原子晶体-课件

第一单元晶体的类型与性质第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体原子晶体思考与交流物质NaClKClRbClCsCl熔点801776715646某些离子晶体的熔沸点CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？以下是一些有关晶体性质的数据，判断以下晶体是否属于同种类型。晶体SiO2晶体硅金刚石熔点℃127314102355沸点℃223023553550原子晶体熔、沸点高一般不导电难溶于常见溶剂Sio二氧化硅的晶体结构示意图金刚石的晶体结构示意图思考：构成以上晶体的粒子是什么？粒子间通过什么样的作用力联系在一起？以上晶体结构在整体上有什么共同特点？原子晶体结构三:原子晶体1、定义:相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体,叫原子晶体.原子晶体结构(1)构成粒子：(2)粒子间作用力：(3):原子晶体结构上的共同特点：原子共价键空间网状结构原子晶体金刚石食盐干冰晶体的硬度石墨食盐金刚石2、物理性质熔、沸点高，硬度大，难压缩，一般不导电,难溶于常见溶剂.问题:为什么原子晶体的熔沸点很高,硬度很大?其本质是因为原子晶体中原子通过很强的共价键连接,由于共价键比较牢固,要拆开它需要消耗很大的能量,所以原子晶体一般具有较高的熔沸点和较大的硬度.原子晶体某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO２）晶体、Al2O3以下是金刚石和晶体硅的熔、沸点的比较？同为结构相同的原子晶体,为什么金刚石比晶体硅的熔、沸点高?金刚石晶体硅熔点3550℃1410℃沸点4827℃2355℃熔化时破坏共价键晶体

液态

气态共价键越强键长越短键能越大熔沸点越高物质越稳定键长:C—C<C–Si<Si—Si

原子晶体熔、沸点的高低与共价键的强弱（即键能的大小）有关。一般说，原子半径越短，键长越短，共价键的键能越大，熔、沸点越高。4、原子晶体熔、沸点的影响因素

已知金刚砂即碳化硅(SiC)质地坚硬,常作优质磨料.其结构和金刚石相似,只是碳的骨架结构中有一半位置被硅原子所取代,形成C-Si交替的空间网状结构.金刚砂属于

晶体,其熔沸点与金刚石、晶体硅相比,高低顺序为

.练习1原子金刚石>碳化硅>晶体硅

分析：三种晶体均属原子晶体，其熔点决定于它们的键长和键能，键长越短，键能越大，其熔点越高。由于碳原子半径小于硅原子半径，键长是：C-C键<Si-C键<Si-Si键练习2

化工行业已合成有一种硬度比金刚石还大的晶体-氮化硅,若已知氮在化合物中显-3价,推断:其化学式可能是

.(2)其晶体类型是

.(3)你认为其硬度比金刚石大的主要原因是

.Si3N4原子晶体键能越大,硬度越大晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体定义构成粒子粒子间作用力物理通性熔沸点硬度导电性溶解性分子原子阴阳离子离子键分子间作用力共价键较高较低高较大较小很大不溶练习3熔融或水溶液中能导电不导电，部分溶于水导电不导电，个别为半导体一般易溶于水部分溶于水（1）、离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较：（2）、化学键和分子间作用力的比较：

化学键分子间作用力

概念

能量（3）、影响晶体物理性质（熔沸点）的因素：

影响因素离子晶体分子晶体原子晶体相邻原子或离子间强相互作用分子间存在的一种弱相互作用强弱离子键（离子所带电荷数、离子半径的大小）

分子间作用力（组成与结构相似：Mr的大小）；若存在氢键，则反常。共价键（原子半径的大小）不同类型的晶体，一般讲，熔沸点：原子晶体>离子晶体>分子晶体。下列物质中熔点最高的是A.硫磺B.金刚石C.冰D.食盐练习4判断熔点的大小,说出判断依据

HBr和

HCl练习5

下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()（A）SO2和SiO2

（B）CO2和H2O（C）NaCl和HCl（D）CCl4

和KClSO2B

SiO2CO2H2ONaClHClCCl4KCl共价键分子晶体共价键共价键共价键共价键共价键离子键离子键原子晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体分子晶体离子晶体练习6

