人教版高中化学选修三 3.原子晶体(23张)

二、几种常见的原子晶体
109º28´ 共价键
思考：
（1）在金刚石晶体中,C采取什 么杂化方式？每个C与多少个C成 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 个？最小碳环由多少个碳原子组 成？它们是否在同一平面内？
（2）在金刚石晶体中，C原子 个数与C—C键数之比为多少？
（3）12克金刚石中C—C键数 为多少NA？
2.对于这种能力，人们普遍存在一种 疑问， 即为什 么只有 一部分 人会发 生联觉 现象。 一些人 用基因 来解释 这个问 题。有 研究者 已经注 意到， 如果一 个家族 中有一 人具有 联觉能 力，那 么很可 能会出 现更多 这样的 人。
3.科学研究指出，联觉现象大多出现 在数学 较差的 人身上 ，此外 ，左撇 子、方 向感较 差以及 有过预 知经历 的人也 通常会 出现联 觉现象 。也有 人认为 ，联觉 能力与 一个人 的创造 力有关 ，许多 著名的 科学家 和艺术 家都具 备联觉 能力。
7.社会方言是同一地域的社会成员因 为所在 职业、 阶层、 年龄、 性别、 文化教 养等方 面的社 会差异 而形成 不同的 社会变 体。
8.语言最本质的功能，是作为人们交 际的工 具。英 国作家 塞缪尔·约翰逊 说过：“ 语言是 思想的 外衣。 ”除了 交际工 具，语 言同时 也是文 化的载 体。在 岁月与 文明的 浸泡下 ，方言 承载着 浓郁的 地方文 化特色 ，能够 满足本 地区社 会交际 的需要 。
人教版高中化学选修三 3.2.2原子晶体(共23张PPT)
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石墨中C－C夹 角为120☉， C－C键长为 1.42×10－10 m
层间距
3.35× 10－10 m
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3、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
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族， 为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体 的熔沸点很高？
问题解决：
一、原子晶体
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 4、气化或熔化时破坏的作用力： 共价键
5、物理性质：
总结原子晶体有何物理特性：熔点和沸点 高 。
× 分子式？如SiO2 是原子最简比，是最简式
SiO2的结构特征：在SiO2晶体中
①1个Si原子和4个O原子形成4个共价 键，每个Si原子周围结合4个O原子； 同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。 实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子 按1：2的比例所组成的立体网状的晶 体。②最小的碳环是由6个Si原子和6 个O原子组成的12元环。
思考：怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化 硅和锗的熔点和硬度依次下降？
因为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，所以熔点 和硬度有如下关系：金刚石＞碳化硅＞锗。
பைடு நூலகம்
常见原子晶体
（1）某些非金属单质：硼（B）、硅 （Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等 （2）某些非金属化合物：SiC、BN等 （3）某些氧化物：SiO2、Al2O3等
Si
o
180º
109º28´
共价键
思考1：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧
邻的氧原子有 4 个？每个氧原子周围紧 邻的硅原子有 2 个？在SiO2晶体中硅原 子与氧原子个数之比是 1:2？
思考2：在SiO2晶体中每个硅原子连接有
4 个共价键？每个氧原子连接有 2个共价
键？硅原子个数与Si－O共价键个数之比
6.方言俗称地方话，是语言的变体， 只通行 于一定 的地域 ，它不 是独立 于民族 语之外 的另一 种语言 ，而只 是局部 地区使 用的语 言。根 据性质 ，方言 可分地 域方言 和社会 方言， 地域方 言是语 言因地 域方面 的差别 而形成 的变体 ，是全 民语言 的不同 地域上 的分支 ，是语 言发展 不平衡 性在地 域上的 反映。
学习目标
掌握原子晶体的结构特征和物理性质 会分析简单的原子晶体的结构
问题展示
基础类： 1、什么是原子晶体？构成微粒？微粒间的相
互作用？ 2、原子晶体的物理性质？ 3、常见的原子晶体有哪些？ 提高类： 1、如何比较原子晶体的熔点高低？ 2、分析金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体结构。
思考与交流
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过 比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
典型的原子晶体
金刚石的结构特征：在金刚石晶体里
