高中化学选修3.原子晶体
2018-2019学年高中化学(人教版)选修3教案：第三章晶体结构与性质--原子子晶体结构Word版含解析
教学过程一、课堂导入通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是ⅣA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。
例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？二、复习预习1.什么叫原子晶体？2. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？3. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？4.在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？三、知识讲解考点1：原子晶体1．概念相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体称为原子晶体。
2．特点原子晶体的熔点很高，硬度很大。
对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。
3.堆积形式由于共价键具有方向性和饱和性，原子晶体中每个原子周围排列的原子的数目是有限的，故原子的排列不服从紧密堆积方式。
考点2：几种原子晶体的结构1．金刚石的结构金刚石的晶体结构在晶体中，碳原子以sp3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键相结合，C—C键间的夹角为109.5°。
因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散的排列与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。
2．SiO2晶体的结构二氧化硅的晶体结构水晶是由Si和O构成的空间立体网状的二氧化硅晶体，一个硅原子与4个氧原子形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子形成2个共价键，从而形成以硅氧四面体为骨架的结构，且只存在Si—O键。
二氧化硅晶体中硅原子和氧原子个数比为1∶2，不存在单个分子，可以把整个晶体看成巨型分子。
3．SiC晶体的结构SiC晶体的结构类似于金刚石晶体结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的，所以在整个晶体中Si原子与C原子个数比为1∶1。
四、例题精析【例题1】1．关于金刚石的下列说法中，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【答案】D【解析】金刚石在高温下与O2反应生成CO2。
人教版高中化学选修3讲义分子晶体与原子晶体
第二节分子晶体与原子晶体目标与素养：1.通过生活中常见物质了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。
(微观探析与模型认知)2.通过实验理解分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。
(宏观辨识与科学探究)一、分子晶体1．分子晶体的概念及粒子间的相互作用力(1)概念：只含分子的晶体称为分子晶体。
(2)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。
2．分子晶体的物理性质(1)分子晶体熔、沸点较低，硬度很小，易升华。
(2)分子晶体不导电。
3．属于分子晶体的物质种类(1)所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2等。
(4)几乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。
(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。
4．分子晶体的结构特征(1)分子密堆积大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
如C60、干冰、I2、O2等。
(2)含有氢键的分子晶体，不属于分子密堆积。
如冰等。
5．两种典型的分子晶体的空间结构(1)冰①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。
由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。
这样，每个O原子周围都有4个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。
②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。
当冰刚刚融化成液态水时，水分子间空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度渐渐减小。
高中化学选修三-物质结构与性质-全套课件
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理
人教高中化学选修3第三章晶体结构与性质知识点填空
人教高中化学选修3第三章晶体结构与性质知识点填空晶体是指具有一定空间有序性的固体物质，是由经过长程有序排列的原子、离子或分子组成的。
晶体结构与性质是化学选修3第三章的内容，下面将对该章的主要知识点进行填空。
1.晶体的结构主要包括(1)晶格、(2)晶胞、(3)晶体结构。
(1)晶格是指由无限多几何平面上的点构成的集合，三维空间中的晶格是无穷多平行平面上点的无限点阵。
晶格可以分为能量、距离和方向三种类型。
(2)晶胞是晶格的最小单元，具有对称性。
晶胞由晶体中的原子、离子或分子排列成一定的几何形状，一般为立方体、四方体或其他形状。
(3)晶体结构是指晶体中原子、离子或分子组成的排列方式。
晶体结构可以分为离子晶体结构、原子晶体结构和分子晶体结构三类。
2.离子晶体结构是指晶体由离子形成的结构。
离子晶体的特点是离子之间的相互作用力强，有规则的排列方式。
离子晶体可以根据离子的大小和电荷进行分类，常见的有(1)正离子负离子型离子晶体、(2)阳离子阴离子型离子晶体、(3)阳离子周期表电子构型型离子晶体、(4)绝对化合物型离子晶体和(5)复式离子型离子晶体。
3.原子晶体结构是指晶体由原子形成的结构。
原子晶体的特点是原子之间的相互作用力弱，有规则的排列方式。
原子晶体可以根据原子的配位数和密堆度进行分类，常见的有(1)体心立方晶格、(2)面心立方晶格、(3)密堆充分立方晶格和(4)六方密堆晶格。
4.分子晶体结构是指晶体由分子形成的结构。
分子晶体的特点是分子之间通过分子间力进行相互作用，有较弱的相互作用力。
