【精選匯編】020學年高中化學第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2節(jié)分子晶體與原子晶體第2課時原子晶體課件新人教版選修3

1、第二節(jié)分子晶體與原子晶體第二節(jié)分子晶體與原子晶體第第2課時原子晶體課時原子晶體課標要求課標要求1知道原子晶體的概念，能夠從原子晶體的結(jié)構(gòu)知道原子晶體的概念，能夠從原子晶體的結(jié)構(gòu)特點理解其物理特性。特點理解其物理特性。2學會晶體熔、沸點比較的方法。學會晶體熔、沸點比較的方法。3了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。1概念概念微觀空間里沒有分子和離子，構(gòu)成晶體的微粒只有微觀空間里沒有分子和離子，構(gòu)成晶體的微粒只有_，而且所有的，而且所有的_都以都以_相結(jié)合相結(jié)合的晶體稱為原子晶體。的晶體稱為原

2、子晶體。課前 教材預案要點一原子晶體的概念與性質(zhì)要點一原子晶體的概念與性質(zhì)原子原子 原子原子 共價鍵共價鍵 2特征及結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)_、_是原子晶體的特征。整塊是原子晶體的特征。整塊晶體是一個三維的晶體是一個三維的_結(jié)構(gòu)，是一個結(jié)構(gòu)，是一個“巨分子巨分子”，又稱，又稱_。3常見的原子晶體常見的原子晶體(1)某些非金屬單質(zhì)，某些非金屬單質(zhì)，如如_。(2)某些非金屬化合物，某些非金屬化合物，如如_。高硬度高硬度 高熔點高熔點 共價鍵空間網(wǎng)狀共價鍵空間網(wǎng)狀 共價晶體共價晶體 金剛石、硼金剛石、硼(b)、硅、硅(si)、鍺、鍺(ge)和灰錫和灰錫(sn) 碳化硅碳化硅(sic)、氮化硼、氮化硼(bn)、

3、二氧化硅、二氧化硅(sio2) 思考思考1：含有共價鍵的晶體都是原子晶體嗎？含有共價鍵的晶體都是原子晶體嗎？提示提示 原子晶體都有共價鍵，但含有共價鍵的晶體不原子晶體都有共價鍵，但含有共價鍵的晶體不一定是原子晶體。如一定是原子晶體。如h2o、co2等分子晶體中也含有共等分子晶體中也含有共價鍵。價鍵。要點二幾種典型的原子晶體要點二幾種典型的原子晶體1金剛石金剛石金剛石晶體中，每個碳原子均以四個金剛石晶體中，每個碳原子均以四個_對稱地與相鄰的對稱地與相鄰的_個碳原子相結(jié)合，形成個碳原子相結(jié)合，形成ccc夾角為夾角為_的的_體結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)(即金即金剛石中碳采取剛石中碳采取_雜化雜化)，整塊金剛石晶體就

4、是，整塊金剛石晶體就是以共價鍵相連的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中最小的環(huán)是以共價鍵相連的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中最小的環(huán)是_元環(huán)。元環(huán)。cc共價鍵的鍵長很共價鍵的鍵長很_，鍵能很，鍵能很_，這，這一結(jié)構(gòu)使金剛石在所有已知晶體中一結(jié)構(gòu)使金剛石在所有已知晶體中_最大，而且最大，而且熔點也很熔點也很_。共價單鍵共價單鍵 四四 10928 正四面正四面 sp3 六六 短短 大大 硬度硬度 高高 2二氧化硅二氧化硅二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)相當于將金剛石中的碳原子全都二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)相當于將金剛石中的碳原子全都換成了硅原子，同時在每兩個換成了硅原子，同時在每兩個_原子之間增添一個原子之間增添一個_原子。因此，原子。因此，sio2