①每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原 子包围，以共价键跟4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。②这 些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此 联结的空间网状晶体。③金刚石晶体中所有的 C—C键长相等，键角相等（109°28’）；④晶体 中最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内； ⑤晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在 每条键中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数 之比为：1 ：（4 x ½）= 1：2
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4、水分子间存在着氢键的作用，使 水分子彼此结合而成（H2O）n。在 冰中每个水分子被4个水分子包围形 成变形的正四面体，通过“氢键”相 互连接成庞大的分子晶体，其结构如 图：试分析：
①1mol 冰中有 2 mol氢键？
②H2O的熔沸点比H2S高还是低？为
1.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。
较小
较小 部分溶于水 固体和熔化状态 都不导电，部分 溶于水导电
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
石墨
1、石墨为什么很软？ 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。 2、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。
不导电；________________ 原子晶体
B、溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不
导电；________________ 分子晶体
C、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶 于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________
分子晶体
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3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为混合键型晶体。
课堂练习 1、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 相邻的4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 面体向空间发展，构成一个坚实的、 彼此联结的空间网状晶体。每个 C-C 键长相等，键角均为109。28`。
是 1:4 ？氧原子个数与Si－O共价键个 数之比是1:2 ？
3:在二氧化硅的晶体结构中,最小的环由
12 个原子构成?
二氧化硅的晶体结构
①二氧化硅中Si原子均以 sp3 杂化，分别与4个O 原子成键，每个O原子与2个Si原子成键； ②晶体中的最小环为 十二 元环，其中有 6 个Si 原子和 6 个O原子 （3）思考：原子晶体的化学式是否可以代表其
熔点一般上千度
硬度 大 。
一般 不 导电且 难 溶于一些常见的溶剂
6、原子晶体熔、沸点比较规律 一般来说，原子间键长越短，键能越 大 ，共价 键越 强 ，物质的熔沸点越 高，硬度越 大 。
思考：为何CO2熔沸点低？而破坏CO2分子却比 SiO2更难？
因为CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，所以熔 化时CO2是破坏范德华力而SiO2是破坏化学键。 所以SiO2熔沸点高。 破坏CO2分子与SiO2时，都是破坏共价键，而 C=O键能>Si-O键能，所以CO2分子更稳定。
③1mol SiO2中含4mol Si—O键
课堂小结：分子晶体与原子晶体的比较
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 分子间以分子间 合而形成空间网状结构 作用力结合
组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性
原子 共价键 很大 很大 不溶于任何溶剂
不导电，个别为半导体
分子 分子间作用力
什么？ 分子间氢键
③已知氢键也有方向性，试分析为什 么冬季河水总是漂在水面上？
由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面 体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体， 密度比水小，所以结的冰会浮在水面上
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（2）晶体中最小环由__6__个C组成且不共面。
（3）晶体中C原子数与C-C 键数之比为： ６*１/４：６*１/２＝１：２
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例、如右图所示， 在石墨晶体的层 状结构中，每一 个最小的碳环完 全拥有碳原子数 为___，2每个C 完全拥有C－C 数为___ 3∕2
4.联觉现象对于人类认知和意识行为 的研究 ，具有 特殊意 义。许 多专家 指出， 联觉现 象的研 究为找 到比喻 和语言 能力的 神经学 基础打 开了大 门。一 些针对 联觉现 象的研 究提出 ，使声 音和物 体形状 之间建 立联系 的能力 可以成 为语言 和抽象 思维发 展的一 粒种子 。
5.真理总是越辩越明。曾几何时，方 言的存 废问题 ，曾经 引起激 烈争议 ，但争 论至今 ，越来 越多的 人逐渐 达成共 识：推 广普通 话很重 要，保 护方言 也很重 要，二 者并不 是非此 即彼的 关系。