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1、2021/2/27,1,第三章 晶体结构与性质,第二节 分子晶体与原子晶体,第2课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修3 物质结构与性质,2021/2/27,2,思考与交流,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？,原子晶体,2021/2/27,3,180,10928,Si,O,共价键,二氧化硅晶体结构示意图,原子晶体,2021/2/27,4,SiO2的结构特征 在SiO2晶体中 1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O
2、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。 最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。 1mol SiO2中含4mol SiO键,原子晶体,2021/2/27,5,二、原子晶体,注：（1）构成原子晶体的粒子是原子， （2）原子间以较强的共价键相结合。 （3）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。,思考：只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？,、概念：所有的相邻原子间都以共价键 相结合而形成空间立体网状结构的晶体。,原子晶体,2021/2/27,6,2、原子晶体的性质,很高,
3、很大,不溶,一般不导电（硅是半导体）,某些原子晶体的熔点和硬度,原子晶体,2021/2/27,7,3、典型的原子晶体,（1）金刚石,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,碳以SP3杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展,构成彼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。 1mol金刚石中含有的C-C共价键数 2mol。,键能： 347.7kj/mol,熔点： 大于35500C,硬度：很大,原子晶体,2021/2/27,8,（2） 二氧化硅,金刚石,二氧化硅,4、常见的原子晶体类型,（
4、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（ SiO） Al2O3晶体,原子晶体,2021/2/27,9,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，晶体熔点越高 金刚石 碳化硅 晶体硅,交流与研讨,1、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？,2、“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？,解释：不对，分子晶体中通常也含有共价键，如CO2、O2,某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl,原子晶体,2021/2/27,10,莫氏硬度是表示矿物硬度的
5、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 莫氏硬度,原子晶体,2021/2/27,11,练习：如图所示，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,5、石墨及其结构（混合型晶体）,原子晶体,2021/2/27,12,一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光
6、泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，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。,知识拓展石墨,原子晶体,2021/2/27,13,石墨晶体结构,原子晶体,2021/2/27,14,例、如右图所示，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_，完全拥有CC数为_,石墨中CC夹角为120， CC键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m,2,3,原子晶体,2021/2/27,15,1、石墨为什么很软？ 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？,3、石墨属于哪
7、类晶体？为什么？,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键（大键），故熔沸点很高。,石墨为混合键型晶体。,原子晶体,2021/2/27,16,6、科学视野,（1）金刚石,（2）天然金刚石的形成,高温、高压、长时间在地幔中形成的。,（3）金刚石的人工合成, 高压合成,低压合成,原子晶体,2021/2/27,17,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,原子晶体,2021/2/27,18
8、,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,原子晶体,2021/2/27,19,练习,B,C,原子晶体,2021/2/27,20,3、C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）,（1）C60、金刚石和石墨三者互为 ；,（2）固态时，C60属于 （填“离子”、“原子”或“分子”）；,A、同分异构体 B、同素异形体,C、同系物 D、同位素,（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是 NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧原子的数目是 ；,（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有 个碳原子。,B,分子,2,6,2,原子晶体,2021/2/27,21,Thanks 谢谢您的观看！,