5、晶體中晶體中si原子和原子和o原子按個數(shù)原子按個數(shù)比比_構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硅硅 氧氧 1 2 思考思考2：二氧化硅的分子式是二氧化硅的分子式是sio2嗎？嗎？提示提示 二氧化硅是原子晶體，晶體中不存在單個分二氧化硅是原子晶體，晶體中不存在單個分子，其化學式為子，其化學式為si與與o的最簡個數(shù)比，而不是分子式。的最簡個數(shù)比，而不是分子式。1不同類型的晶體熔、沸點規(guī)律不同類型的晶體熔、沸點規(guī)律原子晶體原子晶體分子晶體。分子晶體。2原子晶體熔、沸點規(guī)律原子晶體熔、沸點規(guī)律原子晶體原子間鍵長越短，鍵能越原子晶體原子間鍵長越短，鍵能越_，共價鍵，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)熔、沸點越越穩(wěn)定，物質(zhì)

6、熔、沸點越_，反之越低。如熔、沸，反之越低。如熔、沸點：金剛石點：金剛石金剛砂金剛砂晶體硅。晶體硅。要點三晶體熔、沸點比較要點三晶體熔、沸點比較大大 高高 思考思考3：怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？鍺的熔點和硬度依次下降？提示提示 從碳到鍺，原子半徑依次增大，從碳到鍺，原子半徑依次增大，cc鍵、鍵、sisi鍵、鍵、gege鍵的鍵長依次增大。鍵長越短，鍵能越鍵的鍵長依次增大。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越牢固，而熔化時破壞的是原子晶體中的共大，共價鍵越牢固，而熔化時破壞的是原子晶體中的共價鍵，因此共價鍵的穩(wěn)定性為價鍵，因此共價鍵的穩(wěn)

7、定性為cc鍵鍵sisi鍵鍵gege 鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點和硬度依次下降。鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點和硬度依次下降。課堂 深度拓展考點一分子晶體和原子晶體的比較考點一分子晶體和原子晶體的比較晶體類型晶體類型分子晶體分子晶體原子晶體原子晶體定義定義只含分子的晶體只含分子的晶體相鄰原子間以共價鍵結(jié)相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成的具有空間立合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體組成微粒組成微粒分子分子原子原子微粒間的作用力微粒間的作用力分子間作用力分子間作用力(氫氫鍵、范德華力鍵、范德華力)共價鍵共價鍵(極性鍵、非極極性鍵、非極性鍵性鍵)晶體類型晶體類型分子晶體分子晶體原子晶體原

8、子晶體熔化時需克服熔化時需克服的作用力的作用力較弱的分子間作用力較弱的分子間作用力很強的共價鍵很強的共價鍵物物理理性性質(zhì)質(zhì)熔、沸點熔、沸點較低較低很高很高硬度硬度較小較小很大很大導電性導電性固態(tài)和熔化時都不導固態(tài)和熔化時都不導電，但某些分子晶體電，但某些分子晶體溶于水能導電，如溶于水能導電，如hcl固態(tài)和熔化時都不導固態(tài)和熔化時都不導電電(si除外除外)，一般難溶，一般難溶于水于水溶解性溶解性相似相溶相似相溶難溶于一般溶劑難溶于一般溶劑決定熔、沸點決定熔、沸點高低的因素高低的因素分子間作用力的大小分子間作用力的大小共價鍵的強弱共價鍵的強弱解答原子晶體類問題的鑰匙解答原子晶體類問題的鑰匙共價鍵與

9、鍵能共價鍵與鍵能(1)原子晶體中一定存在共價鍵，但含有共價鍵的晶體卻不原子晶體中一定存在共價鍵，但含有共價鍵的晶體卻不一定是原子晶體，只有原子間的共價鍵形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一定是原子晶體，只有原子間的共價鍵形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時才形成原子晶體。時才形成原子晶體。(2)原子晶體中不存在分子，晶體中所有原子全部參與形成原子晶體中不存在分子，晶體中所有原子全部參與形成共價鍵，故原子晶體熔化時表現(xiàn)為熔、沸點很高，且分子晶體共價鍵，故原子晶體熔化時表現(xiàn)為熔、沸點很高，且分子晶體的熔沸點遠小于原子晶體。的熔沸點遠小于原子晶體。(3)結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成鍵原子半徑越小，鍵能越大，結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成鍵原