分子晶体可以根据分子的形状和相互作用类型进行分类，常见的有(1)极性分子晶体、(2)非极性分子晶体、(3)氢键分子晶体和(4)范德华力分子晶体。
5.晶体的性质与其结构密切相关。
根据晶体的导电性可将晶体分为导体、绝缘体和半导体三类。
导体的晶体具有较好的导电性，绝缘体的晶体导电性极差，而半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。
晶体的导电性主要与其组成离子、原子或分子的性质以及晶体的结构有关。
高中化学选修3之知识讲解_晶体的常识 分子晶体与原子晶体_基础-
晶体的常识分子晶体与原子晶体【学习目标】1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】要点一、晶体与非晶体【分子晶体与原子晶体#晶体与非晶体】1、概念：①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。
晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。
非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质要点诠释：晶体与非晶体的区分：晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
周期性是晶体结构最基本的特征。
许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。
区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：说明：①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。
所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。
例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。
3.2.2《原子晶体》课件(新人教版选修3)(共28张PPT)
109º28´
共价键
109º28´ 共价键
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7、典型的原子晶体
(1) 金刚石
①每个C周围有 4 个C，围成空间 正四面体 图形
C的杂化轨道类型是 SP3杂化 。 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。
观察·思考
• 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体 有何物理特性？
5. 原子晶体的物理特性
①熔点和沸点高； ②硬度大； ③一般不导电； ④难溶于一些常见的溶剂。
【归纳晶】体熔沸点的高低比较
①对于分子晶体，一般来说，对于组成和结 构相似的物质，相对分子质量越大，分子间 作用力越大，物质的熔沸点也越高。
②对于原子晶体，一般来说，原子间键长越 短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸 点越高，硬度越大。
6. 常见的原子晶体
（1）某些非金属单质：
金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体 锗(Ge)等
（2）某些非金属化合物：
碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
（3）某些氧化物：
二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
②C原子与碳碳键之比为（ 1：2 ） ③最小碳环为（ 六元环 ）且不共面
Si
o
180º
109º28´
共价键
（2）SiO2原子晶体 ①每个Si周围有 4 个O,每个O周围有 2 个Si ②Si周围的Si围成空间 正四面体 图形
③ 1mol SiO2中共价键为（ 4 ）mol ④最小环上有（12 ）个原子
第二节 分子晶体与原子晶体（2）
原子晶体
最新人教版选修三高中化学3.2分子晶体与原子晶体第一课时教学设计
第二节分子晶体与原子晶体第一课时分子晶体[教材内容分析]晶体具有的规则的几何外形于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
本节延续前面一节离子晶体，以“构成微粒---晶体类型---晶体性质”的认知模式为主线，着重探究了典型分子晶体冰和干冰的晶体结构特点。
并谈到了分子间作用力和氢键对物质性质的影响。
使学生对分子晶体的结构和性质特点有里一个大致的了解。
并为后面学习原子晶体做好了知识准备，以形成比较。
[教学目标设定]1．使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。
2．使学生了解晶体类型与性质的关系。
3．使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。
4．知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。
5．使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。
[教学重点难点]重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间结构认识晶胞的组成结构[教学方法建议]运用模型和类比方法诱导分析归纳[教学过程设计]一、分子晶体1．定义：含分子的晶体称为分子晶体也就是说：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体分子，就属于分子晶体问：还有哪些属于看图3-9，如：碘晶体中只含有I2分子晶体？2．较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。
3．分子间作用力和氢键过度：首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识科学视眼阅读必修2P22教师诱导：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。
分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响。
学生回答：一般说，对与组成和结构相似的物质，相对分子量越大分子间作用力越大，物质的熔沸点也越高。
，教师诱导：但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如：NH3 O和HF的沸点就出现反常。
H2指导学生自学：教材中有些氢键形成的条件，氢键的定义，氢键对物质物理性质的影响。
人教版高中化学选修三课件：第三章 第一节 晶体的常识(26张PPT)
You made my day!
