《原子晶体》导学案高等教育理学_高等教育-理学.pdf

《《原子晶体》导学案高等教育理学_高等教育-理学.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《原子晶体》导学案高等教育理学_高等教育-理学.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、学习好资料 欢迎下载 第2 课时原子晶体 1.知道原子晶体的概念,能够区别原子晶体和分子晶体。2.了解金刚石等典型原子晶体的结构特征和一般性质。1.有的晶体的微观空间里没有分子,原子晶体就是其中之一。在原子晶体里,所有原子都以相互结合,整块晶体是一个三维的共价键网状结构,是一个“巨分子”,又称。2.金刚石是,天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形,从这种外形就可以想象,在金刚石晶体中,每个碳原子以四个共价单键与相邻的 4 个碳原子结合,C-C-C夹角为 10928,即金刚石中的碳以杂化轨道形成共价键。3.金刚石里的 CC 共价键的键长,键能,这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度,而且熔点也。、是

2、原子晶体的特性。4.SiO2也是典型的原子晶体。SiO2具有许多重要用途:制造、人造宝石、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。5.常见的原子晶体还有:(1),如硼、硅等;(2),如碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等。1.原子晶体的化学式是否可以代表其分子式,为什么?学习好资料 欢迎下载 2.怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降?3.“具有共价键的晶体叫作原子晶体”,这种说法对吗?为什么?4.结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析,金刚石晶胞共有多少个碳原子?每个晶胞实际拥有几个碳原子?探究 1:原子晶体的结构与性质 二氧化硅晶体是立体的网状结构,其晶体模型如图所示:认

3、真观察晶体模型并回答下列问题:体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几

4、个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载(1)二氧化硅晶体中最小的环为元环。(2)硅原子的配位数为。(3)二氧化硅晶体的熔点很高,原因是。1.原子晶体的巨分子与分子晶体的小分子有什么区别?2.原子晶体熔化时破坏了什么作用力?3.原子晶体的空间利用率为什么较低?下列各组晶体物质中,化学键类型和晶体类型均相同的是()。SiO2和 SO3晶体硼和 HClCO2和 SO2晶体硅和金刚石 晶体氖和晶体氮 硫黄和碘 A.B.C.D.探究 2:原子晶体熔、沸点比较 体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键

5、网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载 单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据:金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点(K)3823 2573 沸点(

6、K)5100 2823 硬度(moh)10 9.5 (1)晶体硼属于晶体,理由是。(2)已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中有20 个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有 1 个硼原子(如图)。通过观察图形及推算,此正二十面体结构单元由个硼原子构成。其中 BB 键之间的键角为。(3)比较晶体硅与金刚石的熔、沸点,硬度大小:。1.原子晶体和分子晶体相比,哪种种类多?2.常见的原子晶体中与金刚石结构相似的有哪些?体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然

7、的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载 3.原子晶体中共价键键长越短,其熔、沸点是否越高?下列晶体性质的比较中不正确的是()。A.沸点:NH3PH3 B.熔点:SiI4SiBr

8、4SiCl4 C.硬度:白磷冰二氧化硅 D.硬度:金刚石碳化硅晶体硅 1.下列有关晶体的说法中,正确的是()。A.分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 B.原子晶体中共价键越强,熔点越高 C.冰融化时水分子中共价键发生断裂 D.原子晶体中只存在极性共价键,不可能存在其他类型的化学键 2.下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()。A.原子晶体硬度通常比分子晶体大 B.原子晶体的熔沸点较高 体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种

9、轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载 C.分子晶体中有的水溶液能导电 D.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体 3.下列表示分子式的是()。A.SiCB.C(金刚石)C.HClD.SiO2 4.A、A族元素组成的化合

