第三章 第二节 第2课时

1、第三章第二节分子晶体与原子晶体 第2课时原子晶体 学习目标定位 1.知道原子晶体的概念，能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。 2.学会晶体熔、沸点比较的方法。 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一、原子晶体的概念、结构及其性质 1.概念及组成概念及组成 (1)概念：相邻原子间以 相结合形成的具有空间立体网状结构的 晶体，称为原子晶体。 (2)构成微粒：原子晶体中的微粒是 ，原子与原子之间的作用力是_ 。 共价键 原子共 价键 2.两种典型原子晶体的结构两种典型原子晶体的结构 (1)金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题： 在晶体中每个碳原子以 个共价单键对称地与相邻 的4个碳原子

2、相结合，形成 结构，这些正四 面体向空间发展，构成彼此联结的立体 结构。 晶体中相邻碳碳键的夹角为 ，碳原子采取了 杂化。 最小环上有 个碳原子，晶体中C原子与CC键个数之比为 。 晶体中CC键键长 ， 键能 ， 故金刚石的硬度 ， 熔点 。 4 正四面体 网状 10928sp3 612 很短很大很大很高 相关视频 (2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。 回答下列问题： 每个硅原子都采取 杂化，以 个 共价单键与 个氧原子结合，每个氧 原子与 个硅原子结合，向空间扩展， 构成空间网状结构。 晶体中最小的环为 个硅原子、 个 氧原子组成的 元环，硅、氧原子个 数比为 。 sp3 4 4 2 66

3、12 12 相关视频 3.特性特性 由于原子晶体中原子间以较 的共价键相结合，故原子晶体：熔、沸 点 ，硬度 ，一般 导电， 溶于溶剂。 4.常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等； 某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。 强 很高大不难 相关视频 归纳总结归纳总结 原子晶体的结构特点原子晶体的结构特点 (1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用力是共价键。 (2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数 比关系，不是分子式。 例例1下列物质的晶体直接由原子构成的一组是 CO2SiO2晶体Si白磷

4、氨基乙酸固态He A. B. C. D. 解析解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成， 稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直 接由原子构成。 答案解析 例例2关于SiO2晶体的叙述中，正确的是 A.通常状况下， 60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数) B.60 g SiO2晶体中，含有2NA个SiO键 C.晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 D.SiO2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子 解析解析60 g SiO2晶体即1 mol SiO2，晶体中含有SiO键数目为4NA(每个 硅原

5、子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成 SiO共价键)，含4NA个SiO键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原 子，只是硅、氧原子个数比为12；在SiO2晶体中，每个硅原子和与其 相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中 心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。 答案解析 二、原子晶体和分子晶体比较 1.填写下表 晶体类型原子晶体分子晶体 概念 相邻原子间以 相结合而形 成的 结构的晶体 分子间以_ 相结合的晶体 组成微粒_ 微粒间作用力_ 共价键 空间立体网状 分子间作 用力 原子分子 共价键分子间作用力 物理性质 熔、沸点 ，硬度 ，_

6、溶于常见的溶剂， 导电， 个别为半导体 熔、沸点 ，硬度 ， 部分溶于水， 导电，部分 溶于水导电 熔化时破坏 的作用力 破坏_ 一定破坏 ，有时还 破坏 ，如冰融化 实例金刚石、二氧化硅等冰、干冰等 高大不 不 较低较小 不 共价键 范德华力 氢键 2.怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依 次下降？ 答案答案从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，CC 键、CSi键、SiSi键的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，而 熔化时破坏的是共价键，而键的稳定性是CC键CSi键SiSi键， 所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。 答案 归纳总结归纳总结

7、 晶体熔、沸点和硬度的比较方法晶体熔、沸点和硬度的比较方法 (1)先判断晶体类型。主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力。对 于不同类型的晶体，一般来说，原子晶体的熔、沸点高于分子晶体，原 子晶体的硬度大于分子晶体。 (2)对于同一类型的晶体 原子晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱，原子半径越小， 键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。 分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对 分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。 例例3下表是某些原子晶体的熔点和硬度。 原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗 熔点/3 9003 0002 7001 7101 410

8、1 211 硬度109.59.57.06.56.0 分析表中的数据，判断下列叙述正确的是 A.构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B.构成原子晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高 C.构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 D.构成原子晶体的原子的相对分子质量越大，晶体的硬度越大 解析解析原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关，而 原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。 答案解析 例例4下列晶体性质的比较中不正确的是 A.熔点：金刚石碳化硅晶体硅B.沸点：NH3PH3 C.硬度：白磷冰二氧化硅D.熔点：SiI4SiBr4SiCl4 解析解析A项中三种

9、物质都是原子晶体，因原子半径r(C)r(Si)，所以键长： CCCSiCSiSiSi。键能越大，原子晶 体的熔点越高，A项正确； 因为NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点大于PH3的沸点，B项正确； 二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C 项错误； 四卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故 相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。 答案解析 学习小结 达标检测 1.下列物质中，属于原子晶体的化合物是 A.无色水晶 B.晶体硅 C.金刚石 D.干冰 解析解析A项，无色水晶是原子晶体，属于化合物； B项，晶体硅是单质； C项，金刚石是单质； D项，干冰

10、是分子晶体。 答案解析 12345 2.固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是 A.冰 B.晶体硅 C.溴 D.二氧化硅 解析解析冰在融化时克服的是分子间作用力； 晶体硅克服的是非极性共价键； 溴克服的是分子间作用力； 二氧化硅克服的是极性共价键。选项B符合题意。 12345 答案解析 3.下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是 A.HFHCl，HClHBr B.CF4CCl4CBr4 C.I2SiO2 D.H2OH2S，SO2SeO2 解析解析HCl、HBr、CF4、CCl4、CBr4、SO2、SeO2均为组成和结构相似的 分子，相对分子质量越大，熔点越高。HF、H2O分子间均存在氢键，所 以熔

11、点出现“反常”现象。 12345 答案解析 4.最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体 的结构相似，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合， 形成一种无限伸展的空间网状结构，下列对该晶体的叙述错误的是 A.该晶体是原子晶体 B.该晶体中碳原子和氧原子的个数比为12 C.该晶体中碳原子数与CO键数之比为12 D.该晶体中最小的环由12个原子构成 答案解析 12345 解析解析该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成 一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于原 子晶体，A项正确； 晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧

12、原子结合，每个氧原子和2个碳 原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为12，B项正确； 该晶体中每个碳原子形成4个CO共价键，所以C原子与CO键数目之 比为14，C项错误； 该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。 12345 5.现有两组物质的熔点数据如表所示： 解析解析A组熔点很高，应是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的是共价键； A组B组 金刚石：3 550 HF：83 晶体硅：1 410 HCl：115 晶体硼：2 300 HBr：89 二氧化硅：1 710 HI：51 根据表中数据回答下列问题。 (1)A组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。 原子共价键 12345 答案解析 (2)B组中HF熔点反常是由于_ _。 解析解析B组是分子晶体，且结构相似，一般是相对