我们，还在路上……
解析：甲中X位于立方体体心，有1个，Y位于立方体的
顶点，实际有
1 8
×4＝
1 2
个，N(X)∶N(Y)＝1∶
1 2
＝2∶1，
故甲的化学式为X2Y；乙中A有
1 8
×8＝1个，B有
1 2
×6
＝3个，C在体心，有1个，故N(A)∶N(B)∶N(C)＝
1∶3∶1；丙中D点被8个同样的晶胞共用，故结合E的个
解析
解析：晶胞中的粒子分为4种：①体心上的粒
子完全属于该晶胞；②面心上的粒子
1 2
属于该
晶胞；③棱上的粒子
1 4
属于该晶胞；④顶点上
的粒子
1 8
属于该晶胞。本题粒子Y位于体心，粒子X位于顶
点，所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图，4个X和1
个Y构成了一个正四面体，故∠XYX＝109°28′。
D．粉末状固体一定不是晶体 解析：晶体的特点有：内部粒子排列得高度有序性、
有自范性和各向异性。当晶体的晶粒较小时，即为粉
末状，故D不正确。
答案：D
3.某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况
如右图所示，则该晶体的化学式可表示为
()
A．A2B
B．AB
C．AB2
D．A3B
解析：由该晶体一截面上原子的排布情况可知，每一个A
数是8个。
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苏教版高中化学选修三 3.3.3 共价键的键能 原子晶体
图片导学 第 17 页
在金刚石晶胞中占 有的碳原子数: 8×1/8+6×1/2+4=8
共价键的键能 原子晶体
知识点3、原子晶体的结构 1、金刚石的结构
知识解读 第 18 页
金刚石
空间网状结构 键角 109°28’ 空间六元环 （所含原子不共面）
知识解读 第9 页
②由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定△H为 “—”，则由键能求反应热的公式为：
△H =反应物的键能总和 — 生成物的键能总和。 △H =生成物的总能量—反应物的总能量。
③放热反应的△H为“—”，△H＜0； 吸热反应的△H为“+”， △H＞0。 ④反应物和生成物的化学键强弱决定化学反应过程中能量变化。
知识解读 第8 页
⑵利用键能计算化学反应中的ΔH
①反应热应该为旧化学键断裂（拆开反应物→原子）所需要吸收的能 量与形成新化学键形成（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的
差值。旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应
为吸热反应，反之为放热反应。
共价键的键能 原子晶体
知识点1、共价键的键能
共价键的键能 原子晶体
知识解读 第3 页
知识点1、共价键的键能 1.键能和键长 (1)键能：在101kPa、298K条件下。1mol 气态AB分子生成气态A原 子和B原子的过程所吸收的能量，称为AB键共价键得键能。 如在101kPa、298K条件下。1mol气态H2生成气态H原子的过程所吸 收的能量为436kJ，则H－H键的键能为436kJ· mol-1 共价键的键能用来衡量共价键牢固程度，共价键键能越大表示该共
高中化学选修三：专题三微粒间作用力与物质性质教案_2
教学课题专题专题3微粒间作用力与物质性质单元第四单元共价键原子晶体节题第三课时原子晶体教学目标知识与技能1．了解原子晶体的涵义、特征2．能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系过程与方法进一步学习微观的知识，提高分析问题和解决问题的能力和联想比较思维能力。
情感态度与价值观通过学习晶体的形成，体会化学在生活中的应用，增强学习化学的兴趣；教学重点金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构教学难点原子晶体的涵义、特征教学方法探究讲练结合教学准备教学过程教师主导活动学生主体活动【基础知识】1、相邻以相结合而形成结构的晶体叫原子晶体2、常见的原子晶体有、、、，由于大，所以它们一般具有较高的、和很大的。
【知识要点】一、原子晶体1．常见的原子晶体（1）金刚石（C）（2）石英（SiO2）2．原子晶体的主要性质熔点和沸点高、硬度大、不导电、难溶于一些常见的溶剂3．影响原子晶体熔沸点、硬度的主要因素二．过度型晶体----石墨简介①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。
③石墨为混合键型晶体P46讨论后口答导电原因：自由价电子教学过程三、几种化学键的比较化学键成键本质键的方向性、饱和性影响键强弱的因素金属键离子键共价键例1、下列有关晶体的叙述中，错误的是（）A、离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏B、白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合C、石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D、构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键[解析]离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键遭破坏；而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是范德华力，则A正确；白磷晶体是分子晶体，在分子内部存在共价键，而分子之间是通过范德华力结合的，则B错误；石英晶体是原子晶体，则C正确；稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体是单原子分子，在分子内部不存在共价键，则D错误。
高中化学选修3 第三章晶体结构与性质 讲义及习题.含答案解析
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。
对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能：1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②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。