10、物 GaN、GaP、GaAs 等是人工合成的半导体材料,其晶体结构与晶体硅相似。(1)在 GaN 晶体中,每个镓原子与个氮原子相连,与同一个镓原子相连的氮原子构成的空间构型为。(2)GaN 属于晶体。(3)GaN、GaP、GaAs 的熔点由低到高的顺序为。参考答案 知识体系梳理 共价键 共价晶体 原子晶体 对称地 sp3很短 很大 最大 很高 高硬度 高熔点 水泥 玻璃 单晶硅 某些非金属单质 某些非金属化合物 基础学习交流 体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚

11、石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载 1.不能;因原子晶体是一个“巨分子”,其化学式仅代表晶体内的原子个数之比,不代表其分子式。2.从碳到锗,核电荷数增大,电子层数增多,原子半径依

12、次增大,键、键、键的键长依次增大,键长越短,共价键越牢固,而熔化时破坏的是共价键,因为键能键键键,所以金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。3.不对;如 HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH 分子中都有共价键,而它们都是分子晶体;只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。4.18 个碳原子,分布于立方体的 8 个顶点,6 个面心和 4 个体内。实际拥有 8 个碳原子。重点难点探究 探究 1:互动探究(1)12(2)4(3)二氧化硅晶体熔化时需要破坏共价键【解析】(1)选取最小环,环中含 6 个硅原子和 6 个氧原子。(2)每个硅与 4 个氧原子连接,硅原子的配位数为 4

13、。(3)二氧化硅晶体是立体的网状结构,熔化时需要破坏共价键,因此二氧化硅晶体的熔点很高。探究拓展 1.分子晶体的小分子通常较小,是一个微观概念;原子晶体的巨分子是一个宏观概念。2.共价键。3.原子晶体中原子间存在共价键,共价键有方向性,所以原子所占的空间利用率较低。探究体验 C【解析】属于分子晶体的有 SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄和碘。属于原子晶体的有 SiO2、晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氖由稀有气体分子组成,稀有气体为单原子分子,分子间不存在化学键。解题时应注意化学键类型的判断。探究 2:互动探究(1)原子晶体;晶体硼的熔、沸点很高,硬度很大(2)12;60(3)

14、晶体硅的熔、沸点低于金刚石,硬度小于金刚石【解析】(1)晶体硼的熔、沸点很高,硬度很大,属于原子晶体。(2)硼原子个数可数出来:边上 6 个、前面 3 个、后面 3 个共 12 个;正三角形内角为 60。(3)只有结构相似的原子晶体才可用键长判断熔、沸点高低,金刚石与晶体硅结构相似,与晶体硼结构不相似。探究拓展 1.分子晶体种类多。2.晶体硅、锗、碳化硅等。3.不一定,还与结构有关,如二氧化硅的熔、沸点低于碳化硅。探究体验 C【解析】A 项中注意 NH3分子间存在氢键,故沸点 NH3PH3,正确;B 项中三种物质组成和结构相似,且均为分子晶体,熔点随相对分子质量的增大而升高,正确;C 项中白磷

15、和冰都是分子晶体,硬度小,而二氧化硅是原子晶体,硬度大,错误;D 项中的三种物质都是原子晶体,由于原子半径 CSi,所以键长 CCC SiC SiSi Si,而键能越大,原子晶体的硬度越大,正确。基础智能检测 1.B2.D3.C 全新视角拓展 4.(1)4;正四面体形 体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重

16、要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧学习好资料 欢迎下载(2)原子(3)GaAsGaPGaN 体的结构特征和一般性质有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一在原子晶体里所有原子都以相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个巨分子又称金刚石是天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形从这种轨道形成共价键金刚石里的共价键的键长键能这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度而且点也是原子晶体的特性也是典型的原子晶体具有许多重要用途制造人造宝石硅光电池芯片和光导纤维的原料常见的原子晶体还有如硼硅等如的角度理解金刚石硅和锗的熔点和硬度依次下降具有共价键的晶体叫作原子晶体这种说法对吗为什么结合金刚石晶体结构中晶胞示意图分析金刚石晶胞共有多少个碳原子每个晶胞实际拥有几个碳原子探究原子晶体的结构与性质二氧