化学新优化同步人教版选修3课件：第三章 晶体结构与性质 第二节第2课时

1．原子晶体的物理特性 (1)熔点很高。 原子晶体中， 原子间以较强的共价键相结合， 要使物质熔化就要克服共价键，需要很多能量。因此，原 子晶体一般都具有很高的熔点。如金刚石的熔点大于 3 550 ℃。 (2)硬度很大。如金刚石是天然存在的最硬的物质。 (3)一般不导电，但晶体硅是半导体。 (4)难溶于一些常见的溶剂。
2．解原子晶体类题的注意事项 (1)原子晶体中不存在分子，晶体中所有原子全部参与形成 共价键，故原子晶体中一定存在共价键。但含有共价键的 晶体却不一定是原子晶体，只有原子间的共价键形成空间 立体网状结构时才形成原子晶体。 (2)可以根据晶体的熔、沸点来判断晶体的类型，如分子晶 体和原子晶体的物理性质的差别主要表现在两者的硬度和 熔、沸点上，前者远小于后者。
2．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．是自然界中硬度最大的物质 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：选 D。在金刚石中，碳原子之间以共价键结合形成 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很高，所以 金刚石的硬度很高，故 A、B、C 选项正确。但是由于金刚 石是碳的单质， 在高温下可以在空气或氧气中燃烧生成 CO2， 故 D 选项错误。
相邻的4个 碳原子相结合，成为正四面体。 _____________
109°28′ ，碳原子采取了 ②晶体中 C—C—C 夹角为 __________ 3 sp __________杂化。 6 ③最小环上有_________ 个碳原子。
1 ④晶体中碳原子个数与 C—C 键数之比为 1∶(4× )＝1∶2。 2
(3)二氧化硅的结构特点
二氧化硅的晶体结构模型
3 sp 4 ①每个硅原子都采取 __________ 杂化，以 ________ 个共价 4 2 单键与 _______ 个氧原子结合，每个氧原子与 _______ 个硅
原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子 1∶2 个数比为__________。
第三章
晶体结构与性质
第 2 课时
原子晶体
第三章
晶体结构与性质
பைடு நூலகம்
1.了解原子晶体的概念及其结构，掌握原子晶体 的物理性质。 2.学会运用模型法和类比法区分不同的晶体 类型。
原子晶体的概念及其性质
1．原子晶体的结构特点及物理性质 (1)构成微粒及其相互作用
原子 共价键
(2)物理性质 ①原子晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此 难 很高 很大 一般熔点 __________ ，硬度 __________ ， ______ 溶于常见
(3) 已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体 (如图所示)，该结构单元中有 20 个正三角形的面和一定数 目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。通过观察图形及 推算，得出此结构单元是由 ________个硼原子构成的，其 中 B—B 键的键角为________， 该结构单元共含有________ 个 B—B 键。
(3)结构相似的原子晶体，成键原子半径越小，键能越大， 对应的原子晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石＞碳化 硅＞晶体硅(键长：Si—Si＞Si—C＞C—C，键能：C—C＞ Si—C＞Si—Si)。
单质硼有无定形和结晶形两种， 参考下表数据回答问 题： 金刚石 熔点/℃ 沸点/℃ 硬度 ＞3 550 5 100 10 晶体硅 1 410 2 628 7.0 晶体硼 2 573 2 823 9.5
6 6 ②晶体中最小的环为 _________ 个硅原子、 _______ 个氧原 12 子组成的_________ 元环。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)由原子直接构成的晶体一定是原子晶体。( × ) (2)具有共价键的晶体叫做原子晶体。( × ) (3)原子晶体在固态或熔化时都不导电。( × ) (4)原子晶体由于硬度及熔、沸点都较高，故常温时不与其 他物质反应。( × ) (5)SO2 与 SiO2 的化学键类型相同， 晶体类型也相同。 ( × ) (6)1 mol 晶体硅中含 4 mol Si—Si 键。( × ) (7)60 g SiO2 晶体中含 4 mol Si—O 键。( √ )
不 溶剂，一般________ 导电。 越短 ②结构相似的原子晶体， 原子半径越小， 键长__________ ，
键能越大，晶体的熔点越高。
2．常见的原子晶体 (1)物质类别
(2)金刚石的结构特点
金刚石的晶体结构模型 4个共价单键 ① 在 晶 体中 每 个 碳原 子 以 __________________ 对 称地 与
(1)晶体硼属于________晶体，理由是 _______________________________________________。
(2) 金刚石具有硬度大、熔点高等特 点，大量用于制造钻头、金属切割刀 具等。其结构如图所示，下列判断正 确的是________。 A ．金刚石中 C—C 键的键角均为 109°28′， 所以金刚石和 CH4 的晶体类 型相同 B．金刚石的熔点高与 C—C 键的键能无关 C．金刚石中碳原子个数与 C—C 键键数之比为 1∶2 D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷 却
[解析]
(1)从题表可知，晶体硼的熔、沸点以及硬度都介于
晶体硅和金刚石之间，而金刚石和晶体硅均为原子晶体， 在元素周期表中 B 与 C 相邻、与 Si 处于对角线位置，则晶 体硼也属于原子晶体。
(2)选项 A，金刚石是原子晶体，CH4 是分子晶体，二者的 晶体类型不同。选项 B，金刚石熔化过程中 C—C 键断裂， 因 C—C 键的键能大， 断裂时需要的能量多， 故金刚石的熔 点很高。选项 C，金刚石中每个 C 都参与了 4 个 C—C 键 的形成，而每个 C 对每条键的贡献只有一半，故碳原子个 1 数与 C—C 键键数之比为(4× )∶4＝1∶2。选项 D，金刚 2 石的熔点高，但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇 水冷却钻头，会导致钻头熔化。