第三单元共价键原子晶体

1、,选修 物质结构与性质,专题3 微粒间作用力与物质性质,第三单元共价键 原子晶体,苏教版2003课标,武汉市汉铁高级中学 熊新堂,从金刚石到钻石,科学视野,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）,CO2,SiO2,-56.2,-78.4,1723,2230,气态,固态,思考探究,SiO2不是分子晶体,二氧化硅的晶体结构,180,10928,Si,O,共价键,动画分析,（1）1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，

2、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）1mol SiO2中含4mol SiO键,二氧化硅的晶体结构分析,知识探究,以二氧化硅为原料制造的高科技产品,单晶硅,单晶硅制作的芯片,硅太阳能电池,二氧化硅光导纤维,科学视野,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：原子 3、微粒之间的作用：共价键 4、气化或熔化时破坏的作用力：共价键,根据其组成和微粒间作用力判断其熔沸点

3、高低如何？易溶解于一般的溶剂吗？,归纳总结,5、原子晶体的物理性质,很高,很大,不溶,一般不导电（硅是半导体）,6、常见的原子晶体类型,（1）某些非金属单质：硼（B）硅（Si）锗（Ge）,（2）某些非金属化合物：碳化硅（SiC） 氮化硼（BN）,（3）某些氧化物：二氧化硅（ SiO2） Al2O3晶体,归纳总结,典型的原子晶体金刚石,键能： 347.7kj/mol,熔点： 大于35500C,硬度：很大,动画分析,（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

4、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,知识探究,某些原子晶体的熔点和硬度,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,思考探究,知识拓展,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（Frederich Mohs）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

5、硬度,（1）天然金刚石的形成,高温、高压、长时间在地幔中形成的。,（2）金刚石的人工合成, 高压合成, 低压合成,金刚石的形成,科学视野,高温高压,金刚石的人工合成,石墨,金刚石,科学视野,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CC数为 。,石墨中CC夹角为：1200， CC键长： 1.421010 m 层间距： 3.35 1010 m,石墨晶体结构,混合型晶体,2,知识拓展,1.5,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

6、键（大键），故熔沸点很高。,思考探究,小结1：金刚石、石墨的比较,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,个原子不同面,个原子同面,61/6=1,61/2=3,61/12=1/2,61/3=2,课时小结,小结2：分子晶体与原子晶体的比较,相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构,分子间以分子间作用力结合,原子,分子,共价键,分子间作用力,很高,较低,很大,较小,不溶于任何溶剂,部分溶于水,不导电，个别为半导体,固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电,1、下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是( ) 硅的晶体结构和金刚石相似，都是原子晶体 硅是地壳中含量最多的非金属 晶体硅是良好的半导体材料 SiO2是制造光导纤维的重要原料 SiO2分子是由两个氧原子和硅原子组成的 SiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸 A. B. C. D.,硅在地壳中含量仅次于氧，其晶体为原子晶体，其结构与金刚石相似，是良好的半导体材料；二氧化硅是原子晶体，其结构中不存在单个的“SiO2”分子，能溶于氢氟酸。,D,当堂巩固,2、下列说法正确的是() A原子晶体中只存在非极性共价键 B因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的熔点高于HF C干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂 D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物,原子晶体中可能存在非