下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用（力），属同种类型的是()（A）碘和干冰的升华（B）二氧化硅和生石灰的熔化（C）氯化钠和铁的熔化（D）水和四氯化碳的蒸发AD

分析：构成物质的微粒间作用（力）相同，其实质就是物质的晶体类型相同。均为分子晶体均为分子晶体原子晶体，离子晶体离子晶体，金属晶体练习7

最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的是（）（A）C60是一种新型的化合物（B）C60和石墨都是碳的同素异形体（C）C60中含离子键（D）C60的分子量为720

BD

是一种单质12×60=720碳元素组成的两种单质含共价键练习8（1）由构成粒子：

离子--离子晶体分子--分子晶体原子--原子晶体（2）由粒子间作用力：

离子键---离子晶体共价键---原子晶体分子间作用力---分子晶体（3）由熔沸点高低及导电性：

很高--原子晶体较高--离子晶体较低--分子晶体熔融状态能导电--离子晶体（4）由物质类别

强碱、绝大多数盐、部分金属氧化物及过氧化物

---离子晶体多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和多数有机物---分子晶体金刚石、晶体硅、晶体二氧化硅、碳化硅---离子晶体晶体类型判断从组成上判断（仅限于中学范围）：有无金属离子？(有：离子晶体)是否属于“四种原子晶体（金刚石、金刚砂（SiC）、晶体硅、石英（SiO2）

）”？以上皆否定，则多数是分子晶体。原子晶体分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A、碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电；________________B、溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电；________________C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________D、物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_____________原子晶体分子晶体分子晶体离子晶体复习回顾：原子晶体看懂离子晶体、原子晶体、分子晶体的空间结构图。各种晶体微粒组成、作用力、熔点硬度比较由晶体结构图写物质的化学式利用已知晶体结构图形进行相似结构的类推Sio二氧化硅的晶体结构示意图180º109º28´共价键思考2思考1SiO2晶体中每个Si与_____个O紧邻形成的空间结构为____________,____原子位于其中心，_______原子占据其四个顶点，每个O与_____个Si紧邻，每个正四面体中Si与O原子个数分别是________比值为_______。1:2SiO2晶体中存在SiO2小分子吗?SiO2能不能叫分子式?思考142180º109º28´共价键正四面体Si4个O1和2每个正四面体占有1个“完整的Si”、4个“半O原子”12思考2109º28´12180º109º28´共价键正四面体SioSiO2晶体中,每个硅原子与它周围的4个硅原子所形成的空间结构为________,Si—O键的夹角(键角)为________,SiO2晶体中,最小的硅氧原子环上共有______个原子，每个Si为______个最小环共有.下列物质的晶体中,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

练习A109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键思考3思考36结构不在1245正四面体1:2晶体中每个C原子参与4条C-C键的形成，在每条键中的贡献只有一半。1、金刚石晶体中每个C与__个C紧邻，由__个C组成_________结构单元。2、最小碳环由___个碳原子组成且碳原子____同一个平面内.3、金刚石晶体中每个C原子被___个环共有。4、金刚石晶体中碳原子数与C-C键数之比是_____已知石墨为碳元素的单质，与金刚石互为同素异形体，石墨具有以下性质和用途：石墨的熔沸点分别为3652℃~3697℃，4827℃。石墨具有导电性，是一种很好的电极材料。石墨具有润滑性，工业上常用其作固体润滑剂。石墨质软呈灰黑色固体，工业上可作铅笔芯原料。材料：据有关对石墨的描述推测，石墨是否同金刚石一样属于原子晶体。原子晶体熔沸点高，硬度大，一般不导电，如金刚石。而石墨熔沸点虽高却质软、润滑、能导电，不属于原子晶体。问题：分析：石墨晶体是___结构，每层内碳原子排列成_______,构成_________结构。同层内每个碳原子跟其他___个碳原子以较强的_______相结合，使石墨的熔沸点很高，如同原子晶体。层与层之间以较弱的_________结合，使得片层间易滑动、质软，如同分子晶体。片层中存在______，石墨能导电，如同金属晶体。原子晶体石墨中C－C夹角为120℃层状正六边形平面的网状3共价键分子间作用力能自由移动的电子石墨晶体——过渡型晶体或混合型晶体故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3，解析：我们可以先选取一个正六