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1、第 2課時原子晶體
卩舟■立融??母需無代
課程學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 知道原子晶體的概念，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)。
知識體系檢理
1. 有的晶體的微觀空間里沒有分子，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)則多面體的外形，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
2、石里的C — C共價鍵的鍵長⑥，鍵能⑦，這一結(jié)構(gòu)使金剛石在所有已知晶體中硬度⑧ ，而且熔點也
⑨。⑩、 是原子晶體的特性
4.SQ2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
5.常見的原子晶體還有：(1)RI，如硼、硅等；(2)，如碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)、氮化硼(BN)等。
1. 原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式，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？
4. 結(jié)合金剛石晶體結(jié)構(gòu)中晶胞示意圖分析，金
3、剛石晶胞共有多少個碳原子 ？每個晶胞實際擁有幾個碳原
子？
思維探究與創(chuàng)新
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￡點難點探究
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)
，其晶體模型如圖所示
認(rèn)真觀察晶體模型并回答下列問題
(1) 二氧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很高，原因是。
1. 原子晶體的巨分子與分子晶體的小分子有什么區(qū)別
2. 原子晶體熔化時破壞了什么作用力
3. 原子晶體的空間利用率為什么較低
下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型和晶體類型
4、均相同的是()
⑥硫黃和碘
①SiO2和SO3②晶體硼和HCI③CO 2和S02④晶體硅和金剛石 ⑤晶體氖和晶體氮
A.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D(zhuǎn).①③⑤
探究2:原子晶體熔、沸點比較
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(K)
3823
2573
沸點(K)
5100
2823
硬度(moh)
10
9.5
⑴晶體硼屬于晶體，理由是
⑵已知晶體硼結(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 每個頂點上各有1個硼原子(如圖)
通過觀察圖形及推算，此正二十面
5、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
⑶比較晶體硅與金剛石的熔、沸點，硬度大小：
1. 原子晶體和分子晶體相比，哪種種類多？
2. 常見的原子晶體中與金剛石結(jié)構(gòu)相似的有哪些
3. 原子晶體中共價鍵鍵長越短，其熔、沸點是否越高？
下列晶體性質(zhì)的比較中不正確.的是（）
A. 沸點:NH 3>PH3
B. 熔點:Sil4>SiBr4>SiCl4
C. 硬度：白磷 >冰>二氧化硅
D.硬度:金剛石 >碳化硅 > 晶體硅
技能應(yīng)用與拓展1
基礎(chǔ)智能檢測
1. 下列有關(guān)晶體的說法中，正確的是（）
A. 分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
B. 原子晶體
6、中共價鍵越強(qiáng)，熔點越高
C. 冰融化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂
D. 原子晶體中只存在極性共價鍵，不可能存在其他類型的化學(xué)鍵
2. 下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說法不正確..的是（）。
A.原子晶體硬度通常比分子晶體大
B.原子晶體的熔沸點較高
C. 分子晶體中有的水溶液能導(dǎo)電
D. 金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體
3. 下列表示分子式的是()。
A.SiCB.C（金剛石）C.HCID.SiO 2
呻護(hù)11.鼻杞,楓命$ t優(yōu)
-全新視角拓廉
4. 山A>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Ga
7、N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。
⑵GaN屬于晶體 (3)GaN、GaP、GaAs的熔點由低到高的順序為
Jt—
琛于佛枷皿典輸披椰特令*是三雄的黑價號黑就拐科
原手晶休
L—V
常見的以子品株！」把縫㈣?、！■牝福(BN)嘩
(3) <些氧*tM,如*晶(需⑻琴
參考答案
知識體系梳理
①共價鍵②共價晶體③原子晶體④對稱地⑤Sp3⑥很短⑦很大⑧最大⑨很高⑩高硬度呱：高熔點 水泥 玻璃I；蛍;|單晶硅某些非金屬單質(zhì)用某些非金屬化合物
基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流
1. 不能;因原子晶體是一個
8、“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。
2. 從碳到鍺,核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑依次增大，：'：—"：鍵、智一濯 鍵、］：：??—「??鍵的鍵長依次增大，鍵長
越短,共價鍵越牢固，而熔化時破壞的是共價鍵，因為鍵能|一 |一鍵> >.鍵> 仃、.in鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點
和硬度依次下降。
3. 不對;如HCI、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。
4.18個碳原子，分布于立方體的8個頂點，6個面心和4個體內(nèi)。實際擁有8個碳原子。
重點難點探究
9、
探究1：
互動探究
(1)12
⑵4
(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很高。
探究拓展
1. 分子晶體的小分子通常較小，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。
3. 原子晶體中原子間存在共價鍵，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C
【解析】屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO 2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于原子晶體的
10、有 Si02、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、沸點很高，硬度很大
(2) 12; 60°
⑶晶體硅的熔、沸點低于金剛石，硬度小于金剛石
【解析】(1)晶體硼的熔、沸點很高，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、沸點高低 ，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
11、硅、鍺、碳化硅等。
3. 不一定，還與結(jié)構(gòu)有關(guān)，如二氧化硅的熔、沸點低于碳化硅。
探究體驗C
【解析】A項中注意NH3分子間存在氫鍵，故沸點NH3>PH3，正確;B項中三種物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似，且均為分子晶體，熔點 隨相對分子質(zhì)量的增大而升高，正確;C項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。
基礎(chǔ)智能檢測
全新視角拓展
4. (1)4;正四面體形
⑵原子
(3) GaAs
《原子晶體》導(dǎo)學(xué)案
