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化學:322《原子晶體》PPT課件(新人教版-選修3)

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化學:322《原子晶體》PPT課件(新人教版-選修3)

高中 化學 新人教版 選修 3系列課件 物質結構與性質 第課時 原子晶體 3.2 分子晶體與原子晶體 教學目標 知識與能力 1、掌握原子晶體的概念,能夠區(qū)分原子晶 體和分子晶體。 2、了解金剛石等典型原子晶體的結構特征, 能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結 構與性質的關系。 教學難點重點 原子晶體的結構與性質的關系 討論: CO2和 SiO2的一些物理性質如下表所示,通 過比較試判斷 SiO2晶體是否屬于分子晶體。 熔點 /oC 狀態(tài)(室溫) CO2 -56.2 氣態(tài) SiO2 1723 固態(tài) 結論: SiO2不是分子晶體。那它是什么晶體 呢? 一、原子晶體 1.定義 : 原子間通過共價鍵相結合而形成空間 網(wǎng)狀結構的晶體 1.構成以上晶體的粒子是什么 ? 2.粒子間通過什么樣的作用力聯(lián)系在一起 ? 3.以上晶體結構在整體上有什么共同特點 ? 思考 Si o 二氧化硅 的晶體結構模型 二氧化硅 的晶體結構模型 1. SiO2晶體中 Si、 O原子的連接特點。 2. SiO2晶體中存在 SiO2小分子嗎? SiO2能不能叫 做分子式? 3. SiO2晶體中 Si-O鍵的夾角(鍵角)是多少?每 個正四面體占有 Si、 O原子數(shù)是多少? 4 SiO2晶體中,每個硅原子與它周圍的 4個硅原子 所形成的空間結構是什么? SiO2晶體中,最小的 硅氧原子環(huán)上共有多少個原子? 金剛石 的晶體結構模型 碳原子 金剛石 的晶體結構模型 1. 金剛石晶體的結構特點。 2. 金剛石晶體中最小碳環(huán)上的碳原子數(shù)和環(huán)的特點。 3. 金剛石晶體中碳原子與 C-C鍵數(shù)之比是多少? 3. 晶體中每個 C原子參與了 4條 C-C鍵的形成,而 在每條鍵中的貢獻只有一半,故 C原子與 C-C鍵 數(shù)之比為: 1:( 4 1/2) = 1:2 2.最小的碳環(huán)由 6個碳原子組成且不在同一平面內(nèi) 晶體硅 的晶體結構模型 硅原子 二、原子晶體的特點 1、熔沸點很高,硬度很大,難溶于一般溶劑, 一般不導電。 三、哪些物質屬于原子晶體 金剛石、單晶硅、碳化硅、二氧化硅等 2、原子晶體熔、沸點的高低與共價鍵的鍵能 大小有關,共價鍵的鍵能于半徑有關,半徑 越大,鍵能越小。 比較 C 、 Si 原子半徑,不難發(fā)現(xiàn)鍵能: C C C Si SiSi ,所以熔、沸點為金剛石 碳化硅 單晶硅 石墨的 晶體 結構圖 返回 石墨 混合型晶體 石墨為什么很軟? 石墨的熔沸點為什很高? 石墨為層狀結構,各層之間是范德華力結合, 容易滑動,所以石墨很軟,硬度小。 石墨各層均為平面網(wǎng)狀結構,碳原子之間存在 很強的共價鍵,故熔沸點很高。 所以,石墨稱為混合型晶體。 原 子 晶 體 1、定義: 原子間以共價鍵相結合而形成的空 間網(wǎng)狀結構的晶體。 如:金剛石是以碳碳單鍵結合而成的正四面體 的空間網(wǎng)狀結構。 鍵角: 109 28 鍵長 : 1.55 10-10m 2、性質: 熔沸點高,硬度大,難溶于一般溶劑。 熔點: 3550 沸點: 4827 3、代表晶型: 金剛石、晶體硅、二氧化硅 4、原子晶體的構成微粒和作用力: 構成微粒是: 原子 作用: 共價鍵 5、原子晶體中不存在分子 如: SiO2中只存在 Si原子和 O原子,而不 存在 SiO2分子,只有化學式。 6、原子晶體的熔沸點也是隨作共價鍵的 增強而增高 晶體類型的判斷 從組成上判斷 (僅限于中學范圍): 有無金屬離子? (有:離子晶體 ) 是否屬于“四種原子晶體”? 以上皆否定,則多數(shù)是分子晶體。 從性質上判斷: 熔沸點和硬度; (高:原子晶體;中:離子 晶體;低:分子晶體 ) 熔融狀態(tài)的導電性。 (導電:離子晶體 ) 分析石墨結構中碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比 故正六邊形中的碳碳鍵數(shù)為 6 1/2=3, 解析: 我們可以先選取一個正六邊形 此結構中的碳原子數(shù)為 6 一個碳原子被三個六元碳環(huán)共用, 正六邊形中的碳原子數(shù)為 6 1/3=2。 六邊形中的任一條邊(即碳碳鍵) 均被 2個正六邊形共用, 所以碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)目比為 2:3。 5. 已知金剛石中 C C鍵長為 1.54 10 10m,那么金剛石 的密度為 g/cm3。(相對原子質量: C 12.0) 6. SiC是原子晶體,其結構類似金剛石,為 C、 Si 兩原子 依次相間排列的正四面體型空間網(wǎng)狀結構。右圖為兩個 中心重合,各面分別平行的大小兩個正方體,其中心為 一 Si原子,試在小正方體的頂點上畫出與 Si最近的 C的 位置,在大正方體的棱上畫出與 C最近的 Si的位置。 Si C 兩大小正方體的邊長之比為 _; SiCSi的鍵 角為 _ (用反三角函數(shù)表示 );若 SiC鍵長為 a cm, 則大正方體邊長為 _cm; SiC晶體的密度為 _g/cm3。( NA為阿佛加德羅常數(shù),相對原子質 量 C.12 Si.28)。 3.金剛石結構中,一個碳原子與 個碳原子成鍵, 則每個碳原子實際形成的化學鍵為 個; a mol金剛石中,碳碳鍵數(shù)為 mol。 4 2 2a 4、已知金剛石的晶胞如圖,金剛石中 C-C 鍵長為 1.55 10-8cm,求金剛石的晶體密度? 開拓思考題 仔細觀察左邊的示意圖 后,回答下列問題: 金剛石與石墨的熔點均 很高,那么二者熔點是 否相同?為什么?若不 相同,哪種更高一些? (二)、晶體中距離 最近 的微粒數(shù)的計算: 1、 在金剛石的網(wǎng)狀結構中, 含有由共 價鍵形成的碳原子環(huán), 其中最小的環(huán)上 有 _(填數(shù)字 )個碳原子,每個碳原子 上的任意兩個 CC鍵的夾角都是 _ (填角度 ) 6 109 28 課堂練習題 下列不存在化學鍵的晶體是: A.硝酸鉀 B.干冰 C.石墨 D.固體氬 常溫常壓下的分子晶體是: A.碘 B.水 C. 硫酸銨 D.干冰 晶體中的一個微粒周圍有 6個微粒,這種晶 體是: A.金剛石 B.石墨 C.干冰 D.氯化鈉

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