、 O原子的連接特點。 2. SiO2晶體中存在 SiO2小分子嗎？ SiO2能不能叫 做分子式？ 3. SiO2晶體中 Si-O鍵的夾角（鍵角）是多少？每 個正四面體占有 Si、 O原子數(shù)是多少？ 4 SiO2晶體中，每個硅原子與它周圍的 4個硅原子 所形成的空間結構是什么？ SiO2晶體中，最小的 硅氧原子環(huán)上共有多少個原子？ 金剛石 的晶體結構模型 碳原子 金剛石 的晶體結構模型 1. 金剛石晶體的結構特點。 2. 金剛石晶體中最小碳環(huán)上的碳原子數(shù)和環(huán)的特點。 3. 金剛石晶體中碳原子與 C-C鍵數(shù)之比是多少？ 3. 晶體中每個 C原子參與了 4條 C-C鍵的形成，而 在每條鍵中的貢獻只有一半，故 C原子與 C-C鍵 數(shù)之比為： 1:（ 4 1/2） = 1:2 2.最小的碳環(huán)由 6個碳原子組成且不在同一平面內(nèi) 晶體硅 的晶體結構模型 硅原子 二、原子晶體的特點 1、熔沸點很高，硬度很大，難溶于一般溶劑， 一般不導電。 三、哪些物質屬于原子晶體 金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等 2、原子晶體熔、沸點的高低與共價鍵的鍵能 大小有關，共價鍵的鍵能于半徑有關，半徑 越大，鍵能越小。 比較 C 、 Si 原子半徑，不難發(fā)現(xiàn)鍵能： C C C Si SiSi ，所以熔、沸點為金剛石 碳化硅 單晶硅 石墨的 晶體 結構圖 返回 石墨 混合型晶體 石墨為什么很軟？ 石墨的熔沸點為什很高？ 石墨為層狀結構，各層之間是范德華力結合， 容易滑動，所以石墨很軟，硬度小。 石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構，碳原子之間存在 很強的共價鍵，故熔沸點很高。 所以，石墨稱為混合型晶體。 原 子 晶 體 1、定義： 原子間以共價鍵相結合而形成的空 間網(wǎng)狀結構的晶體。 如：金剛石是以碳碳單鍵結合而成的正四面體 的空間網(wǎng)狀結構。 鍵角： 109 28 鍵長 ： 1.55 10-10m 2、性質： 熔沸點高，硬度大，難溶于一般溶劑。 熔點： 3550 沸點： 4827 3、代表晶型： 金剛石、晶體硅、二氧化硅 4、原子晶體的構成微粒和作用力： 構成微粒是： 原子 作用： 共價鍵 5、原子晶體中不存在分子 如： SiO2中只存在 Si原子和 O原子，而不 存在 SiO2分子，只有化學式。 6、原子晶體的熔沸點也是隨作共價鍵的 增強而增高 晶體類型的判斷 從組成上判斷 （僅限于中學范圍）： 有無金屬離子？ (有：離子晶體 ) 是否屬于“四種原子晶體”？ 以上皆否定，則多數(shù)是分子晶體。 從性質上判斷： 熔沸點和硬度； (高：原子晶體；中：離子 晶體；低：分子晶體 ) 熔融狀態(tài)的導電性。 (導電：離子晶體 ) 分析石墨結構中碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比 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正六邊形 此結構中的碳原子數(shù)為 6 一個碳原子被三個六元碳環(huán)共用， 正六邊形中的碳原子數(shù)為 6 1/3=2。 六邊形中的任一條邊（即碳碳鍵） 均被 2個正六邊形共用， 所以碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比為 2:3。 5. 已知金剛石中 C C鍵長為 1.54 10 10m，那么金剛石 的密度為 g/cm3。（相對原子質量： C 12.0） 6. SiC是原子晶體，其結構類似金剛石，為 C、 Si 兩原子 依次相間排列的正四面體型空間網(wǎng)狀結構。右圖為兩個 中心重合，各面分別平行的大小兩個正方體，其中心為 一 Si原子，試在小正方體的頂點上畫出與 Si最近的 C的 位置，在大正方體的棱上畫出與 C最近的 Si的位置。 Si C 兩大小正方體的邊長之比為 _； SiCSi的鍵 角為 _ (用反三角函數(shù)表示 )；若 SiC鍵長為 a cm， 則大正方體邊長為 _cm； SiC晶體的密度為 _g/cm3。（ NA為阿佛加德羅常數(shù)，相對原子質 量 C.12 Si.28）。 3.金剛石結構中，一個碳原子與 個碳原子成鍵， 則每個碳原子實際形成的化學鍵為 個； a mol金剛石中，碳碳鍵數(shù)為 mol。 4 2 2a 4、已知金剛石的晶胞如圖，金剛石中 C-C 鍵長為 1.55 10-8cm,求金剛石的晶體密度？ 開拓思考題 仔細觀察左邊的示意圖 后，回答下列問題： 金剛石與石墨的熔點均 很高，那么二者熔點是 否相同？為什么？若不 相同，哪種更高一些？ （二）、晶體中距離 最近 的微粒數(shù)的計算： 1、 在金剛石的網(wǎng)狀結構中， 含有由共 價鍵形成的碳原子環(huán)， 其中最小的環(huán)上 有 _(填數(shù)字 )個碳原子，每個碳原子 上的任意兩個 CC鍵的夾角都是 _ (填角度 ) 6 109 28 課堂練習題 下列不存在化學鍵的晶體是： A.硝酸鉀 B.干冰 C.石墨 D.固體氬 常溫常壓下的分子晶體是： A.碘 B.水 C. 硫酸銨 D.干冰 晶體中的一個微粒周圍有 6個微粒，這種晶 體是： A.金剛石 B.石墨 C.干冰 D.氯化鈉