③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，熔、沸点越高。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。
【人教版】高中化学选修3知识点总结：第一章原子结构与性质
【人教版】高中化学选修3知识点总结：第一章原子结构与性质【人教版】高中化学选修3知识点总结：第一章原子结构与性质第一章原子结构与性质课标要求1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素的（1~36号）原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
要点精讲一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。
比如，p3的轨道式为↑↑↑或↓↓↓，而不是↑↓↑。
洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
高中化学选修三原子晶体
共价键
金刚石的晶体结构示意图
金刚石晶胞
每个C被 12 个六元环共用？
6 个六元环共用？ 每个C-C被
金刚石晶体结构特征
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—C键数之比为1 ： （4 x ½）= 1：2 ⑥在金刚石晶胞中占有的碳原子数为8。
热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的
3SiCl4+2N2+6H2==Si3N4+12HCl 化学方程式____________________________ 。
强热
6、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据
金刚石 晶体硅 晶体硼
>3823 1683 2573 熔点 5100 2628 2823 沸点 10 7.0 9.5 硬度 ①晶体硼的晶体类型属于_______ 原子 晶体，理由是 熔点高、硬度大 。 ________________________ 已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面 体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点， 每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此 12 晶体体结构单元由______ 个硼原子构成。其中B—B键 60 30 的键角为_______。共含有 _______个B—B
5、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、 熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯 硅与纯氮在1300℃反应获得。 原子 (1)氮化硅晶体属于_________ 晶体。 (2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相 连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相 连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出 氮化硅的化学式_______. Si3N4 (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强
高中化学选修3：物质结构与性质-知识点总结
选修三物质结构与性质总结一. 原子结构与性质.1. 认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义•电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小_ _ _ _ •电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不核外电子分别处于不同的电子同，层•原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M N、O P、Q.原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7.2. （构造原理）了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1〜36号元素原子核外电子的排布.（1）____________________________________________ .原子核外电子的运动特征可以用电子层」子（亚层）和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子（2） .原子核外电子排布原理.①.能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道②.泡利不相容原理：每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子③.洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同一.洪特规则的特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时（p0、d0、f0）的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24C r[Ar]3d 54sl 29C U —（3） .掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式ns<（n-2）fv（n-1）d<np3. 元素电离能和元素电负性第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。
高中化学选修三_晶体结构及性质
