2019-2020年高中化学《分子晶体与原子晶体》教案3 新人教版选修3.doc

2019-2020年高中化学分子晶体与原子晶体教案3 新人教版选修3复习分子晶体的有关内容。过渡下面我们学习微观空间里没有分子的晶体原子晶体。板书 二、原子晶体讲解有的晶体的微观空间里没有分子，原子晶体就是其中之一。在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。板书1、原子晶体：原子都以共价键相结合，是三维的共价键网状结构。投影图3-14金刚石的多面体外型、晶体结构、晶胞示意图：讲解金刚石是典型的原子晶体。天然金刚石的单一晶体经常呈现规则多面体的外形，在金刚石晶体中，每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合，C-C-C夹角为10928，即金刚石中的碳取sp3杂化轨道形成共价键。板书2、金刚石结构：正四面体网状空间结构，C-C-C夹角为10928，sp3杂化。设问金刚石的物理性质与C-C共价键参数有什么关系？讲解金刚石里的C-C共价键的键长(154 pm)很短，键能(3477kJmo1)很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度最大，而且熔点(3 550)也很高。高硬度、高熔点是原子晶体的特性。板书特点：硬度最大、熔点高。讲述 自然界里有许多矿物和岩石，化学式都是Si02，也是典型的原子晶体。SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。板书3、SiO2原子晶体：制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。投影以二氧化硅为原料的高科技产品：讲述常见的原子晶体。板书4、(1)某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)和锗(Ge)等； (2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等；(3)某些氧化物，如氧化铝(A12O3)等。探究思考1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降? 2“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗?为什么?自学1资料卡片某些原子的熔点和硬度“硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低。全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，因而是最硬的。以金刚石的硬度为10，以另9种天然矿物为代表，可将摩氏硬度分为十度， 原子晶体金刚石 氮化硼 碳化硅 氧化铝 石英 硅 锗 熔点 3900 3000 2 700 2030 1710 1410 1211 硬度 10 95 95 9 7 65 60自学2科学视野金刚石经过琢磨的金刚石称为钻石，透光度高，纯净的金刚石无色透明，含杂质则呈蓝、黄、棕、绿、黑等色。习惯上钻石的质量按克拉计算(1克拉等于200mg)，超过lo克拉就被视为珍品，至今最大的金刚石是“非洲之星”，发现于1906年，质量为3 025克拉。我国发现的最大金刚石是281.25克拉的“金鸡钻”(发现于1937年)，被日本侵略者掠去，至今下落不明。例题 1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体（如下图所示）， 该结构的建立基于以下考虑： C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键； C60分子只含有五边形和六边形； 多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数棱边数=2 据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。 请回答下列问题： （1）固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是：_。 （2）试估计C60跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_，并简述其理由：_。 （3）通过计算,确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为_。 （4）C70分子也已制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。 C70分子中所含五边形数为_，六边形数为_。 解答:（1）金刚石；金刚石属原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高。 （2）可能； 因C60分子含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 （只要指出“C60含30个双键”即可） （3）依题意，C60分子形成的化学键数为：1/2(360)=90 ,也可由欧拉定理计算键数(即棱边数)：60+(12+20)2=90 C60分子中单键为：9030=60 答“230（双键数）=60即可 （4）设C70分子中五边形数为x，六边形数为y。依题意可得方程组：解得：五边形数x=12，六边形数y=25 课堂练习1.证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的方法是A. 观察外表 B. 测定密度 C. 在纯氧中燃烧，检验燃烧产物 D. 测量硬度2. 石墨与金刚石的物理性质有很大差异的原因是A. 颜色不同 B. 内部碳原子排列不同 C. 物质组成不同 D. 化学性质不同3. 下列物质中硬度最大的是 A. 玻璃 B. 岩石 C. 石墨 D. 金刚石4. 1985年科学家发现了一种组成为 的物质，下列说法正确的是A. 它的1个分子中含有60个原子 B. 它是一种新型化合物C. 它是一种共价化合物 D. 它是一种单质 5已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C（石墨）+O2（g） = CO2（g） H = -393.51kJmol-1C（金刚石）+O2（g） = CO2（g） H = -395.41kJmol-1据此推断，下列说法正确的是A由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高 C由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的低 D由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的高6. 金刚石可以装在钻探机的钻头上，是由于_。石墨可做铅笔芯是由于_；可做润滑剂，是由于_；可做电极，是由于_。活性炭可作防毒面具的滤毒剂，是由于_。7最近中国科技大学陈乾旺教授领导的研究组以二氧化碳和金属钠作原料，在440 和800 大气压的条件下，成功合成了金刚石，同时生成氧化钠，首次实现了从二氧化碳到金刚石的逆转变。该反应的化学方程式是 ，反应类型是 。参考答案:1、C 2、B 3、D 4、AD 5、A 6、硬度大；硬度小，硬度小（质软），润滑性，能导电；吸附性 7、置换反应小结略。作业P57 2、3、5、6板书计划 二、原子晶体1、原子晶体：原子都以共价键相结合，是三维的共价键网状结构。2、金刚石结构：正四面体网状空间结构，C-C-C夹角为10928，sp3杂化。特点：硬度最大、熔点高。3、SiO2原子晶体：制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。 4、(1)某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)和锗(Ge)等； (2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等；(3)某些氧化物，如氧化铝(A12O3)等。