高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 3.2.2 原子晶體課件 新人教版選修3.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 原子晶體的概念及其特性1 原子晶體 1 定義 相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的具有三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 稱為原子晶體 2 構(gòu)成微粒 原子晶體中的微粒是原子 原子與原子之間的作用力是共價(jià)鍵 3 常見(jiàn)的原子晶體 某些單質(zhì) 如金剛石 C 硼 B 晶體硅 Si 鍺 Ge 等 某些非金屬化合物 如碳化硅 SiC 氮化硼 BN 二氧化硅 SiO2 等 2 原子晶體的特性原子晶體的特性是高硬度 高熔點(diǎn) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 典型原子晶體的結(jié)構(gòu)1 金剛石C C C夾角為109 28 成鍵碳原子采取sp3雜化 1 硬度最大 熔點(diǎn)高 2 不溶于一般的溶劑 3 不能導(dǎo)電 2 SiO2把金剛石晶體中的碳原子換為硅原子 每?jī)蓚€(gè)硅原子之間增加一個(gè)氧原子 即成SiO2的晶體結(jié)構(gòu) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 具有共價(jià)鍵的晶體叫原子晶體 這種說(shuō)法對(duì)嗎 為什么 答案 不對(duì) 如HCl H2O CO2 CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵 而它們都是分子晶體 金剛石 晶體Si SiC SiO2中都有共價(jià)鍵 它們卻都是原子晶體 只有相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 原子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)原子晶體中原子之間以共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 在原子晶體中不存在單個(gè)分子 由于共價(jià)鍵鍵能較大 所以原子晶體具有較高的熔 沸點(diǎn) 較大的硬度 2 性質(zhì)由于原子晶體中原子間以共價(jià)鍵相連 所以原子晶體發(fā)生化學(xué)變化時(shí)都必須破壞化學(xué)鍵 由于共價(jià)鍵的鍵能較大 所以原子晶體一般熔 沸點(diǎn)很高 硬度很大 不同的原子晶體中共價(jià)鍵的鍵能越大 對(duì)應(yīng)的原子晶體的熔 沸點(diǎn)越高 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 碳化硅 SiC 晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu) 其中碳原子和硅原子的位置是交替的 它與晶體硅和金剛石相比較 正確的是 導(dǎo)學(xué)號(hào)52700043 A 熔點(diǎn)從高到低的順序 碳化硅 金剛石 晶體硅B 熔點(diǎn)從高到低的順序 金剛石 晶體硅 碳化硅C 三種晶體中的單元都是正四面體結(jié)構(gòu)D 三種晶體都是原子晶體且均為電的絕緣體解析 依題意 金剛石 碳化硅和晶體硅都是原子晶體 且都有類似于金剛石的正四面體結(jié)構(gòu)單元 因?yàn)樵影霃?r C C Si Si Si 鍵能越大 原子晶體的熔點(diǎn)越高 故熔點(diǎn)從高到低的順序 金剛石 碳化硅 晶體硅 三種晶體中晶體硅具有特殊性 是半導(dǎo)體 答案 C 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 美國(guó) 科學(xué) 雜志曾報(bào)道 在40GPa的高壓下 用激光加熱到1800K 人們成功制得了原子晶體CO2 下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是 A 該原子晶體中含有極性鍵B 該原子晶體易汽化 可用作制冷材料C 該原子晶體有很高的熔點(diǎn)D 該原子晶體硬度大 可用作耐磨材料解析 CO2由固態(tài)時(shí)形成的分子晶體變?yōu)樵泳w 其成鍵情況也發(fā)生了變化 由原來(lái)的碳氧雙鍵變?yōu)樘佳鯁捂I 但化學(xué)鍵依然為極性共價(jià)鍵 由于晶體類型及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)等性質(zhì)也發(fā)生了變化 CO2原子晶體具有高硬度 高熔點(diǎn)等特點(diǎn) 答案 B 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 二 金剛石和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)1 金剛石金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵 分別和4個(gè)碳原子相連 形成正四面體結(jié)構(gòu) 最小的碳環(huán)上有六個(gè)碳原子 碳碳鍵之間的夾角是109 28 因此這些原子不在同一個(gè)平面上 2 二氧化硅SiO2 正四面體 鍵角 O Si鍵 為109 28 每個(gè)最小的環(huán)上有12個(gè)原子 其中 有6個(gè)Si和6個(gè)O 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 硅是一種重要的非金屬單質(zhì) 硅及其化合物的用途非常廣泛 根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答硅及其化合物的相關(guān)問(wèn)題 導(dǎo)學(xué)號(hào)52700044 1 基態(tài)硅原子的核外電子排布式為 2 晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石相似 晶體硅中Si Si鍵之間的夾角大小約為 3 請(qǐng)?jiān)谙驴驁D中補(bǔ)充完成SiO2晶體的結(jié)構(gòu)示意圖 部分原子已畫出 并進(jìn)行必要的標(biāo)注 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 4 下表列有三種物質(zhì) 晶體 的熔點(diǎn) 簡(jiǎn)要解釋熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因 SiO2和SiCl4 SiCl4和SiF4 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 2 晶體硅以一個(gè)硅原子為中心 與另外4個(gè)硅原子形成正四面體結(jié)構(gòu) 所以Si Si鍵之間的夾角大小約為109 28 3 圖中給出的是硅晶體的結(jié)構(gòu) SiO2晶體相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)Si Si鍵中 插入 一個(gè)氧原子 所以只要在上述每?jī)蓚€(gè)硅原子之間 畫 一個(gè)半徑比硅原子小的原子 再用實(shí)線連起來(lái)即可 4 晶體類型不同 其熔點(diǎn)具有很大的差別 一般原子晶體的熔點(diǎn)高 而分子晶體的熔點(diǎn)低 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 答案 1 1s22s22p63s23p2 2 109 28 3 如圖所示 4 SiO2是原子晶體 微粒間作用力為共價(jià)鍵 SiCl4是分子晶體 微粒間作用力為范德華力 故SiO2熔點(diǎn)高于SiCl4的 SiCl4和SiF4均為分子晶體 微粒間作用力均為范德華力 結(jié)構(gòu)相似時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量越大 范德華力越大 故SiCl4的熔點(diǎn)高于SiF4的 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 下列說(shuō)法正確的是 A 金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個(gè)碳原子構(gòu)成B 熔點(diǎn)很高的晶體一定屬于原子晶體C 1molSiO2晶體中含2molSi O鍵D 金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 與任何物質(zhì)都不反應(yīng)解析 據(jù)金剛石結(jié)構(gòu)模型可知 金剛石中的最小碳環(huán)為六元環(huán) 在高溫下可斷開C C鍵與O2反應(yīng) 故A項(xiàng)正確 D項(xiàng)錯(cuò)誤 鎢的熔點(diǎn)很高 但屬于金屬晶體 B項(xiàng)錯(cuò)誤 1molSiO2晶體中含4molSi O鍵 C項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 A