選修三 第2節(jié) 學(xué)案 分子晶體與原子晶體 第2課時

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分子晶體與原子晶體 第二課時學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標 1．掌握相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于原子晶體。 2．以金剛石為例，了解原子晶體的物理性質(zhì)（熔、沸點，導(dǎo)電性和溶解性） 二、學(xué)習(xí)過程 [復(fù)習(xí)提問] （一）基本知識點（學(xué)生自學(xué)完成） 1.原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2.構(gòu)成粒子：______________；。 3.粒子間的作用______________， 4.原子晶體的物理性質(zhì) (1)熔、沸點__________，硬度___________ (2) ______________一般的溶劑。 (3)______________導(dǎo)電。 5.常見的原子晶體有____________________________等。 6.判斷晶體類型的依據(jù) (1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。 對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________，微粒間的相互作用是___________； 對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_______，微粒間的相互作用是___________鍵。 （二）重點點撥 1.晶體 晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。其結(jié)構(gòu)特征是其內(nèi)的原子或分子在主維空間的排布具有特定的周期性，即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)的單位可以是單個原子或分子，也可以是多個分子或原子團。重復(fù)的單位必須具備3個條件，化學(xué)組成相同，空間結(jié)構(gòu)(包括化學(xué)鍵)相同，化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)境相同。 2.晶胞的概念 在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地重復(fù)就產(chǎn)生了宏觀的晶體?？梢哉f，晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小，形狀和質(zhì)點的種類(分子、原子或離子)以及它們之間的作用力所決定的。 3.納米材料 我們平時所見到的材料，絕大多數(shù)是固體物質(zhì)，它的顆粒一般在微米級，一個顆粒包含著無數(shù)個原子和分子，這時候，材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質(zhì)。當(dāng)人們用特殊的方法把顆粒加工到納米級大小，這時的材料則被稱之為納米材料，一個納米級顆粒所含的分子數(shù)則大為減少。奇怪的是，納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化學(xué)特性，和微米級材料的性質(zhì)迥然不同。 納米材料的粒子是超細微的，粒子數(shù)多、表面積大，而且處于粒子界面上的原子比例甚高，一般可達總數(shù)的一半左右。這就使納米材料具有不尋常的表面效應(yīng)，界面效應(yīng)等。因此而呈現(xiàn)出一系列獨特的性質(zhì)。 納米顆粒和晶胞是兩個完全不同的概念：晶胞是晶體中最小的重復(fù)單元，這種重復(fù)單元向空間延伸，構(gòu)成晶體，而納米顆粒本身就是一個分子，納米材料在結(jié)構(gòu)上與分子晶體有相似的地方，但并不相同。 納米材料并不是新的物質(zhì)，只不過是將傳統(tǒng)材料的顆粒進一步超細微化，這樣對物質(zhì)的物理性質(zhì)的改變十分巨大，使之具備了一些傳統(tǒng)材料所無法具備的性質(zhì)。為什么與傳統(tǒng)材料相比，納米材料的性質(zhì)改變?nèi)绱司薮?，科學(xué)界目前還無法做出最終解釋。 （三）講練（先練后講） 1、下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是 ( ) A.SO2與Si02 B.C02與H20 C.NaCl與HCl D.CCl4與KCl 2、碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石 ②晶體硅 ③碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是 ( ) A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ 3、下列晶體分類中正確的一組是 ( ) 離子晶體 原子晶體 分子晶體 A NaOH Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金剛石 玻璃 4、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 >3823 1683 2573 沸點 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 ①晶體硼的晶體類型屬于____________晶體，理由是____________________ 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，每個項點上各有1個B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由 ____________________個硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵的鍵角為____________。 （四）總結(jié) 1．相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于離子晶體。 2．構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強共價鍵相結(jié)合，而且形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。鍵能大。原子晶體的熔點和沸點高。 3．同種晶體:若同為原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高：如金剛石>SiC>Si。 1、[答案]B [解析]抓住晶體粒子的化學(xué)鍵去判斷晶體類型這一關(guān)鍵進行對比。如S02與Si02都是共價化合物，但是，晶體內(nèi)的作用力是分子間作用力，S02為分子晶體，而Si02中硅與氧以共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀的原子晶體。 2、[答案]A [解析]C與Si同為IVA族元素，它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體，硅晶體，碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價鍵的鍵能逐漸減弱?？赏茢嗵蓟钁?yīng)在Si與C之間。三種原子晶體，空間結(jié)構(gòu)相似，熔點決定于它們的鍵長與鍵能，故熔點從高到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。 3、[答案]C [解析]從晶體中結(jié)構(gòu)粒子的性質(zhì)去判斷晶體的類型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通過離子鍵相互結(jié)合的離子晶體，純H2S04，無H+，系分子晶體。Ar是氣體，分子間以范德華力相互結(jié)合為分子晶體，石墨是過渡型或混合型晶體，水晶Si02與金剛石是典型原子晶體。硫的化學(xué)式以1個S表示，實際上是S8，氣體時為S2，是以范德華力結(jié)合的分子晶體。 玻璃無一定的熔點，加熱時逐漸軟化，為非晶體，是無定形物質(zhì)。 4、[解析]①原子，理由：晶體的熔、沸點和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為原予晶體，B與C相鄰與Si處于對角線處，亦為原于晶體。 4