高中化学 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体 第2课时 原子晶体教案 新人教版选修3-新人教版高二选修3化学教案VIP免费

第2课时原子晶体[核心素养发展目标]1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的原子晶体，并能从微观角度分析原子晶体中各构成微粒之间的作用对原子晶体物理性质的影响。2.证据推理与模型认知：能利用原子晶体的通性推断常见的原子晶体，理解原子晶体中微粒的堆积模型，并能利用均摊法对晶胞进行分析。一、原子晶体及其结构特点1．概念相邻原子间以共价键相结合形成三维的共价键网状结构的晶体叫原子晶体。又叫共价晶体。2．构成微粒及微粒间作用3．常见原子晶体及物质类别(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。(2)某些非金属化合物：如金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。(3)极少数金属氧化物，如刚玉(αAl2O3)等。4．两种典型原子晶体的组成与结构(1)金刚石金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的空间网状结构。其中最小的环是六元环。(2)二氧化硅二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成空间网状结构。晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1∶2。1原子晶体中不存在单个的分子，其化学式不是分子式，仅表示该物质中原子个数比。2由原子构成的晶体不一定是原子晶体，如稀有气体分子构成的晶体属于分子晶体。3原子晶体中一定存在共价键，而物质中存在共价键的晶体不一定是原子晶体，如干冰中碳原子与氧原子之间存在共价键，但干冰是分子晶体。例1(2019·长沙高二检测)下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA．①②③④⑤⑥B．②③④⑥C．②③⑥D．①②⑤⑥【考点】原子晶体的判断【题点】由物质类别判断答案C解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直接由原子构成。例2最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是()A．该晶体是原子晶体B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2D．该晶体中最小的环由12个原子构成【考点】原子晶体的组成与结构【题点】原子晶体组成与结构的分析答案C解析该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于原子晶体，A项正确；晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为1∶2，B项正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O共价键，所以C原子与C—O键数目之比为1∶4，C项错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。二、原子晶体的物理性质1．物理性质(1)熔点很高。(2)硬度很大。金刚石是天然存在的最硬的物质。(3)一般不导电。但晶体硅是半导体。(4)不溶于一般溶剂。2．原子晶体熔点和硬度的比较规律结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高，硬度越大。原子晶体与分子晶体的比较晶体类型原子晶体分子晶体构成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力结构特点空间网状结构分子密堆积或非密堆积物理性质熔点高，硬度大，不溶于一般溶剂熔、沸点低，硬度小，遵守“相似相溶”规律熔化时破坏的作用力共价键范德华力(有时破坏氢键)举例金刚石冰、干冰例3下表是某些原子晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高②构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高③构成原子晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大④构成原子晶体的原子半径越小，晶体的硬...