鲁科版选修3化学课件：3.3.1 原子晶体.ppt

1、 109 28 共价键 【问题探究问题探究1】金刚石的结构金刚石的结构 思考思考1. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧在金刚石晶体中每个碳原子周围紧 邻的碳原子有多少个？邻的碳原子有多少个？ 思考思考2. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有在金刚石晶体中每个碳原子连接有 几个共价键？几个共价键？ 思考思考3. 在金刚石晶体中碳原子个数与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？共价键个数之比是多少？ . .概念：概念：相邻相邻原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成相结合而形成 空间立体网状结构空间立体网状结构的晶体的晶体 构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强构成原子晶体的粒子是原子

2、，原子间以较强 的共价键相结合。的共价键相结合。 一原子晶体一原子晶体 金 刚 石 金 刚 石 2.常见的原子晶体常见的原子晶体 某些非金属单质：某些非金属单质： 金刚石（金刚石（C）、晶体硅）、晶体硅(Si)、 晶体硼（晶体硼（B）、晶体锗）、晶体锗(Ge)等等 某些非金属化合物：某些非金属化合物： 碳化硅（碳化硅（SiC）晶体、）晶体、氮化硼（氮化硼（BN）晶体）晶体 某些氧化物：某些氧化物： 二氧化硅（二氧化硅（ SiO ）晶体、 ）晶体、 1下列物质中属于原子晶体的化合物是下列物质中属于原子晶体的化合物是( ) A水晶水晶 B晶体硅晶体硅 C金刚石金刚石 D干冰干冰 解析：解析：选选A

3、。晶体硅晶体硅、金刚石是原子晶体金刚石是原子晶体，但但 不是化合物不是化合物，干冰是分子晶体干冰是分子晶体。 180 109 28 Si O 共价键 【问题探究问题探究2】水晶的结构水晶的结构 思考思考1：在：在SiO2晶体中每个硅原子周围紧晶体中每个硅原子周围紧 邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧 邻的硅原子有多少个？在邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原晶体中硅原 子与氧原子个数之比是多少？子与氧原子个数之比是多少？ 思考思考2：在：在SiO2晶体中每个硅原子连接有晶体中每个硅原子连接有 几个共价键？每个氧原子连接有几个共价几个共价键？每个氧原子连

4、接有几个共价 键？键？ 金属晶体金属晶体 离子晶体离子晶体 原子晶体原子晶体 构 成 晶 体 的构 成 晶 体 的 粒子粒子 金属阳离子金属阳离子 和自由电子和自由电子 阴阳离子阴阳离子 原子原子 粒 子 间 的 作粒 子 间 的 作 用用 金属键金属键 离子键离子键 共价键共价键 作 用 力 的 特作 用 力 的 特 点点 （ 方 向 性方 向 性 和饱和性和饱和性） 无方向性和无方向性和 饱和性饱和性 无方向性和无方向性和 饱和性饱和性 有方向性和有方向性和 饱和性饱和性 典 型 实 例 及典 型 实 例 及 空间构型空间构型 A1 A2 A3 NaCl CsClZnS 金刚石金刚石SiO

5、2 SiC 熔沸点熔沸点 不一定不一定 较高较高 很高很高 硬度硬度 不一定不一定 较硬较硬，质脆质脆 很大很大 【问题探究问题探究3】通过以上分析，比较金通过以上分析，比较金 刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属 晶体、离子晶体有何不同？晶体、离子晶体有何不同？ 2下面关于下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是晶体网状结构的叙述正确的是 ( ) A存在四面体结构单元存在四面体结构单元，O处于中心处于中心，Si处于处于4 个顶角个顶角 B最小的环上最小的环上，有有3个个Si原子和原子和3个个O原子原子 C最小的环上最小的环上，Si和和O原子数之比为原子数之比

6、为12 D最小的环上最小的环上，有有6个个Si原子和原子和6个个O原子原子 解析：解析：选选D。二氧化硅是原子晶体二氧化硅是原子晶体，结构为空间结构为空间 网状网状，存在硅氧四面体结构存在硅氧四面体结构，硅处于中心硅处于中心，氧处氧处 于于4个顶角个顶角，所以所以A项错误；在项错误；在SiO2晶体中晶体中，每每6 个个Si和和6个个O形成一个形成一个12元环元环(最小环最小环)，所以所以D对对， B、C均错误均错误。 解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小， 键长越短，键能越大，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 晶

7、体硅晶体硅 交流与研讨交流与研讨 1. 1. 怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和 锗的熔点和硬度依次下降？锗的熔点和硬度依次下降？ 2. 2. “具有共价键的晶体叫做原子晶体具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种。这种 说法对吗？为什么？说法对吗？为什么？ 在原子晶体中，由于原子间以较强的在原子晶体中，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，共价键相结合，而且形成空间立体网状结构， 所以原子晶体的所以原子晶体的 （1 1）熔点和沸点高）熔点和沸点高 （2 2）硬度大）硬度大 （3 3）一般不导电）一般不导电 （4 4）且难溶于一些常见的溶剂）

8、且难溶于一些常见的溶剂 3.3.原子晶体的物理特性原子晶体的物理特性 3碳化硅碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其晶体有类似金刚石的结构，其 中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体 硅和金刚石相比较，正确的是硅和金刚石相比较，正确的是( ) A熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅 碳化硅碳化硅 B熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅 碳化硅碳化硅 C三种晶体中的单元都是正四面体结构三种晶体中的单元都是正四面体结构 D三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体 解析：解析：选选C。由已知碳化硅的晶体有类似金刚由已知碳化硅的晶体有类似金刚 石的结构石的结构，可知碳化硅也为原子晶体可知碳化硅也为原子晶体，且应有且应有 类似金刚石的正四面体结构单元类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响又因为影响 共价键强弱的因素是原子半径共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小碳原子半径小 于硅原子半径于硅原子半径，所以键长长短顺序为所以键长长短顺序为CC CSiSiSi，所以所以，熔点顺序是金刚石熔点顺序是金刚石 碳化硅晶体硅碳化硅晶体硅。晶体硅是半导体晶体硅是半导体，单向导电单向导电。