10、子半徑越小，鍵能越大，對應的原子晶體的熔、沸點越高。對應的原子晶體的熔、沸點越高?！纠}【例題1】最近科學家在實驗室里成功地將最近科學家在實驗室里成功地將co2在高溫下轉(zhuǎn)化為類似在高溫下轉(zhuǎn)化為類似sio2的原子晶體。下列關(guān)于該的原子晶體。下列關(guān)于該co2晶體的敘述不正確的是晶體的敘述不正確的是()a該晶體中該晶體中c、o原子的個數(shù)比為原子的個數(shù)比為1 2b該晶體中該晶體中oco的鍵角為的鍵角為180c該晶體的熔、沸點高，硬度大該晶體的熔、沸點高，硬度大d該晶體中該晶體中c、o原子最外層都滿足原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)思維導引：思維導引：原子晶體的結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵角原子晶體

11、的結(jié)構(gòu)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵角不可能為不可能為180，原子晶體具有硬度大，熔、沸點高的，原子晶體具有硬度大，熔、沸點高的性質(zhì)。性質(zhì)。答案答案 b解析解析 sio2晶體中晶體中osio的鍵角為的鍵角為10928，co2形成與形成與sio2類似的原子晶體，則類似的原子晶體，則oco的鍵角也為的鍵角也為10928。【變式【變式1】干冰和二氧化硅晶體同屬第干冰和二氧化硅晶體同屬第a族元素族元素的最高價氧化物，它們的熔、沸點差別很大的原因是的最高價氧化物，它們的熔、沸點差別很大的原因是()a二氧化硅的相對分子質(zhì)量大于二氧化碳的相對二氧化硅的相對分子質(zhì)量大于二氧化碳的相對分子質(zhì)量分子質(zhì)量bco鍵的鍵能比鍵的鍵

12、能比sio鍵的鍵能小鍵的鍵能小c干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體d干冰易升華，二氧化硅不能升華干冰易升華，二氧化硅不能升華答案答案 c解析解析 干冰和干冰和sio2所屬晶體類型不同，干冰為分子晶所屬晶體類型不同，干冰為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，體，熔化時破壞的是分子間作用力，sio2為原子晶體，為原子晶體，熔化時破壞的是共價鍵，所以二氧化硅的熔、沸點較熔化時破壞的是共價鍵，所以二氧化硅的熔、沸點較高。高。1依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，粒子間的作用力是共構(gòu)成原子晶體的粒子是原

13、子，粒子間的作用力是共價鍵；構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的作用力是價鍵；構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。分子間作用力。2依據(jù)晶體的熔點判斷依據(jù)晶體的熔點判斷原子晶體的熔點高，常在原子晶體的熔點高，常在1 000 以上；而分子晶以上；而分子晶體熔點低，常在數(shù)百度以下甚至更低。體熔點低，常在數(shù)百度以下甚至更低?？键c二判斷原子晶體和分子晶體類型的方法考點二判斷原子晶體和分子晶體類型的方法思維導引：思維導引：根據(jù)根據(jù)si3n4性質(zhì)可判斷其晶體類型，從而性質(zhì)可判斷其晶體類型，從而分析其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。分析其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。答案答案 b解析解析 a項，氮化硅不含非極性鍵；項，氮化硅不含

14、非極性鍵；b項，氮化硅是項，氮化硅是原子晶體，含極性鍵；原子晶體，含極性鍵；c項，四氯化硅是分子晶體；項，四氯化硅是分子晶體；d項，氯化氫分子間不存在氫鍵。項，氯化氫分子間不存在氫鍵。【變式【變式2】金剛石具有硬度大、熔點高金剛石具有硬度大、熔點高等特點，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等特點，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是()a金剛石中金剛石中cc鍵的鍵角均為鍵的鍵角均為10928，所以金剛石和，所以金剛石和ch4的晶體類型相同的晶體類型相同b金剛石的熔點高與金剛石的熔點高與cc鍵的鍵能無關(guān)鍵的鍵能無關(guān)c金剛石中碳原子個數(shù)

