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1、1了解原子晶体的概念。2掌握金刚石、晶体硅、二氧化硅等典型原子晶体的晶胞类型，并学会有关简单的计算。3理解并掌握原子晶体内原子间作用力的类型。4掌握原子晶体在熔点、沸点，硬度等方面的物理性质。一、原子晶体1原子晶体：原子都以_相结合，是三维的共价键_结构。2金刚石结构：_空间结构，CCC夹角为_，_杂化。特点：_。_(填“溶于”或“不溶于”)一般的溶剂。不能导电。3SiO2原子晶体：制_、玻璃、宝石、_、硅光电池、芯片和_等。4常见的原子晶体(1)某些非金属单质，如_等。(2)某些非金属化合物，如_等。(3)某些氧化物，如_等。二、分子晶体与原子晶体的比较构成粒子粒子间作用力熔、沸点硬度溶解性
2、分子晶体分子分子间作用力较低很小一般可溶于水或某些有机溶剂原子晶体原子共价键很高很大一般不溶答案：一、1.共价键网状2正四面体网状10928sp3硬度最大、熔点高不溶于3水泥单晶硅光导纤维4(1)硼、硅、锗、金刚石(2)碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)(3)水晶(SiO2)1俗话说“没有金刚钻，不敢揽瓷器活”，金刚钻的成分是什么？为什么它非常坚硬？提示：金刚钻的成分是金刚石，它是原子晶体结构。2已知金刚石晶体中键角均为10928，利用数学知识，在金刚石晶体中，构成最小碳环需要几个碳原子？3结合教材金刚石晶体结构中晶胞示意图分析，金刚石晶胞共有多少个碳原子？每个晶胞实际拥有几个碳原子？提示：18
3、个碳原子，分布于立方体的8个顶点，6个面心和4个体内。实际拥有8个碳原子。1.原子晶体的概念所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，又称共价晶体。2原子晶体的构成微粒原子晶体中不存在分子，只存在原子。注意：原子晶体中不存在分子，所以原子晶体的化学式不代表分子，只代表组成原子的个数比，如SiO2代表SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为12，不代表存在SiO2分子。3原子晶体中的作用力原子晶体内部原子间以共价键相结合。说明：原子晶体中一定存在共价键，但有共价键的晶体却不一定是原子晶体，只有原子间的共价键形成了空间网状结构时才能形成原子晶体。 4常见原子晶体的结构(1)金刚
4、石由金刚石的结构(如图)可以看出，在晶体中每个碳原子都以sp3杂化轨道形成的共价单键对称地与它相邻的4个碳原子结合，形成以共价键相互结合的空间网状结构。说明：金刚石晶体中每个碳原子与它直接相邻的4个碳原子形成正四面体结构，所以金刚石晶体中CCC的夹角为10928。金刚石晶体中每个碳原子与周围4个碳原子形成4个CC键，平均每个碳原子形成2个CC键，所以金刚石晶体中碳原子数与CC键数之比为12，即含1mol碳原子的金刚石晶体含有2molCC键。金刚石中最小的碳环上有6个碳原子。(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SiSi键的键长比金刚石晶体
5、中的CC键长。(3)SiO2晶体若在硅晶体结构中的每个SiSi键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的SiO2晶体的结构。说明：在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，构成空间正四面体，键角为10928；同时，每个O原子与2个Si原子相结合。SiO2晶体是由Si原子和O原子按12的比例所构成的立体网状的晶体。含1mol Si原子的SiO2晶体中，含有4mol SiO键。案例精析【例1】有下列物质：水晶、冰醋酸、氧化钙、白磷、晶体氩、氢氧化钠、铝、金刚石、过氧化钠、碳化钙、碳化硅、干冰、过氧化氢。根据要求填空。(1)属于原子晶体的化合物是_。(2)直接由原子构成的晶
6、体是_。(3)直接由原子构成的分子晶体是_。(4)由极性分子构成的晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(5)在一定条件下，能导电而不发生化学变化的是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，受热熔化需克服共价键的是_。解析属于原子晶体的是：金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有：氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；金属导电过程不发生化学变化。晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键。而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。答案(1)(2)(3)(4)(5)点评解答该类题目的关键是熟练掌握常见化
7、合物的晶体类型，分子晶体的构成微粒必为分子(稀有气体为单原子分子)，原子晶体是由原子间通过共价键直接形成的，其构成微粒为原子。金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是()A晶体中不存在独立的“分子”B碳原子间以共价键相结合C是硬度最大的物质之一D化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应解析在金刚石中，碳原子间以共价键结合成空间立体网状结构，不存在具有固定组成的分子。由于碳的原子半径比较小，碳与碳之间的共价键键能高，所以金刚石的硬度很高。因此A、B、C三项是正确的。但是由于金刚石是碳的单质，所以可以在空气或氧气中燃烧生成CO2分子，故D选项的说法是错误的。答案D下列关于原子晶
