原子晶体

《原子晶体》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原子晶体（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、复习提问：复习提问：1 1、什么是分子晶体？试举例说明。、什么是分子晶体？试举例说明。2 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？、分子晶体通常具有什么样的物理性质？3 3、典型的分子晶体有哪些？、典型的分子晶体有哪些？思考与交流思考与交流比较比较CO2和和SiO2的一些物理性质和的一些物理性质和结构，试判断结构，试判断SiO2晶体是否属于分子晶体是否属于分子晶体。晶体。物质物质干冰干冰金刚石金刚石熔点熔点很低很低35503550沸点沸点很低很低48274827二、原子晶体二、原子晶体 1 1、定义：原子间以共价键相结合而形成、定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。的空间网状结构

2、的晶体。 2 2、构成微粒：、构成微粒： 3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用： 4 4、气化或熔化时破坏的作用力：、气化或熔化时破坏的作用力： 5 5、物理性质：、物理性质： 熔沸点高熔沸点高，硬度大硬度大，难溶于一般溶剂。，难溶于一般溶剂。 （共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）（共价键键能越大，熔沸点越高，硬度越大）原子原子共价键共价键共价键共价键6、常见原子晶体、常见原子晶体（1）某些非金属单质：硼（）某些非金属单质：硼（B）、硅）、硅（Si）、锗（）、锗（Ge）、金刚石（）、金刚石（C）等）等（2）某些非金属化合物：）某些非金属化合物：SiC、BN等等（3）某些氧化物：）某些氧

3、化物：SiO2、Al2O3等等10928共价键共价键思考：思考：（1）在金刚石晶体中）在金刚石晶体中,C采取什采取什么杂化方式？每个么杂化方式？每个C与多少个与多少个C成成键？形成怎样的空间结构？每个键？形成怎样的空间结构？每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？最小碳环由多少个碳原子组个？最小碳环由多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？成？它们是否在同一平面内？（2）在金刚石晶体中，）在金刚石晶体中，C原子原子个数与个数与CC键数之比为多少？键数之比为多少？（3）12克金刚石中克金刚石中CC键数键数为多少为多少NA？7 7、典型的原子晶体、典型的原子晶体金刚石的结构

4、特征金刚石的结构特征：在金刚石晶体里：在金刚石晶体里每个碳原子都采取每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的杂化，被相邻的4个碳原子包个碳原子包围，以共价键跟围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体向这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。体。金刚石晶体中所有的金刚石晶体中所有的CC键长相等，键角相等键长相等，键角相等（10928）；）；晶体中最小的碳环由晶体中最小的碳环由6个碳组成，且个碳组成，且不在同一平面内；不在

5、同一平面内；晶体中每个晶体中每个C参与了参与了4条条CC键的键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与原子与CC键数之比为：键数之比为：1：（4x）=1：218010928Sio共价键共价键思考思考1：在：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？原子与氧原子个数之比是多少？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几个共价键？每个氧原子连接有几个

6、共价几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？硅原子个数与键？硅原子个数与SiO共价键个数之比共价键个数之比是多少？氧原子个数与是多少？氧原子个数与SiO共价键个数共价键个数之比是多少？之比是多少？3:在二氧化硅的晶体结构中在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由最小的环由几个原子构成几个原子构成?SiO2的结构特征的结构特征：在：在SiO2晶体中晶体中1个个Si原子和原子和4个个O原子形成原子形成4个共价个共价键，每个键，每个Si原子周围结合原子周围结合4个个O原子；原子；同时，每个同时，每个O原子跟原子跟2个个Si原子相结合。原子相结合。实际上，实际上，SiO2晶体是由晶体是由Si原子和原子和O原

7、子原子按按1：2的比例所组成的立体网状的晶的比例所组成的立体网状的晶体。体。最小的碳环是由最小的碳环是由6个个Si原子和原子和6个个O原子组成的原子组成的12元环。元环。1molSiO2中含中含4molSiO键键1 1、怎怎样样从从原原子子结结构构的的角角度度理理解解金金刚刚石石、硅硅和和锗锗的的熔熔点点和和硬硬度度依依次次下下降降? ? 2 2“具具有有共共价价键键的的晶晶体体叫叫做做原原子子晶体晶体”。这种说法对吗。这种说法对吗? ?为什么为什么? ?探究思考探究思考 莫莫氏氏硬硬度度是是表表示示矿矿物物硬硬度度的的一一种种标标准准，18241824年年由由德德国国矿矿物物学学家家莫莫斯斯

8、（FrederichFrederich MohsMohs）首首先先提提出出。确确定定这这一一标标准准的的方方法法是是，用用棱棱锥锥形形金金刚刚石石钻钻针针刻刻划划所所试试矿矿物物的的表表面面而而产产生生划划痕痕，用用测测得得的的划划痕的深度来表示硬度。痕的深度来表示硬度。资料资料 莫氏硬度莫氏硬度小结小结小结小结1 1 1 1：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型晶体类型晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体分子晶体分子晶体概念概念概念概念组成微粒组成微粒组成微粒组成微粒 作用力作用力作用力作用