15、與金剛石中碳原子個數(shù)與cc鍵鍵數(shù)之比為鍵鍵數(shù)之比為1 2d金剛石的熔點高，所以在打孔過程中不需要進行澆水金剛石的熔點高，所以在打孔過程中不需要進行澆水冷卻冷卻答案答案 c小結(jié)必背小結(jié)必背1構(gòu)成原子晶體的微粒是原子，其相互作用力是構(gòu)成原子晶體的微粒是原子，其相互作用力是共價鍵。共價鍵。2原子晶體中不存在單個分子，化學式僅僅表示原子晶體中不存在單個分子，化學式僅僅表示的是物質(zhì)中的原子個數(shù)比，不是分子式。的是物質(zhì)中的原子個數(shù)比，不是分子式。3在原子晶體中，所有原子都以共價鍵相結(jié)合，在原子晶體中，所有原子都以共價鍵相結(jié)合，形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此原子晶體熔點高、硬度大。形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此原子晶體

16、熔點高、硬度大。1(原子晶體性質(zhì)原子晶體性質(zhì))下列事實能說明剛玉下列事實能說明剛玉(al2o3)是一是一種原子晶體的是種原子晶體的是()al2o3是兩性氧化物是兩性氧化物硬度很大硬度很大它的熔點它的熔點為為2 045 幾乎不溶于水幾乎不溶于水自然界中的剛玉有紅自然界中的剛玉有紅寶石和藍寶石寶石和藍寶石abcd課末 隨堂演練答案答案 b解析解析 原子晶體的典型特點是硬度大、熔點高、不溶原子晶體的典型特點是硬度大、熔點高、不溶于常見溶劑，故于常見溶劑，故正確。正確。2(原子晶體結(jié)構(gòu)原子晶體結(jié)構(gòu))下列晶體中，最小的平面或立體下列晶體中，最小的平面或立體環(huán)不是由環(huán)不是由6個原子構(gòu)成的是個原子構(gòu)成的是(

17、)a金剛石金剛石b石墨石墨c水晶水晶d晶體硅晶體硅答案答案 c解析解析 金剛石、石墨及晶體硅中的最小環(huán)都是由金剛石、石墨及晶體硅中的最小環(huán)都是由6個個原子構(gòu)成的，水晶原子構(gòu)成的，水晶(主要成分主要成分sio2)中的最小環(huán)上有中的最小環(huán)上有6個硅個硅原子、原子、6個氧原子，共個氧原子，共12個原子。個原子。3(分子晶體與原子晶體比較分子晶體與原子晶體比較)下列晶體性質(zhì)的比較下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是中不正確的是()a熔點：金剛石熔點：金剛石碳化硅碳化硅晶體硅晶體硅b沸點：沸點：nh3ph3c硬度：白磷硬度：白磷冰冰二氧化硅二氧化硅d熔點：熔點：sii4sibr4sicl4答案答案 c解析解析

18、 a項中三種物質(zhì)都是原子晶體，因原子半徑項中三種物質(zhì)都是原子晶體，因原子半徑r(c)r(si)，所以鍵長：，所以鍵長：cccsicsisisi。鍵能越大，原子晶體的熔點越高，。鍵能越大，原子晶體的熔點越高，a項正確；因為項正確；因為nh3分子間存在氫鍵，所以分子間存在氫鍵，所以nh3的沸點的沸點大于大于ph3的沸點，的沸點，b項正確；二氧化硅是原子晶體，硬項正確；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，c項錯誤；項錯誤；四鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間四鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，不存在氫鍵，故相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，d項正項正確。確。4(晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì))氮化硼氮化硼(bn)晶體有多種相結(jié)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所