8、体和分子晶体的说法不正确的是()A原子晶体的硬度通常比分子晶体大B原子晶体的熔、沸点较高C有些分子晶体的水溶液能导电D金刚石、水晶和干冰属于原子晶体解析原子晶体的熔、沸点较高，硬度通常都比分子晶体大；分子晶体熔融或固态时不导电，但有的溶于水能导电，如H2SO4等；干冰属于分子晶体。答案D1.原子晶体的物理性质(1)熔点和沸点很高。原子晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化或汽化就要克服共价键作用，需要很多的能量。因此，原子晶体一般都具有很高的熔点和沸点。例如，金刚石的熔点高于3550，沸点为4827。(2)硬度很大。例如，金刚石是天然存在的最硬的物质。(3)一般不导电。(4)难溶于一
9、些常见的溶剂。2晶体的熔、沸点比较(1)不同类型的晶体：原子晶体分子晶体。(2)同一类型的晶体分子晶体a分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常的高。例如，熔、沸点：H2OH2TeH2SeH2S。b组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：SnH4GeH4SiH4CH4。c组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。例如，熔、沸点：CON2、CH3OHCH3CH3。d同分异构体中，支链越多，熔、沸点越低。例如，熔、沸点：CH3CH2CH2CH3原子晶体原子晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔
10、化和汽化就要克服共价键作用。以金刚石、硅、锗为例，从碳到锗，电子层数增多，原子半径依次增大，CC键、SiSi键、GeGe键的键长依次增大，键长越长，共价键越不稳定，因此键的稳定性是CC键SiSi键GeGe键，所以，金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次减小。说明：确定非金属单质的晶体类型的方法：依据构成晶体的粒子和粒子间的作用力判断：构成原子晶体的粒子是原子，原子间的作用力是共价键；构成分子晶体的粒子是分子，分子间的作用是范德华力。也可以依据晶体的熔、沸点判断：原子晶体熔、沸点高，常在1000以上；分子晶体熔、沸点低，常在数百度以下，乃至很低的温度。还可以依据晶体的硬度与机械性能判断：原子晶体硬度大，
11、分子晶体硬度小且较脆。案例精析【例2】晶体硅(Si)和金刚砂(SiC)都是与金刚石相似的原子晶体，请根据下表中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。晶体键能/kJmol键长/pm熔点/摩氏硬度金刚石(CC)347154335010碳化硅(CSi)30118426009晶体硅(SiSi)22623414157解析在原子晶体中，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的空间网状结构。所以，影响原子晶体的熔点、硬度的主要因素就是共价键的键能大小，键能越大，原子晶体的熔点、硬度越高；而共价键的键能又与键长有关，一般来说，键长越短，键能越大，键长越长，键能越小。答案键长越短，键能越大，
12、熔点越高，硬度越大；反之，键长越长，键能越小，熔点越低，硬度越小。下列晶体性质的比较中不正确的是()A熔点：金刚石碳化硅晶体硅B沸点：NH3PH3C硬度：白磷冰二氧化硅D熔点：SiI4SiBr4SiCl4解析A项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)r(Si)，所以键长：CCCSiSiSi，故键能：CCCSiSiSi，键能越大，原子晶体的熔点越高，A项正确；NH3分子之间有氢键，故NH3的沸点高于PH3的，B项正确；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。答案C点
13、评本题考查了晶体物理性质的影响因素。比较晶体的性质时一般分两步。第一步，判断晶体类型，对于不同类型的晶体，原子晶体的熔、沸点高于分子晶体，原子晶体的硬度大于分子晶体；第二步，对于同种类型的晶体，原子晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱，原子半径越小，键长越小，键能越大，共价键越强，熔点越高；分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。根据下列物质的性质，判断属于原子晶体的物质是()A微溶于水，硬度小，熔点56.6，固态或液态时不导电B熔点3410，导电性好，延展性强C熔点3550，不导电，不溶于水及有机溶剂，质硬D熔点800，易溶于水，熔化时能导电答案C原子晶体与分子晶体比较晶体类型原子晶体分子晶体概念相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体组成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力熔沸点很高较低硬度很大较小溶解性不溶于任何溶剂部分溶于水导电性不导电，个别为半导体不导电，部分溶于水导电熔化时破坏的作用力破坏共价键一定破坏分子间作用力(有时还破坏化学键)实例金刚石干冰结构特点其最小的C原子结构中有6个C原子，CC键夹角为10928CO2晶体中存在CO2分子