9、力熔沸点熔沸点熔沸点熔沸点硬度硬度硬度硬度溶解性溶解性溶解性溶解性导电性导电性导电性导电性相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构合而形成空间网状结构分子间以分子间分子间以分子间分子间以分子间分子间以分子间作用力结合作用力结合作用力结合作用力结合原子原子原子原子分子分子分子分子共价键共价键共价键共价键分子间作用力分子间作用力分子间作用力分子间作用力很大很大很大很大较小较小较小较小很大很大很大很大较小较小较小较小不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水部

10、分溶于水部分溶于水不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体不导电，个别为半导体固体和熔化状态固体和熔化状态固体和熔化状态固体和熔化状态都不导电，部分都不导电，部分都不导电，部分都不导电，部分溶于水导电溶于水导电溶于水导电溶于水导电小结小结小结小结2 2 2 2：判断晶体类型的方法：判断晶体类型的方法：判断晶体类型的方法：判断晶体类型的方法1 1 1 1、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子、依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断：构成原子晶体的微粒是原子，原子间的

11、作用力是共价键，构成分子晶晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶晶体的微粒是原子，原子间的作用力是共价键，构成分子晶体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。体的微粒是分子，分子之间的作用力是分子间作用力。2 2 2 2、依据物质的分类判断、依据物质的分类判断、依据物质的分类判断、依据物质的分类判断3 3 3 3、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在、依据晶体的熔点判断：原子

12、晶体的熔点高，一般在、依据晶体的熔点判断：原子晶体的熔点高，一般在1000100010001000以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低以上，分子晶体的熔点低，常在几百度以下甚至更低4 4 4 4、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水、依据导电性判断：分子晶体为非导体，部分分子溶于水能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗

13、能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗能导电，原子晶体多为非导体，有些为半导体，如：硅、锗5 5 5 5、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体、依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小硬度小硬度小硬度小 一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁一种结晶形碳，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。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度鳞

14、片状和致密块状。密度2.25g/cm32.25g/cm3，化学性质，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热不活泼。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，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。并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。 知识拓展石墨知识拓展石墨石石墨墨晶晶体体结结构构知识拓展石墨知识拓展石墨石墨 1 1、石墨为什么、石墨为什么很软很软？ 2 2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？3 3、石墨属于哪类晶体？为什么？、石墨属于哪类晶体？为什么？石墨为层状结构，各层之间是范德

15、华力结合，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。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（大在很强的共价键（大键）键），故熔沸点很高。，故熔沸点很高。石墨为混合键型晶体石墨为混合键型晶体。练习练习1、金刚石（晶体硅结构与此类似）、金刚石（晶体硅结构与此类似）（1）由图中观察可知：每个碳原子被）由图中观察可知：每个碳原子被相邻的相邻的4个碳原子包围，以共价键跟个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子接个，形成四面体。这些四个碳原子接个，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、面体向空间发展，构

16、成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C键长相等，键角均为键长相等，键角均为109。28。（2）晶体中最小环由）晶体中最小环由_个个C组成且不共面。组成且不共面。6（3）晶体中）晶体中C原子数与原子数与C-C 键数之比为：键数之比为：*/：*/：例、如右图所示，例、如右图所示，在石墨晶体的层在石墨晶体的层状结构中，每一状结构中，每一个最小的碳环完个最小的碳环完全拥有碳原子数全拥有碳原子数为为_，每个，每个C完全拥有完全拥有CC数为数为_石墨中石墨中CC夹夹角为角为120， CC键长为键长为 1.421010 m层间距 3.35 1010 m23小结：金刚石

17、、石墨的比较小结：金刚石、石墨的比较项目项目金刚石金刚石石墨石墨晶体形状晶体形状晶体中的键或作用力晶体中的键或作用力由最少碳原子形成环的形状由最少碳原子形成环的形状与个数与个数碳原子成键数碳原子成键数键的平均数键的平均数原子的平均数原子的平均数每每个个环环中中正四面体空间网状正四面体空间网状六边形平面层状六边形平面层状共价键共价键共价键与范德华力共价键与范德华力个原子不同面个原子不同面个原子同面个原子同面6*1/2=36*1/2=36*1/4=3/26*1/3=2白球表示 硅原子SiO2平面结构利用金刚石的结构来推断利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构的空间结构SiO2最小的环有几个原子组

18、成？最小的环有几个原子组成？金刚石的结构12个（个（6个硅个硅 6个氧）个氧）题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的题目：最近科学家发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛气态团簇分子，如右图所示。顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，则它的分子式是式是 ( ) ATiC BTi4C4， CTi14C13 DTi13C14防止类推中的失误防止类推中的失误C3、分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：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，熔点碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态，熔融态不导电；不导电；_B、溴化铝，无色晶体，熔点溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态不，熔融态不导电；导电；_C、五氟化钒，无色晶体，熔点五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；于乙醇、氯仿、丙酮中；_D、物质物质A，无色晶体，熔融时或溶于水中都能无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电导电_