晶体构造与性质一、晶体的常识1.晶体与非晶体晶体与非晶体的本质差异自性微观构造晶体有〔能自发呈现多面体外形〕原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体无〔不能自发呈现多面体外形〕原子排列相对无序晶体呈现自性的条件：晶体生长的速率适当得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自性；②各向异性〔强度、导热性、光学性质等〕③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射〔区分晶体和非晶体最可靠的科学方法〕2.晶胞--描述晶体构造的根本单元.即晶体中无限重复的局部一个晶胞平均占有的原子数=×晶胞顶角上的原子数+×晶胞棱上的原子+×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心的原子数思考：以下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图.它们分别平均含几个原子.eg：1.晶体具有各向异性。
如蓝晶〔Al2O3·SiO2〕在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。
晶体的各向异性主要表现在〔〕①硬度②导热性③导电性④光学性质A.①③B.②④C.①②③D.①②③④2.以下关于晶体与非晶体的说确的是〔〕A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自性而且排列无序D.固体SiO2一定是晶体3.以下图是CO2分子晶体的晶胞构造示意图.其中有多少个原子.二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力〔德华力、氢键〕相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子b.分子晶体中.分子的原子间以共价键结合.相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体.熔融状态也不导电d.“相似相溶原理〞：非极性分子一般能溶于非极性溶剂.极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b.酸：H2SO4、HNO3、H3PO4等c.局部非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d.局部非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f.大多数有机物：乙醇.冰醋酸.蔗糖等③构造特征a.只有德华力--分子密堆积〔每个分子周围有12个紧邻的分子〕CO2晶体构造图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的构造为例.可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状构造的晶体注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石〔C〕、晶体硅(Si)、晶体硼〔B〕、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅〔SiC〕晶体、氮化硼〔BN〕晶体c.某些氧化物：二氧化硅〔SiO2〕晶体、Al2O3金刚石的晶体构造示意图二氧化硅的晶体构造示意图思考：1.怎样从原子构造角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降2.“具有共价键的晶体叫做原子晶体〞.这种说法对吗.eg：1.在解释以下物质性质的变化规律与物质构造间的因果关系时.与键能无关的变化规律是〔〕A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.N2可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料.它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。
高中化学选修三知识点归纳
高中化学选修三知识点归纳一、原子结构。
1. 能层与能级。
- 能层：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的能层，能层用符号K、L、M、N、O、P、Q表示，能量依次升高。
- 能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，如s、p、d、f等能级，各能级的能量顺序为ns < np < nd < nf（n为能层序数）。
2. 构造原理与电子排布式。
- 构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按顺序填入核外电子运动轨道，这个顺序被称为构造原理。
- 电子排布式：如铁（Fe）的电子排布式为1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2。
为了简化，还可以写成[Ar]3d^64s^2（其中[Ar]表示氩原子的核外电子排布结构）。
3. 基态与激发态、光谱。
- 基态原子：处于最低能量的原子。
- 激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
- 光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
原子光谱是线状光谱，可用于元素的定性分析。
二、分子结构与性质。
1. 共价键。
- 共价键的类型。
- σ键：原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键，如H - H键，s - s 重叠；H - Cl键，s - p重叠等。
- π键：原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的共价键，如N≡ N中，除了一个σ键外，还有两个π键。
- 共价键的参数。
- 键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
键能越大，化学键越稳定。
- 键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。
键长越短，键能越大，共价键越稳定。
- 键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
键角是描述分子立体结构的重要参数，如CO_2分子中键角为180^∘，为直线形分子；H_2O分子中键角为104.5^∘，为V形分子。
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③在金刚石中最小的环是六元环，1个环中平 均含有6×1/12=1/2个C原子，含C-C键数为 6×1/6=1；
