2023学年完整公开课版原子晶体

原子晶体第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与原子晶体

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？0C熔点0C沸点状态（室温）CO2SiO2-56.2-78.417232230气态固态SiO2不是分子晶体二氧化硅的晶体结构180º109º28´SiO共价键（1）1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。（2）最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。（3）1molSiO2中含4molSi—O键二氧化硅的晶体结构分析SiO二、原子晶体

1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。

2、构成微粒：

3、微粒之间的作用：

4、气化或熔化时破坏的作用力：

5、物理性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）原子共价键共价键6、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等（2）某些非金属化合物：SiC、BN等（3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等典型的原子晶体金刚石109º28´154pm键能： 347.7kj/mol熔点：大于35500C硬度：很大思考：

（1）在金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？（2）在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为多少？（3）12克金刚石中C—C键数为多少NA？（1）在金刚石晶体中每个碳原子被周围4个碳原子包围,处于中心的该碳原子以共价键与周围4个碳原子结合,成为正四面体型结构,

（2）碳以SP3杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展,构成彼此联结的立体网状结构,其中形成的最小环中含6个碳原子。每个碳原子被12个环共用。

（3）1mol金刚石中含有的C-C共价键数

2mol。原子晶体金刚石的结构分析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/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.0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？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,硬度越大。金刚石＞晶体硅＞晶体锗莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德国矿物学家莫斯（FrederichMohs）首先提出。确定这一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。资料莫氏硬度在石墨晶体的层状结构中，每一个最小的碳环完全拥有碳原子数为

，每个C完全拥有C－C数为

。石墨中C－C夹角为：1200，

C－C键长：1.42×10－10

m层间距：3.35×10－10

m空间层状结构空间结构俯视图石墨晶体结构混合型晶体23石墨为什么很软？石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。小结1：金刚石、石墨的比较项目金刚石石墨晶体形状晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的形状与个数碳原子成键数每个环上键的平均数每个环上原子的平均数正四面体空间网状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小结2：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体概念组成微粒

作用力熔沸点硬度溶解性导