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原子晶体课件

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原子晶体课件_第1页
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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,节 原子晶体与分子晶体,各种晶体:,几种碳的晶体,金刚石是世上已知最硬的物质,且熔点很高,,是,很名贵的宝石人们把天然金刚石当作宝石珍藏已有三千余年历史经过琢磨的金刚石称钻石,透光度高,纯净的钢厂无色透明,含杂质则呈蓝、黄、棕、绿、黑等色至今世界上最大的金刚石是“非洲之星”,发现于1906年,质量为3025克拉概念:,相邻原子间以,共价键,相结合而形成的具有,空间立体网状结构,的晶体,一,原子晶体,金刚石,2.,结构特点:,(,1,)由于,共价键的方向性和饱和性,,每个中心原子周围排列的原子数目是,有限,的2,)由于所有原子间均以,共价键,相结合,所以晶体中,不存在单个分子一、,原子晶体,1,、定义:,相邻,原子,间,均以共价键,相结合而形成,空间立体网状结构,的晶体2.,构成微粒:,3.,微粒间的作用,力,:,4.,熔化时需克服的作用:,原子,共价键,共价键,注意,原子晶体中不存在单个分子,没有分子式SiO,2,是化学式,,,表示晶体中Si、O原子数之比是1:2,4,.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)等,某些非金属化合物:,碳化硅(SiC)晶体、,氮化硼(BN)晶体,氮化硅(Si,3,N,4,)晶体,某些氧化物:,二氧化硅(SiO,)晶体,(,1,)金刚石,每个碳以,键与相邻,个碳结合,,成为,构型。

晶体中碳碳键夹角为,,碳原子,采取了,杂化最小环有,个碳原子5.,几种典型的原子晶体,109.5,共价键,共价,6,sp,3,109.5,正四面体,4,晶体硅、碳化硅结构与金刚石类似,(2)硅晶体,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,Si-Si,键的键长比金刚石中的,C-C,键长,作为晶体管材料,(,3,)二氧化硅,每个硅原子与,个氧原子相连;,每个氧原子与,个硅原子相连最小环上有,个硅原子,,个氧原子晶体中是否存在分子?,1mol二氧化硅中有,mol共价键2,4,4,6,否,6,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,硬度越大1,、为何金刚石、碳化硅和晶体硅的熔点和硬度依次下降?,2,、“存在共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗?为什么?,物质,金刚石,碳化硅,晶体硅,熔点,3350,2600,1415,硬度,10,9,7,思考:,不对,因为在,大多数分子晶体,和,某些离子晶体,中也存在共价键在原子晶体中,由于原子间以强的共价键相结合,形成空间立体网状结构,所以原子晶体的,:,(,1,)熔、沸点高(,2,)硬度大,(,用途?,),(,3,)一般不导电(,4,)难溶于常见的溶剂,6,.原子晶体的物理性质,物质,金刚石,碳化硅,晶体硅,氯化钠,银,熔点,3350,2600,1415,801,950,硬度,10,9,7,2.5,2.5-4,课堂检测,2,、氮化硼(,BN,)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(),A,、硝酸钠和金刚石,B,、晶体硅和水晶,C,、冰和干冰,D,、苯和萘,B,1、,下列化学式能真实表示物质分子组成的是,A,NaOH B,SiO,2,C,CsCl D,SO,3,D,3,、,根据下列性质判断,属于原子晶体的是(),A,、熔点,2700,导电性好,延展性强,B,、无色晶体,熔点,3550,不导电,质硬,难溶于水 和有机溶剂,C,、无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为,800,,熔化时能导电,D,、熔点,-56.6,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电,B,4,、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_晶体。

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_晶体,熔点较低的是_晶体金刚石,原子,氮化碳,石墨的晶体结构,石墨中,C,C,夹角为,120,,,C,C,键长为,(0.142nm),1.4210,10,m,分子间作用力,层间距,3.35 10,10,m,C,C,共价键,石墨晶体的层内结构如图所示,每一层由无数个正六边形构成,则平均每一个正六边形所占,的碳原子数为,_C-C,键的个数,_,2,3,石墨,石墨为什么,很软,?,石墨的熔沸点为什很高?,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,硬度小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,故熔沸点很高所以,石墨称为混合型晶体混合型晶体,四种晶体的比较:,晶体类型,离子晶体,原子晶体,分子晶体,金属晶体,微粒,作用力,熔沸点,硬度,溶解性,导电,性,阴、阳离子,原子,分子,金属,阳,原子,和自由电子,离子键,共价键,分子间作用力,金属键,一般较高,少部分低,较高,很高,较低,较大,很大,一般较小,一般较大,少部分小,一般易溶水,难溶,相似相溶,难溶,钠等除外,晶体,和,熔化,时都,不导电,,溶于水,有些可以,导电,晶体不导电,溶于水或熔化导电,一般不,导电,晶体导电,熔化导电,选择下列物质,填写下列空白。

