分子晶体和原子晶体公开课.ppt

第二节第二节 分子晶体和原子晶体分子晶体和原子晶体第二课时第二课时.思考与交流思考与交流CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，通的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。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，碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶晶体的熔沸点很高？体的熔沸点很高？.二氧化硅的晶体结构二氧化硅的晶体结构SiO共价键共价键.一、原子晶体（共价晶体）一、原子晶体（共价晶体）1、定义：、定义：相邻相邻原子原子间间均以共价键相结合均以共价键相结合而形成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。构成微粒：构成微粒：微粒间的相互作用：微粒间的相互作用：熔化时需克服的作用：熔化时需克服的作用：原子原子共价键共价键共价键共价键注意注意注意注意原子晶体中不存在单个分子，没有分子式。原子晶体中不存在单个分子，没有分子式。原子晶体中不存在单个分子，没有分子式。原子晶体中不存在单个分子，没有分子式。SiOSiOSiOSiO2 2 2 2是表示晶体中是表示晶体中是表示晶体中是表示晶体中SiSiSiSi、O O O O原子数之比是原子数之比是原子数之比是原子数之比是1:21:21:21:2的化学式的化学式的化学式的化学式.对比分子晶体和原子晶体的数据，对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？原子晶体有何物理特性？.在原子晶体中，由于原子间以在原子晶体中，由于原子间以较强较强的的共价键共价键相结合，相结合，而且形成而且形成空间立体网状结构空间立体网状结构，所以原子晶体的，所以原子晶体的2.2.原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性（1）熔点和沸点高（）熔点和沸点高（2）硬度大）硬度大（3）一般不导电（）一般不导电（4）且难溶于一些常见的溶剂）且难溶于一些常见的溶剂.思考：思考：金刚石的结构特征：金刚石的结构特征：1、金刚石晶体中每个碳原子与它直接相邻的、金刚石晶体中每个碳原子与它直接相邻的个碳原子形成个碳原子形成 结构，其碳原结构，其碳原子的杂化类型为，子的杂化类型为，C-C-C的夹角为的夹角为2、金刚石晶体中平均每个碳原子形成个金刚石晶体中平均每个碳原子形成个C-CC-C键，所以金键，所以金刚石中碳原子数与刚石中碳原子数与C-CC-C键数之比为键数之比为，12g12g金刚石中金刚石中CCCC键数为键数为 N NA A个个4正四面体正四面体sp31092821:22.3.常见的原子晶体常见的原子晶体某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体某些氧化物：二氧化硅（SiO）晶体、Al2O3.若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便可得到晶体硅的结构，不同的是硅晶体中的可得到晶体硅的结构，不同的是硅晶体中的Si-SiSi-Si键键的键长比金刚石中的的键长比金刚石中的C-CC-C键长键长作为晶体管材料.10928SiO共价键 若在硅晶体结构中的每个若在硅晶体结构中的每个Si-SiSi-Si键中键中“插入插入”一一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的SiOSiO2 2晶晶体的结构体的结构.思考思考3:3:在二氧化硅的晶体结构中在二氧化硅的晶体结构中,最小的环是最小的环是，1mol SiO 1mol SiO2 2中含中含 mol SiOmol SiO键键SiO2的结构特征的结构特征思考思考1：每个硅原子周围紧邻的氧原子有每个硅原子周围紧邻的氧原子有个，每个，每个氧原子周围紧邻的硅原子有个氧原子周围紧邻的硅原子有个，在个，在SiO2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 思考思考2：在在SiO2晶体中每个硅原子连接有晶体中每个硅原子连接有个共价键，每个氧原子连个共价键，每个氧原子连接有接有个共价键，个共价键，硅原子个数与硅原子个数与SiO共价键个数之比是共价键个数之比是氧原子个数与氧原子个数与SiO共价键个数之比是共价键个数之比是4 42 21:21:24 42 21:41:41:21:2十二元环十二元环十二元环十二元环4 4SiO.交流与研讨交流与研讨1 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅、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？