④金刚石的晶胞中含有C原子为8个,内含4个 小正四面体，含有C-C键数为16。
二氧化硅的晶体结构示意图
Si O
109º28´
共价键
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；
12g金刚石C-C键数为多少NA？
①金刚石中每个C原子以sp3杂化，分别与4个 相邻的C 原子形成4个σ键，故键角为 109°28′，每个C原子的配位数为4；
②每个C原子均可与相邻的4个C构成实心的正 四面体，向空间无限延伸得到立体网状的金刚 石晶体，在一个小正四面体中平均含有 1+4×1/4 =2个碳原子；
较小 较低 固态和熔融状 态都不导电
原子晶体
原子 共价键 较大 很高 不导电
溶解性
相似相溶
难溶于常见溶剂
3、常见的原子晶体
• 某些非金属单质： – 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、 晶体锗(Ge)等
• 某些非金属化合物： – 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体
• 某些氧化物： – 二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3
思考3 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式？
不能。因为原子晶体是一个三维的网状结构，无小
分子存在。 思考4 以金刚石为例，说明原子晶体的微观结构与分
子晶体有哪些不同？
（1）组成微粒不同，原子晶体中只存在原子，没有
分子。
（2）相互作用不同，原子晶体中存在的是共价键。
知识拓展－石墨
石 墨 晶 体 结 构
【总结】非金属单质是原子晶体还是分子晶体的 判断方法
（1）依据组成晶体的粒子和粒子间的作用判断： 原子晶体的粒子是原子，质点间的作用是共价键； 分子晶体的粒子是分子，质点间的作用是范德华力。
（2）记忆常见的、典型的原子晶体。 （3）依据晶体的熔点判断：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 度以下至很低的温度。 （4）依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部 分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导 体，但晶体硅、晶体锗是半导体。 （5）依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大， 分子晶体硬度小且较脆。
（1）石墨中C原子以sp2杂化； （2）石墨晶体中最小环为六元环，含有C
2个，C-C键为 3； （3）石墨分层，层间为范德华力，硬度小， 可导电；
（4）石墨中r（C-C）比金刚石中r（C-C） 短。
思考：
（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？
二．原子晶体（共价晶体）
1、概念：
相邻原子间以共价键相结合而形成空间立 体网状结构的晶体。
– （1）构成原子晶体的粒子是原子； – （2）原子晶体的粒子间以较强的共价键相
结合； – （3）原子晶体熔化破坏的是共价键。
观察·思考
• 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理 特性？
2、原子晶体的物理特性
• 在原子晶体中，由于原子间 以较强的共价键相结合，而 且形成空间立体网状结构， 所以原子晶体的
– 熔点和沸点高 – 硬度大 – 一般不导电 – 且难溶于一些常见的溶剂
分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
晶体类型
结构、性质
结 构成晶体粒子 构 粒子间的作用力
硬度
溶、沸点
性
质
导电
分子晶体
分子 分子间作用力
思考:1 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。
思考2 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？
石墨的熔点为什么高于金刚石？
它们都有很强的C-C共价键。在石墨 中各层均为平面网状结构，碳原子
熔点 （℃）
之间存在很强的共价键（大π键）， C-C键长比金刚石的短，键的强度大， 石墨 3652
故其熔点金刚石高。
金刚石 3550
（3）石墨属于哪类晶体？
沸点 （℃）
4827 4827
石墨为混合键型晶体。
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，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原 子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个 十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数为6×1/12=1/2，拥有的O原子数为 6×1/6=1，拥有的Si-O键数为12×1/6=2， 则Si原子数与O原子数之比为1：2。晶体中 Si原子数与Si-O键之比为1：4。
晶体硅。 答案：A
例3、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点 >3823 1683 2573
典型例题
例1. 氮化硅（Si3N4）是一种新型的耐高温耐 磨材料，在工业上有广泛用途，它属于 A.原子晶体 B. 分子晶体 C. 金属晶体 D. 离子晶体
答案：A
例2 碳化硅（SiC）的种晶体具有类似金刚石 的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。在 下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中，它
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。
金刚石的晶体结构示意图
109º28´
共价键
思考：在金刚石晶体中，每个碳与周围多少个 碳原子成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由 多少个碳原子组成？它们是否在同一平面内？
在金刚石晶体中，碳原子个数与C-C键数 之比为多少？每个碳原子被几个六元环共有？