A.,干冰,B.,金刚石,C.,氯化铵,D.,氟化钙,E.,固体碘,F.,烧碱,(,1,)熔化时不需要破坏化学键的是(),(,2,)熔化时需要断裂共价键的是(),(,3,)熔点最高的是(),熔点最低的是(),(,4,)晶体中存在分子的是(),(,5,)晶体中既有离子键又有共价键的是(),AE,B,B,A,AE,CF,分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型:,A,、碳化铝,黄色晶体,熔点,2200,,熔融态不导电;,_,B,、溴化铝,无色晶体,熔点,98,,熔融态不导电;,_,C,、五氟化钒,无色晶体,熔点,19.5,,易溶于乙醇、氯仿、丙酮中;,_,D,、物质,A,,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电,_,物 质,熔点,沸点,MgO,Al,2,O,3,MgCl,2,AlCl,3,2852,3600,2072,2980,714,1412,190(2.510,5,Pa),182.7(,升华,),工业上常用电解熔融,MgCl,2,的方法生产金属镁,电解,Al,2,O,3,与冰晶石熔融混合物的方法生产铝为什么不用电解,MgO,的方法生产镁?,也不用电解,AlCl,3,的方法生产铝?,MgO,熔点高,消耗能量大,操作不便,成本太高。

AlCl,3,属分子晶体,熔融时不电离,不能用电解法物 质,熔点,沸点,MgO,Al,2,O,3,MgCl2,AlCl,3,2852,3600,2072,2980,714,1412,190(2.510,5,Pa),182.7(,升华,),设计可靠的实验证明,MgCl,2,和,AlCl,3,所属的晶体类型,将,MgCl,2,和,AlCl,3,两种晶体分别加热熔化,,MgCl,2,能导电,是离子晶体;,AlCl,3,不能导电,是分子晶体晶体中存在的作用力:,分子晶体中一般存在范德华力,(,受相对分子质量和分子极性影响,),、存在分子内共价键,(,稀有气体不存在共价键,),、,HF/H,2,O/NH,3,/-OH/-NH,2,还存在氢键,(,不是化学键,),原子晶体中只存在共价键,(,单质是非极性键,),金属晶体中只存在金属键,离子晶体中存在离子键、可能存在共价键,(,如,NH,4,Cl,、,NaOH,、,Na,2,O,2,中,),石墨晶体存在共价键、金属键、范德华力,常见的原子晶体,某些非金属单质:,金刚石,、晶体硅、晶体硼、晶体锗等,某些非金属化合物:,碳化硅、氮化硼,某些氧化物:,二氧化硅,、,Al,2,O,3,晶体的判断方法,方法一,:,从晶体的硬度、熔沸点等物理性质进行判断,方法二,:,从晶体的构成微粒及微粒间作用力进行判断,方法三,:,从物质的类别,如:金属对应的晶体是金属晶体,离子化合物对应的晶体是离子晶体,记住常见的原子晶体,其余的就是分子晶体,。

晶体类别的判断:,晶体与单质、化合物的交叉关系:,金属单质一般金属晶体,(,除,Ge),、非金属单质一般分子晶体,(,除,C,、,Si,、,Ge,、,B),金属氧化物一般离子晶体,(,除,Al,2,O,3,等,),、非金属氧化物一般分子晶体,(,除,SiO,2,等,),所有酸类都属于分子晶体,碱类,(,除氨水,),一般都是离子晶体,盐类,(,除,AlCl,3,),一般都是离子晶体,物质熔沸点高低的比较,1.,固态液态气态,例:S,Hg,O,2,2.,不同晶型的物质的熔沸点高低顺序一般是:,原子晶体离子晶体分子晶体3.,同一晶型的物质,则晶体内部结构,微粒间的作用越强,熔沸点越高不同晶体类型熔沸点高低的判断:,离子晶体:,离子半径越小,所带电荷越多,离子键越强,,熔沸点越高原子晶体:,Si,,,SiO,2,,,SiC,SiO,2,SiC Si,分子晶体:,(不含氢键),分子组成和结构相似时,,,相对,分子,质,量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高F,2,,,Cl,2,,,Br,2,,,I,2,F,2,Cl,2,Br,2,I,2,重要,离子半径越小,离子电荷越高,金属键就越强,熔点就越高合金,HI,HBr,HCl,在同分异构体中,一般地说,支链越多,(,越对称,),,熔、沸点越低,如:,正戊烷异戊烷新戊烷,在同分异构体的芳香烃及其衍生物中,其熔、沸点高 低顺序,一般,是:,邻间对位化合物,金属晶体中金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点越高。

AlMgNa LiNaKRbCs,合金,N,2,。

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