化学：322《原子晶体》PPT课件（新人教版-选修3）

高中 化学 新人教版 选修 3系列课件 物质结构与性质 第课时 原子晶体 3.2 分子晶体与原子晶体 教学目标 知识与能力 1、掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶 体和分子晶体。 2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征， 能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结 构与性质的关系。 教学难点重点 原子晶体的结构与性质的关系 讨论： 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。 熔点 /oC 状态（室温） CO2 -56.2 气态 SiO2 1723 固态 结论： SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体 呢？ 一、原子晶体 1.定义 : 原子间通过共价键相结合而形成空间 网状结构的晶体 1.构成以上晶体的粒子是什么 ? 2.粒子间通过什么样的作用力联系在一起 ? 3.以上晶体结构在整体上有什么共同特点 ? 思考 Si o 二氧化硅 的晶体结构模型 二氧化硅 的晶体结构模型 1. SiO2晶体中 Si、 O原子的连接特点。 2. SiO2晶体中存在 SiO2小分子吗？ SiO2能不能叫 做分子式？ 3. SiO2晶体中 Si-O键的夹角（键角）是多少？每 个正四面体占有 Si、 O原子数是多少？ 4 SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的 4个硅原子 所形成的空间结构是什么？ SiO2晶体中，最小的 硅氧原子环上共有多少个原子？ 金刚石 的晶体结构模型 碳原子 金刚石 的晶体结构模型 1. 金刚石晶体的结构特点。 2. 金刚石晶体中最小碳环上的碳原子数和环的特点。 3. 金刚石晶体中碳原子与 C-C键数之比是多少？ 3. 晶体中每个 C原子参与了 4条 C-C键的形成，而 在每条键中的贡献只有一半，故 C原子与 C-C键 数之比为： 1:（ 4 1/2） = 1:2 2.最小的碳环由 6个碳原子组成且不在同一平面内 晶体硅 的晶体结构模型 硅原子 二、原子晶体的特点 1、熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂， 一般不导电。 三、哪些物质属于原子晶体 金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等 2、原子晶体熔、沸点的高低与共价键的键能 大小有关，共价键的键能于半径有关，半径 越大，键能越小。 比较 C 、 Si 原子半径，不难发现键能： C C C Si SiSi ，所以熔、沸点为金刚石 碳化硅 单晶硅 石墨的 晶体 结构图 返回 石墨 混合型晶体 石墨为什么很软？ 石墨的熔沸点为什很高？ 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，硬度小。 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，故熔沸点很高。 所以，石墨称为混合型晶体。 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。 如：金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体 的空间网状结构。 键角： 109 28 键长 ： 1.55 10-10m 2、性质： 熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。 熔点： 3550 沸点： 4827 3、代表晶型： 金刚石、晶体硅、二氧化硅 4、原子晶体的构成微粒和作用力： 构成微粒是： 原子 作用： 共价键 5、原子晶体中不存在分子 如： SiO2中只存在 Si原子和 O原子，而不 存在 SiO2分子，只有化学式。 6、原子晶体的熔沸点也是随作共价键的 增强而增高 晶体类型的判断 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”？ 以上皆否定，则多数是分子晶体。 从性质上判断： 熔沸点和硬度； (高：原子晶体；中：离子 晶体；低：分子晶体 ) 熔融状态的导电性。 (导电：离子晶体 ) 分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比 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边形 此结构中的碳原子数为 6 一个碳原子被三个六元碳环共用， 正六边形中的碳原子数为 6 1/3=2。 六边形中的任一条边（即碳碳键） 均被 2个正六边形共用， 所以碳原子数与碳碳键数目比为 2:3。 5. 已知金刚石中 C C键长为 1.54 10 10m，那么金刚石 的密度为 g/cm3。（相对原子质量： C 12.0） 6. SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为 C、 Si 两原子 依次相间排列的正四面体型空间网状结构。右图为两个 中心重合，各面分别平行的大小两个正方体，其中心为 一 Si原子，试在小正方体的顶点上画出与 Si最近的 C的 位置，在大正方体的棱上画出与 C最近的 Si的位置。 Si C 两大小正方体的边长之比为 _； SiCSi的键 角为 _ (用反三角函数表示 )；若 SiC键长为 a cm， 则大正方体边长为 _cm； SiC晶体的密度为 _g/cm3。（ NA为阿佛加德罗常数，相对原子质 量 C.12 Si.28）。 3.金刚石结构中，一个碳原子与 个碳原子成键， 则每个碳原子实际形成的化学键为 个； a mol金刚石中，碳碳键数为 mol。 4 2 2a 4、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中 C-C 键长为 1.55 10-8cm,求金刚石的晶体密度？ 开拓思考题 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？ （二）、晶体中距离 最近 的微粒数的计算： 1、 在金刚石的网状结构中， 含有由共 价键形成的碳原子环， 其中最小的环上 有 _(填数字 )个碳原子，每个碳原子 上的任意两个 CC键的夹角都是 _ (填角度 ) 6 109 28 课堂练习题 下列不存在化学键的晶体是： A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩 常温常压下的分子晶体是： A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰 晶体中的一个微粒周围有 6个微粒，这种晶 体是： A.金刚石 B.石墨 C.干冰 D.氯化钠