第三单元共价键原子晶体.pptx

版本：苏教版选修版本：苏教版选修3 专题专题3第三单第三单元元主讲老师：化学组主讲老师：化学组 林玉珍林玉珍指导老师：化学组指导老师：化学组 李彩凤李彩凤 课题：原子晶体课题：原子晶体化学 选修 3 考纲对本节内容的要求：了解原子晶体的考纲对本节内容的要求：了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系体的结构与性质的关系聚焦高考聚焦高考:1、共价键：2、键能：3、键长：知识回顾知识回顾原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。在在101kPa、298K条件下，条件下，1mol气态气态AB分子生分子生成气态成气态A原子和气态原子和气态B原子的过程所吸收的能原子的过程所吸收的能量，称为量，称为AB间共价键的键能。间共价键的键能。成键两原子间的平均间距。成键两原子间的平均间距。科学视野从金刚石到钻石金金刚刚石石的的用用途途：作作玻玻璃璃刀刀，钻钻头头 金刚石具有很高的熔、金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？意图解释其中的原因吗？由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如键结合的，而共价键的键能大，如CC键的键能为键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。熔、沸点很高，硬度很大。结构决定性质阅读课本阅读课本51页，请思考：页，请思考：1、什么是原子晶体？、什么是原子晶体？2、原子晶体有哪些特性？、原子晶体有哪些特性？3、常见的原子晶体有哪些？、常见的原子晶体有哪些？一、原子晶体一、原子晶体1 1、定义、定义：2 2、构成微粒：、构成微粒：3 3、微粒之间的作用：、微粒之间的作用：4 4、气化或熔化时破坏的、气化或熔化时破坏的作用力：作用力：5 5、晶体中没有单个、晶体中没有单个分子分子存在；化学式只代表原子个存在；化学式只代表原子个数之比数之比归纳总结原子原子间以间以共价键共价键相结合而形成的相结合而形成的空间网状空间网状结构结构的晶体。的晶体。原子原子共价键共价键共价键共价键 思考交流从下面表格中你能获取哪些信息？某些原子晶体的熔点和硬度原子原子晶体晶体金刚石金刚石 碳化硅碳化硅 氧化铝氧化铝石英石英硅硅锗锗熔点熔点355035502600260020302030171017101415141512111211硬度硬度 1010 9.59.5 9 9 7 7 6.56.5 6.06.0问题导学晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体熔、沸点熔、沸点（高低）（高低）硬度硬度溶解性溶解性导电性导电性6 6、原子晶体原子晶体的物理性质的物理性质 很高很高很大很大不溶不溶一般不导电（硅是半导体）一般不导电（硅是半导体）归纳总结结结构构决决定定性性质质7 7、常见的原子晶体类型：、常见的原子晶体类型：（1 1）某些）某些非金属单质非金属单质：金刚石（金刚石（C C）硼（硼（B）硅（硅（Si）（2 2）某些）某些非金属化合物非金属化合物：碳化硅（碳化硅（SiC）氮化硼氮化硼 （BN）（3 3）某些）某些氧化物氧化物：二氧化硅（二氧化硅（SiO2）Al2O3晶体晶体性质反应结构性质反应结构归纳总结课堂检测课堂检测1、下列晶体中不属于原子晶体的是、下列晶体中不属于原子晶体的是（）A、食盐、食盐 B、金刚砂、金刚砂 C、金刚石、金刚石 D、水晶、水晶2、金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚、金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是（石的说法中错误的是（）A、晶体中不存在独立的、晶体中不存在独立的“分子分子”B、碳原子间以共价键相结合、碳原子间以共价键相结合C、是硬度最大的物质之一、是硬度最大的物质之一D、化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧、化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气反应气反应AD 问题探究问题探究晶体硅（晶体硅（Si）和金刚砂（）和金刚砂（SiC）都是与金刚石）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表相似的原子晶体，请根据表3-6中的数据，分中的数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。表表3-6 部分原子晶体的键能、键长、熔点和部分原子晶体的键能、键长、熔点和硬度硬度 原子晶体原子晶体键能能/KJ.mol-1键长/pm熔点熔点/。