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1、word
第2課時原 子 晶 體
,能夠區(qū)別原子晶體和分子晶體。
2.了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征和一般性質(zhì)。
,原子晶體就是其中之一。在原子晶體里,所有原子都以①相互結(jié)合,整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是一個“巨分子〞,又稱②。
2.金剛石是③,天然的金剛石經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)如此多面體的外形,從這種外形就可以想象,在金剛石晶體中,每個碳原子以四個共價單鍵④與相鄰的4個碳原子結(jié)合,C-C-C夾角為109°28',即金剛石中的碳以⑤雜化軌道形成共價鍵。
3.金剛石里的C—C共價鍵的鍵長⑥,鍵能⑦,這一結(jié)構(gòu)使金剛石在所有晶體中硬度⑧,而且熔點(diǎn)也⑨。⑩、是原子晶體的特
2、性。
2也是典型的原子晶體。SiO2具有許多重要用途:制造、、人造寶石、、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。
:(1),如硼、硅等;(2),如碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)、氮化硼(BN)等。
,為什么?
2.怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降?
3.“具有共價鍵的晶體叫作原子晶體〞,這種說法對嗎?為什么?
,金剛石晶胞共有多少個碳原子?每個晶胞實(shí)際擁有幾個碳原子?
探究1:原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體模型如下列圖:
認(rèn)真觀察晶體模型并回答如下問題:
(1)二氧
3、化硅晶體中最小的環(huán)為元環(huán)。?
(2)硅原子的配位數(shù)為。?
(3)二氧化硅晶體的熔點(diǎn)很高,原因是。?
?
?
?
如下各組晶體物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型和晶體類型均一樣的是()。
①SiO2和SO3?、诰w硼和HCl ③CO2和SO2?、芫w硅和金剛石?、菥w氖和晶體氮?、蘖螯S和碘
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑥ D.①③⑤
探究2:原子晶體熔、沸點(diǎn)比擬
單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下表數(shù)據(jù):
金剛石
晶體硅
晶體硼
熔點(diǎn)(K)
3823
2573
沸點(diǎn)(K)
5100
4、2823
硬度(moh)
10
(1)晶體硼屬于晶體,理由是。?
(2)晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體,其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn),每個頂點(diǎn)上各有1個硼原子(如圖)。
通過觀察圖形與推算,此正二十面體結(jié)構(gòu)單元由個硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵之間的鍵角為。?
(3)比擬晶體硅與金剛石的熔、沸點(diǎn),硬度大小:。?
,哪種種類多?
?
,其熔、沸點(diǎn)是否越高?
如下晶體性質(zhì)的比擬中不正確的答案是()。
:NH3>PH3
:SiI4>SiBr4>SiCl4
:白磷>冰>二氧化硅
:金剛石>
5、碳化硅>晶體硅
,正確的答案是()。
,分子越穩(wěn)定
,熔點(diǎn)越高
,不可能存在其他類型的化學(xué)鍵
不正確的答案是()。
D.金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體
()。
(金剛石)2
4.ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅相似。
(1)在GaN晶體中,每個鎵原子與個氮原子相連,與同一個鎵原子相連的氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為。?
(2)GaN屬于晶體。?
(3)GaN、GaP、GaAs的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)椤?
參考答案
知識體系梳理
①共價鍵?、诠矁r晶
6、體?、墼泳w ④對稱地?、輘p3?、藓芏獭、吆艽蟆、嘧畲蟆、岷芨摺、飧哂捕取「呷埸c(diǎn) 水泥 玻璃 單晶硅 某些非金屬單質(zhì) 某些非金屬化合物
根底學(xué)習(xí)交流
;因原子晶體是一個“巨分子〞,其化學(xué)式僅代表晶體內(nèi)的原子個數(shù)之比,不代表其分子式。
,核電荷數(shù)增大,電子層數(shù)增多,原子半徑依次增大,鍵、鍵、鍵的鍵長依次增大,鍵長越短,共價鍵越結(jié)實(shí),而熔化時破壞的是共價鍵,因?yàn)殒I能鍵>鍵>鍵,所以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。
;如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵,而它們都是分子晶體;只有相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。
,分布于立方體的8個
7、頂點(diǎn),6個面心和4個體內(nèi)。實(shí)際擁有8個碳原子。
重點(diǎn)難點(diǎn)探究
探究1:
互動探究
(1)12
(2)4
(3)二氧化硅晶體熔化時需要破壞共價鍵
【解析】(1)選取最小環(huán),環(huán)中含6個硅原子和6個氧原子。(2)每個硅與4個氧原子連接,硅原子的配位數(shù)為4。(3)二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),熔化時需要破壞共價鍵,因此二氧化硅晶體的熔點(diǎn)很高。
探究拓展
,是一個微觀概念;原子晶體的巨分子是一個宏觀概念。
2.共價鍵。
,共價鍵有方向性,所以原子所占的空間利用率較低。
探究體驗(yàn) C
【解析】屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于原子晶體的
8、有SiO2、晶體硼、晶體硅和金剛石。但晶體氖由稀有氣體分子組成,稀有氣體為單原子分子,分子間不存在化學(xué)鍵。解題時應(yīng)注意化學(xué)鍵類型的判斷。
探究2:
互動探究
(1)原子晶體;晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高,硬度很大
(2)12;60°
(3)晶體硅的熔、沸點(diǎn)低于金剛石,硬度小于金剛石
【解析】(1)晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高,硬度很大,屬于原子晶體。(2)硼原子個數(shù)可數(shù)出來:邊上6個、前面3個、后面3個共12個;正三角形內(nèi)角為60°。(3)只有結(jié)構(gòu)相似的原子晶體才可用鍵長判斷熔、沸點(diǎn)上下,金剛石與晶體硅結(jié)構(gòu)相似,與晶體硼結(jié)構(gòu)不相似。
探究拓展
1.分子晶體種類多。
2.晶體硅、鍺、碳化硅等。
,還與結(jié)構(gòu)有關(guān),如二氧化硅的熔、沸點(diǎn)低于碳化硅。
探究體驗(yàn) C
【解析】A項(xiàng)中注意NH3分子間存在氫鍵,故沸點(diǎn)NH3>PH3,正確;B項(xiàng)中三種物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似,且均為分子晶體,熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量的增大而升高,正確;C項(xiàng)中白磷和冰都是分子晶體,硬度小,而二氧化硅是原子晶體,硬度大,錯誤;D項(xiàng)中的三種物質(zhì)都是原子晶體,由于原子半徑CC—Si>Si—Si,而鍵能越大,原子晶體的硬度越大,正確。
根底智能檢測
全新視角拓展
4.(1)4;正四面體形
(2)原子
(3)GaAs
2015-2016學(xué)年《原子晶體》導(dǎo)學(xué)案
