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原子晶体BEING THANKFUL Let me count the ways Your sub points here世界最大的有色世界最大的有色钻石钻石407.48407.48克拉（克拉（81.5081.50克）克）世界最大的绿色世界最大的绿色钻石钻石4141克拉克拉 （8.28.2克）克） 金刚石具有很高的熔、沸点金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？其中的原因吗？由于金刚石晶体中所有原子都是通由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能过共价键结合的，而共价键的键能大，如大，如C CC C键的键能为键的键能为348kJmol348kJmol-1-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。度很大。金刚石金刚石用金刚石制成的钻头用金刚石制成的钻头什么是什么是原子晶体原子晶体? ?原子晶体有哪些原子晶体有哪些物理特性物理特性？常见常见的原子晶体有哪些？的原子晶体有哪些？阅读课本阅读课本4747页，请思考页，请思考1 1、概念：、概念：相邻相邻原子原子间以间以共价键共价键相结相结合而形成合而形成空间立体网状结构空间立体网状结构的晶体。的晶体。2 2、构成原子晶体的粒子是构成原子晶体的粒子是原子原子，原，原子间以较强的子间以较强的共价键共价键相结合。相结合。3 3、晶体中晶体中没有没有单个分子存在；化学单个分子存在；化学式只代表式只代表原子个数之比原子个数之比。原子晶体原子晶体从下面表格中你能获取哪些信息？从下面表格中你能获取哪些信息？某些原子晶体的熔点和硬度某些原子晶体的熔点和硬度原子原子晶体晶体金刚石金刚石碳化硅碳化硅氧化铝氧化铝石英石英硅硅锗锗熔点熔点355035502600260020302030171017101415141512111211硬度硬度 1010 9.59.5 9 9 7 7 6.56.5 6.06.0在原子晶体中，由于原子间以较在原子晶体中，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，所以原子晶体间立体网状结构，所以原子晶体的的 （1 1）熔点和沸点高）熔点和沸点高 （2 2）硬度大）硬度大 （3 3）一般不导电）一般不导电 （4 4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂结构决定性质结构决定性质常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：某些非金属单质：金刚石（金刚石（C C）、晶体硅）、晶体硅(Si)(Si)、晶体硼晶体硼（B B）等等某些非金属化合物：某些非金属化合物：碳化硅（碳化硅（SiCSiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BNBN）晶体等晶体等某些氧化物：某些氧化物：二氧化硅（二氧化硅（ SiOSiO2 2）晶体、）晶体、AlAl2 2O O3 3等等性质反映结构性质反映结构教科书教科书 P47 晶体硅（晶体硅（SiSi） 、金刚砂（、金刚砂（SiCSiC）都是与金）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表刚石相似的原子晶体，请根据表3-63-6中数据分中数据分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。键长键长: CC CSi : CC CSi CSi CC CSi SiSiSiSi所以熔点所以熔点、硬度硬度: 金刚石金刚石SiCSi 结构相似的原子晶体，成键的原子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，晶体半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高熔点越高,硬度越大。硬度越大。 正四面体正四面体最小环为六元环最小环为六元环在金刚石晶胞中占有在金刚石晶胞中占有的碳原子数的碳原子数: :8 81/8+61/8+61/2+4=81/2+4=8金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构模型模型金刚石金刚石金刚石金刚石空间网状结构空间网状结构键角键角 10928空间六元环空间六元环（所含原子不共面）（所含原子不共面）晶体硅晶体硅碳化硅碳化硅 1.1.在金刚石晶体中每个碳原子周在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？围紧邻的碳原子有多少个？ 2. 2.金刚石结构中每个碳原子实际金刚石结构中每个碳原子实际形成的化学键为几个形成的化学键为几个? ?3.3.在金刚石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与 C CC C 共价键个数之比是多少？共价键个数之比是多少？ 4. 4.在金刚石晶体中最小碳环由几在金刚石晶体中最小碳环由几个碳原子来组成个碳原子来组成? ?2个个1：26个个4个个问题解决问题解决18010928SiO共价键1. 在在晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个氧原子个氧原子结合；每个氧原子与结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在个硅原子结合；在晶体中硅原子与氧原子个数之比是晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。2. 在在晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共个共价键；每个氧原子形成价键；每个氧原子形成 个共价键；硅原子个共价键；硅原子个数与个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 ；氧原；氧原子个数与子个数与共价键个数之比是共价键个数之比是 。21：24421：41：2问题解决问题解决SiO2 根据根据SiO2的结构计算的结构计算Si、O的原子个数比为的原子个数比为 。 