原子晶体和分子晶体第2课时

金 刚 石 晶 胞 示 意 图
【思考】碳原子在金刚石晶胞中的位置（记住） 8个顶点，6个面心
金 刚 石 晶 胞 示 意 图
【思考】碳原子在金刚石晶胞中的位置（记住） 8个顶点，6个面心
金 刚 石 晶 胞 示 意 图
【思考】碳原子在金刚石晶胞中的位置（记住） 8个顶点，6个面心 4个在4条体对角线的1/4位置
【方法总结】（必须掌握）
利用晶胞边长a，可计算晶胞体积(V)，根据相对分子质量(M)、晶胞中 “分子”数（几个化学式）(N)和阿伏伽德罗常数NA，可计算晶体的密度：
【强化训练】
1.如图是碘晶体的晶胞，将碘分子视为质点，设晶胞
边长为a pm，则紧邻的两个的距离为___ __ pm
2.已知：晶体中Na+和Cl-间最小距离为a cm,计算NaCl
晶体的密度。
4 58.5g
mol 1 N A (2acm)3
mol 1
29.25 g cm3 a3 NA
二、典型晶体分析 【问题探究2】晶体硅的结构（与金刚石完全一样） 【问题探究3】水晶的结构
1、在SiO2中每个Si周围紧邻的O有 4 个每个O周围紧邻的Si有 2 个 在SiO2中Si与O个数之比是 1:2 .
【结论】原子半径小，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大 金刚石 > 碳化硅 > 晶体硅
【知识拓展】（了解内容）
莫氏硬度 表示矿物硬度的一种标准， 1824年德国矿物学家莫斯首先 提出。确定这一标准的方法是， 用棱锥形金刚石钻针刻划所试 矿物的表面而产生划痕，用测 得的划痕的深度来表示硬度。
二、典型晶体分析 【问题探究1】金刚石的结构
二、典型晶体分析 【问题探究1】金刚石的结构
1.金刚石晶体中,C采取什么杂化方式？
C采取sp3杂化，
3.每个C与多少个C成键，形成的空间结构？
每个C原子周围排列的C原子只有4个，这是由共价键的方向性和饱和性决定的。形成 正四面体，所有的C—C键长、键角相等，正四面体向空间延伸成立体网状
4、最小C环由多少C组成？它们是否在同一平面内？
2、SiO2中每个Si连接有 4 个共价键,每个O连接有 2 个共价键？ Si个数与Si－O共价键个数之比 1:4 O个数与Si－O之比 1:2 .
3、SiO2中最小环为 12 元环且不共面， 含有 6 个O原子含有 6 个O原子
4. 1mol SiO2中含 4 molSi—O键 掌握金刚石的结构特点和晶胞的结构，能解决结构相 似的一系列问题
4、气化或熔化时破坏的作用力：共价键 5、物理性质：熔沸点高（一般1000℃以上），硬度大，难溶于水等溶剂， 导电性、导热性、延展性差。
6、常见原子晶体 ⑴某些单质：硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石(C)、灰锡（Sn）等 ⑵某些非金属化合物：SiC（俗称金刚砂）、BN、Si3N4等 ⑶某些氧化物：SiO2、α-Al2O3等 【交流∙思考】如何比较原子晶体的熔沸点或硬度
(3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有__3__
个硅原子。
【问题探究4】金刚砂（掌握）
2.ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0pm，其密度为 g·cm－3， a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm。
【课堂小结】
晶体类型
概念
组成微粒 作用力 熔沸点
学.科.网
【知识拓展】石墨
【思考】石墨为什么质软？
各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。
【思考】石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）
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π键），故熔沸点很高。
a
a
【思考】在金刚石晶胞中含有的碳原子数为多少？ 均摊法：8×1/8+6×1/2+4=8
【思考】若金刚石晶胞的边长为a,利用数学几何 知识计算，最近Βιβλιοθήκη Baidu个碳原子的距离？
注意单位的换算： 1nm=10¯9m 1pm=10¯12m
【思考】计算金刚石晶胞的体积为多少？
V=a3
【思考】计算金刚石晶胞的密度为多少？
第2节分子晶体与原子晶体 原子晶体
【图片展示】
水晶
金刚石
单晶硅
一、原子晶体（共价晶体）
1、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
2、构成微粒：原子
3、微粒之间的作用：共价键 【思考】原子晶体有没有单个的分子？ 没有
【思考】根据原子晶体的结构特点，分析原子晶体在气 化或熔化时要破坏什么作用力？
最小的是6元碳环，不在同一平面内
5、金刚石中，C数与C—C键数比为多少
每个C参与了4条C—C键的形成，在每条键中的贡献只有一半，故C与C—C键数之 比为1:(4×½)= 1：2
6、12克金刚石中C—C键数为多少NA？
2NA
金 刚 石 晶 胞 示 意 图
【思考】碳原子在金刚石晶胞中的位置（记住） 8个顶点，6个面心
硬度 溶解性
原子晶体 相邻原子间以共价键相结合而 形成空间网状结构
原子 共价键
很大 很大 不溶于任何溶剂
导电性
不导电，个别为半导体
【思考】如何判断哪些晶体是原子晶体？
分子晶体
分子间以分子间作用 力结合
分子 分子间作用力
较小
较小 部分溶于水 固体和熔融态都不导 电，部分溶于水导电
【规律总结】
1.依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力来判断 2.依据物质的分类
【强化训练】
1.金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结 构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答:
(1)金刚砂属于原___子_晶体，金刚砂的熔点比金刚石的熔点__低__。 (2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合了___4___个碳原子，其中 的键角是_1_0_9__°__2_8_′__。
3.依据晶体的熔、沸点判断
4.依据物质的状态
一般常温下呈气态或液态的单质（Hg除外）与化合物，其呈固态时属于分 子晶体 5.依据物质的挥发性判断 一般易挥发的物质呈固态时属于分子晶体 6.依据硬度和机械性能判断 原子晶体的硬度大，分子晶体的硬度小且较脆
【知识拓展】石墨 石墨一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻 感，，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活 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，并用于制造坩锅(耐高温）、电极（导电）、铅笔芯等。