第三课时[问题情境]C、Si同属ⅣA元素,且上下相邻,应具相似的性质。今已知CO2的晶体为分子晶体,熔、沸点很低。那么SiO2晶体是否具有与其相似的结构和性质呢?[投影]CO2和SiO2一些性质的比较[分析]两者相比,性质差异很大。由SiO2很高的熔、沸点,可推知它不属于分子晶体。其质点粒子不是分子。它是离子晶体吗?从其元素组成和化合物类别看,SiO2不是离子化合物。它属于我们本节要学习的一类晶体。[板书]三、原子晶体[引述]SiO2和CO2性质的差别缘于两者结构的不同。[展示]SiO2的晶体结构模型。[观察并思考]1.构成SiO2晶体的粒子是什么?2.粒子通过何种方式结合?怎样构成晶体?[讲述]构成SiO2晶体的粒子是中性原子,原子与原子间以共价键相结合。其中,1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,Si原子位于正四面体的中心,4个O原子占据四面体四个顶点;同时每个O原子跟2个Si原子相结合。可以想象每个O原子应被两个正四面体所共用。[投影显示]许许多多的Si—O正四面体通过氧原子互相联结形成一种空间网状结构的晶体,这就是原子晶体。[板书]1.概念:相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体,叫做原子晶体。[强调]“原子”“共价键”“空间网状结构”等字样。[讨论]观察SiO2晶体结构,那么晶体中存在SiO2的小分子吗?“SiO2”表示什么?[讲解]SiO2晶体中,Si、O原子通过共价键相结合,形成一个由“无限”数目原子构成的空间网状结构。由于在各个方向上这种共价键是相同的,因此在晶体中,不存在独立的小分子,而只能把整个晶体看成一个大分子。晶体有多大,分子也就有多大,没有确定的分子量。这跟CO2晶体中的小分子是不同的。那么,“SiO2”自然不叫分子式了。它只表示晶体中Si原子和O原子的个数比,为晶体的化学式。[思考]SiO2晶体中Si—O键的夹角(即键角)是多少?每个正四面体占有的Si、O原子数是多少?[分析]Si、O原子通过共价键连成正四面体结构,Si原子位于正四面体中心,Si—O键角为108°28′。每个正四面体占有一个完整的Si、四个“半O原子”,故晶体中Si原子与O原子个数比为1∶(4×)=1∶2,晶体化学式为“SiO2”。[多媒体三维动画]纯净的SiO2晶体——水晶。[画外音]纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。江苏省东海县素有“水晶之乡”之称。1958年在该县发现我国最大的“水晶王”,质量达3.5t。1983年1月又在该县南溜村2m深的地下挖出一块质量为3t高为1.4m的水晶,同时出土的还有一块质量为400kg的水晶体。水晶除可用于漂亮的装饰品外,还常用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和耐高温化学仪器。此外,SiO2可用来制造用于光纤通迅等的光导纤维,制造压电晶体,用于钟表工业和超声技术上。[引导]请同学们从以上有关SiO2晶体及其用途中,推测并归纳原子晶体的性质。[板书]2.性质特点:熔、沸点高,硬度大,一般不导电,难溶于常见溶剂。[提问]为什么原子晶体的熔、沸点很高,硬度很大呢?[回答]究其本质是因为原子晶体中原子通过很强的共价键连接,由于共价键比较牢固,要拆开它需要消耗较大的能量,所以原子晶体一般具有较高的熔、沸点和较大的硬度。[思考]为什么原子晶体一般不导电?[分析]原子晶体由中性原子通过牢固的共价键结合而成,晶体中不含离子和自由电子,所以一般不导电。[转引]原子晶体特殊的结构决定了其特殊的性质,也就产生了其特殊的应用。如果说SiO2晶体是典型的原子晶体之一,那么还有最典型的一例,它是自然界中熔点最高(3750℃)、硬度最大的固体。那么,它是谁呢?[板书]典型晶体:金刚石晶体。[讲述]且不说金刚石作为漂亮宝石的价值,由于它的坚硬,在精密机械工业中每年就要消耗几百万克拉(1克拉=200mg),它还广泛用作为金属表面的磨料、石油勘探的钻头。它的结构是:[多媒体展示]金刚石及其晶体结构模型。[引导观察]请同学们对比SiO2晶体结构模型,比较两者的差别,并简要说明金刚石晶体的形成。[概述]金刚石的晶体与SiO2晶体相似。金刚石晶体中,C原子的排列与Si原子完全相同,只是碳原子之间没有O原子,即每个C原子与相邻的4个C原子通过共价键...