1molSiO2晶体中含有晶体中含有Si-O键的数目为键的数目为_。4NA1:2 SiO2空间结构中最小的环含有空间结构中最小的环含有_个原子。个原子。12 金刚石切具和钻头、硅太阳能电池金刚石切具和钻头、硅太阳能电池中的硅板历经风吹雨淋日晒，不改其中的硅板历经风吹雨淋日晒，不改其性，这是什么原因性，这是什么原因？解释：它们都是原子晶体，晶体中的解释：它们都是原子晶体，晶体中的所有原子都是通过共价键结合的，性所有原子都是通过共价键结合的，性质稳定。质稳定。结构决定性质结构决定性质解释：结构相似的原子晶体，原子解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高。故其熔点和硬度：晶体熔点越高。故其熔点和硬度：金刚石硅锗。金刚石硅锗。 怎样从原子结构角度理解金刚石、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硅和锗的熔点和硬度依次下降？完成课本完成课本P47P47页整理与归纳页整理与归纳性质反映结构性质反映结构几种类型的化学键的比较几种类型的化学键的比较化学键化学键 成键本质成键本质键的方向键的方向和饱和性和饱和性影响键强弱的因素影响键强弱的因素金属键金属键金属离子和自由金属离子和自由电子之间的相互电子之间的相互作用作用金属元素的原子半金属元素的原子半径、单位体积内的径、单位体积内的自由电子数自由电子数离子键离子键阴、阳离子之间阴、阳离子之间的静电作用的静电作用阴、阳离子的电荷阴、阳离子的电荷数和核间距离数和核间距离共价键共价键自旋方向相反的自旋方向相反的未成对电子形成未成对电子形成共用电子对共用电子对既有方向既有方向性又有饱性又有饱和性和性键长、成键电子数键长、成键电子数、极性、极性无无无无 一、原子晶体一、原子晶体1 1、定义：相邻原子间以共价键相结合、定义：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。而形成的空间网状结构的晶体。2 2、物理特性物理特性二、常见的原子晶体二、常见的原子晶体三、金刚石、二氧化硅的晶体结构三、金刚石、二氧化硅的晶体结构四、几种类型的化学键比较四、几种类型的化学键比较原子晶体原子晶体1 1、下列晶体中不属于原子晶体的是（、下列晶体中不属于原子晶体的是（ ）A A、干冰、干冰 B B、金刚砂、金刚砂 C C、金刚石、金刚石 D D、水晶、水晶2 2、石墨晶体是层状结构，在每一层内每一个、石墨晶体是层状结构，在每一层内每一个碳原子都跟其他碳原子都跟其他3 3个碳原子相结合，如图是其个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中晶体结构的俯视图，则图中7 7个六元环完全占个六元环完全占有的碳原子数是（有的碳原子数是（ ）A A、1010个个 B B、1818个个 C C、2424个个 D D、1414个个A AD Di小试牛刀小试牛刀3 3、已知、已知C C3 3N N4 4晶体具有比金刚石还大的硬度，晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于关于C C3 3N N4 4晶体的说法错误的是（晶体的说法错误的是（ ）A A、该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石、该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固中的碳碳键更牢固B B、该晶体中每个碳原子连接、该晶体中每个碳原子连接4 4个氮原子、每个氮原子、每个氮原子连接个氮原子连接3 3个碳原子个碳原子C C、该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足、该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8 8电子结构电子结构D D、该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极、该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构性键形成空间网状结构D D考纲对本节内容的要求考纲对本节内容的要求了解原子晶体的特征，了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与硅等原子晶体的结构与性质的关系。性质的关系。聚焦高考聚焦高考1、判断以下说法是否正确？（1 1）（）（0909福师大附中理综）含福师大附中理综）含1mol1mol硅原子的硅原子的晶体中晶体中Si-OSi-O键的数目为键的数目为N NA A。（。（ ）（2 2）（）（0909三明市质检）三明市质检）12g12g金刚石中所含有的共金刚石中所含有的共价键的数目为价键的数目为N NA A。（ ）2 2、（、（0909泉州市质检）甲、乙是同主族的两种短周泉州市质检）甲、乙是同主族的两种短周期元素，其单质都具有正四面体的结构或结构单期元素，其单质都具有正四面体的结构或结构单元，甲元素的基态原子的最外层电子排布式为元，甲元素的基态原子的最外层电子排布式为nsnsn nnpnpn n，甲元素的最高价氧化物的分子中含有，甲元素的最高价氧化物的分子中含有 个个键和键和 个个键。若使乙的最高价氧化物晶体熔键。若使乙的最高价氧化物晶体熔化，需要破坏的作用力是化，需要破坏的作用力是 。甲元素和。甲元素和乙元素的电负性较大的是乙元素的电负性较大的是 （填元素符号）。（填元素符号）。否否否否2 22 2共价键共价键C C 一种结晶形碳，有天然出产的矿一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度片状和致密块状。密度2.25g/cm2.25g/cm3 3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨同学们同学们, ,想知道更多与石想知道更多与石墨晶体结构有关的知识墨晶体结构有关的知识吗吗? ?快去课本快去课本P55P55页寻找页寻找答案吧答案吧! !1 1、课本、课本P P4747页页 - -问题解决问题解决2 22 2、课本、课本P48P48页页 - -第第5 5、8 8、9 9题题
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