C摩氏硬度摩氏硬度金刚石（CC）348154355010碳化硅（CSi）30218426009晶体硅（SiSi）226234141578 8、影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：共价键的强弱共价键的强弱键长的大小键长的大小一般形成共价键的两原子半径一般形成共价键的两原子半径越小越小键长键长越小越小，键能越键能越 大大 ，原子晶体的熔沸点越，原子晶体的熔沸点越 高高 ，硬度越，硬度越 大大 。课堂检测课堂检测3(1)碳化硅具有类似金刚石结构，其中碳原子和碳化硅具有类似金刚石结构，其中碳原子和硅原子位置是交替的。在下列三种晶体硅原子位置是交替的。在下列三种晶体金刚金刚石石晶体硅晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是的顺序是 (2)磷化硼（磷化硼（BP）和氮化硼（）和氮化硼（BN）是受到高）是受到高度关注的耐磨材料，但氮化硼晶体的熔点度关注的耐磨材料，但氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体的熔点高原因？要比磷化硼晶体的熔点高原因？二、典型的原子晶体金刚石二、典型的原子晶体金刚石10928154pm键能：键能：347.7kj/mol熔点：熔点：大于大于35500C硬度：很大硬度：很大动画分析问题探究问题探究在金刚石晶胞中占有在金刚石晶胞中占有的碳原子数的碳原子数:81/8+61/2+4=881/8+61/2+4=81 1在金刚石晶体中，每个碳原子以共价键跟相邻的在金刚石晶体中，每个碳原子以共价键跟相邻的 个个 C形成正四面形成正四面 体，且在中心。体，且在中心。2.2.正四面体向空间延伸成立体网状，所有的正四面体向空间延伸成立体网状，所有的CCCC键长、键角键长、键角 3.3.在金刚石晶体中最小碳环由在金刚石晶体中最小碳环由碳原子来碳原子来组成组成4 4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CC共价键个数之比是共价键个数之比是5.在金刚石晶胞中占有的碳原子数在金刚石晶胞中占有的碳原子数1 26个个48个个小结：小结：相等相等提出问题提出问题：钻石与水晶都有规则的外形，：钻石与水晶都有规则的外形，与钻石相比，水晶会有什么样的空间结构？与钻石相比，水晶会有什么样的空间结构？SiOSiO2 2平面结构平面结构利用金刚石的结构来推断利用金刚石的结构来推断SiO2的空间结构的空间结构金金刚刚石石白白球球表表示示硅硅原原子子18010928SiO共价键共价键三、二氧化硅的晶体结构三、二氧化硅的晶体结构SiO2晶体结构晶体结构1.在在SiO2晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个氧原子个氧原子结合；每个氧原子与结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。2.在在SiO2 晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共个共价键；每个氧原子形成价键；每个氧原子形成 个共价键；个共价键；3.在在SiOSiO2 2 晶体中，最小环为晶体中，最小环为 元环。元环。21：24421：41：2124.4.硅硅原子个数与原子个数与SiSiO O 共价键个数之是共价键个数之是 ；氧原子个数与氧原子个数与SiSiO O 共价键个数之比是共价键个数之比是 。在在SiOSiO2 2 晶胞中硅原子数为晶胞中硅原子数为氧原子数为氧原子数为小结：小结：816判断原子晶体的方法：判断原子晶体的方法：1、记住常见的原子晶体：、记住常见的原子晶体：金刚石、晶体金刚石、晶体Si、SiO2 SiC BN 2、根据结构：空间立体网状、根据结构：空间立体网状3、根据物理特性：耐高温、耐磨材料、根据物理特性：耐高温、耐磨材料金属键、离子键和共价键的比较化学键类型成键本质键的方向性和饱和性影响键的强弱的因素金属键离子键共价键阴阳离子间阴阳离子间的静电作用的静电作用通过共用电通过共用电子对产生的子对产生的相互作用相互作用金属离子和自金属离子和自由电子间的静由电子间的静电作用电作用无无无无既有方向性既有方向性又又有饱和性有饱和性金属元素的原子金属元素的原子半径和单位体积半径和单位体积内自由电子数目内自由电子数目阴、阳离子的电阴、阳离子的电荷数和核间距荷数和核间距键长、成键电键长、成键电子数、极性子数、极性整理与归纳整理与归纳判断下列物质含有哪些化学键判断下列物质含有哪些化学键NH4Cl Na2O2 Mg H2O2课堂检测课堂检测干冰是二氧化碳的分子晶体，但是已经有干冰是二氧化碳的分子晶体，但是已经有科学家在实验室将干冰制成了原子晶体。科学家在实验室将干冰制成了原子晶体。那么，同是原子晶体的那么，同是原子晶体的CO2和和SiO2,哪一个硬度哪一个硬度大？试说明理由。大？试说明理由。对本节课内容进行总结提炼对本节课内容进行总结提炼课堂小结课堂小结布置作业：布置作业：课本课本P52：9 练习册练习册