和锗的熔点和硬度依次下降？由于金刚石、硅和锗的晶体都是原子晶体，形成晶体的粒子均为原子，粒子间的相互作用是共价键，所以熔点和硬度的大小由共价键的强弱决定。由于碳、硅、锗三种原子的原子半径依次增大，各个原子之间的共价键的键长依次增大，键的强度依次减弱，所以金刚石、晶体硅和晶体锗的熔点和硬度依次下降。2 2、“含有共价键的晶体叫做原子晶体。含有共价键的晶体叫做原子晶体。”这这种说法对吗？为什么？种说法对吗？为什么？不对，“具有共价键”并不是判定原子晶体的唯一条件分子晶体的分子内部也有共价键，如冰和干冰晶体都是分子晶体，但H2O和CO2中存在共价键。对原子晶体的认识处理要求“具有共价键”外，还要求形成晶体的粒子是原子.原子晶体和分子晶体的差异原子晶体和分子晶体的差异晶体类型晶体类型分子晶体分子晶体原子晶体原子晶体定义定义组成粒子组成粒子粒子间的相粒子间的相互作用互作用熔、沸点熔、沸点硬度硬度溶解性溶解性实例实例分子分子原子原子分子间作用力分子间作用力共价键共价键较低较低很高很高很小很小很大很大一般可溶于水和某些溶剂一般可溶于水和某些溶剂一般不溶一般不溶冰、干冰等冰、干冰等金刚石、硅等金刚石、硅等.课堂检测课堂检测 2、氮化硼（、氮化硼（BN）是一种新型结构材料，具有）是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优异特性，下列各组物质超硬、耐磨、耐高温等优异特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用力与氮化硼熔化时熔化时，所克服的微粒间作用力与氮化硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是（克服的微粒间作用都相同的是（）A、硝酸钠和金刚石、硝酸钠和金刚石 B、晶体硅和水晶、晶体硅和水晶 C、冰和干冰、冰和干冰 D、苯和萘、苯和萘B 1、下列化学式能真实表示物质分子组成的是下列化学式能真实表示物质分子组成的是 A ANaOH BNaOH BSiOSiO2 2 C CCsCl DCsCl DSOSO3 3 D.3、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（根据下列性质判断，属于原子晶体的是（）A A、熔点、熔点2700,2700,导电性好导电性好,延展性强延展性强 B B、无色晶体、无色晶体,熔点熔点3550,3550,不导电不导电,质硬质硬,难溶于水难溶于水 和有机溶剂和有机溶剂 C C、无色晶体、无色晶体,能溶于水能溶于水,质硬而脆质硬而脆,熔点为熔点为800800，熔化时能导电熔化时能导电 D D、熔点、熔点-56.6,-56.6,微溶于水微溶于水,硬度小硬度小,固态或液态时不固态或液态时不导电导电B.4 4、20032003年美国科学杂志报道：在超高压下，年美国科学杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将科学家用激光器将COCO2 2加热到加热到1800K1800K，成功制得，成功制得了类似石英的了类似石英的COCO2 2原子晶体。下列关于原子晶体。下列关于COCO2 2晶体晶体的叙述中不正确的是的叙述中不正确的是()()（A）该原子晶体有很高的熔点、沸点，有很大的硬）该原子晶体有很高的熔点、沸点，有很大的硬度度 （B）该原子晶体易气化，可用作制冷材料）该原子晶体易气化，可用作制冷材料 （C）该原子晶体的硬度大，可用作耐磨材料）该原子晶体的硬度大，可用作耐磨材料 （D）该每摩尔原子晶体干冰中含）该每摩尔原子晶体干冰中含4molCO键键B.5、填空：氮化碳晶体是新发现的一种高、填空：氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是硬度材料，该晶体类型应该是_晶体。晶体。试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较，硬度更大的是比较，硬度更大的是_晶体，熔点较晶体，熔点较低的是低的是_晶体。晶体。金刚石金刚石原子原子氮化碳氮化碳.5、原子晶体的熔、沸点的比较：、原子晶体的熔、沸点的比较：1、结构相似的结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高，反之越越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高，反之越低低.例如熔、沸点：例如熔、沸点：金刚石金刚石(C-C)金刚砂金刚砂(C-Si)晶体硅晶体硅(Si-Si)2、原子晶体的熔点一般比分子晶体熔点高、原子晶体的熔点一般比分子晶体熔点高.感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！