苏教版选修3原子晶体

原子晶体原子晶体概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。金刚石109º28´共价键金刚石的晶体结构示意图每个C原子由12个六元环共有1、每两个共价键为两个六元环共有，每个原子有四个共价键，共六个组合，6*2=12，即每个碳原子为12个六元环共有。2、每个键为六个六元环所共有。金刚石的晶胞180º109º28´SiO共价键二氧化硅晶体结构示意图石墨晶体结构知识拓展－石墨石墨的晶体结构

石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。(1)层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。

(2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C键为2个六元环所共有。

(3)每个六元环中平均含有碳原子=6×1/3=2

每个六元环中平均含有C-C键=6×1/2=3

即碳原子数:C-C键键数=2:3小结：金刚石与石墨的比较比较内容金刚石石墨晶体形状晶体中的成键作用力最小碳环和个数碳原子成键数每个环共价键的平均数与计算方法每个环原子的平均数与计算方法正四面体空间网状正六边形平面层状共价键共价键与范德华力6个原子不同面6个原子同面436×1/6=16×1/2=36×1/12=1/26×1/3=2

仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？1.55×10-10m1.42×10-10m每个C原子由12个六元环共有教科书P51

晶体硅（Si）

、金刚沙（SiC）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表3-6中数据分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。键长:C—C<C–Si<Si—Si键能：C—C>C–Si>Si—Si所以熔点、硬度:金刚石>SiC>Si

结构相似的原子晶体，成键的原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高,硬度越大。原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的

熔点和沸点高硬度大一般不导电且难溶于一些常见的溶剂常见的原子晶体某些非金属单质：

金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）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）晶体晶体类型离子晶体金属晶体原子晶体离子键金属键共价键金属阳离子和自由电子原子少数很高或很低NaCl、CsCl微粒结合力熔沸点典型实例三种晶体的比较金刚石Cu、Al很高较高离子解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石＞硅＞锗1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？1.2003年美国《科学》杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将CO2加热到1800K，成功制得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是 ()A.晶体中C、O原子个数比为1∶2 B.该晶体的熔点、沸点高、硬度大

C.晶体中C—O—C键角为180°D.晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构C

练习2.氮化硅是一种新合成的材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是()A.硝石和金刚石B.晶体硅和水晶C.冰和干冰 D.萘和蒽B

练习3.碳化硅（SiC）具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 （）

A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A

练习4.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)氮化硅晶体属于_________晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_______.(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_______________________.原子Si3N4

练习3SiCl4+2N2+6H2==Si3N4+12HCl强热5.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据金刚石晶体硅晶体硼熔点>382316832573沸点510026282823硬度107.09.5①晶体硼的晶体类型属于____________晶体，理由是________________________。 已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三