高中化学 第三章 晶体结构与性质 第二节 第2课时 原子晶体学案 新人教版选修3-新人教版高二选修3化学学案VIP专享VIP免费

第2课时原子晶体1．知道原子晶体的概念，能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性。2．学会原子晶体熔、沸点比较的方法。原子晶体的概念及其性质1．原子晶体的结构特点及物理性质(1)构成微粒及其相互作用(2)物理性质①原子晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。②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。2．常见的原子晶体(1)物质类别(2)金刚石的结构特点金刚石的晶体结构模型①在晶体中，每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合成正四面体。②晶体中C—C—C夹角为109°28′，碳原子采取sp3杂化。③最小环上有6个碳原子。④晶体中碳原子个数与C—C键数之比为1∶(4×)＝1∶2。(3)二氧化硅的结构特点二氧化硅的晶体结构模型①每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2。②晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环。1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例)。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)由原子直接构成的晶体一定是原子晶体(2)具有共价键的晶体叫做原子晶体(3)原子晶体在固态或熔化时都不导电(4)原子晶体由于硬度及熔、沸点都较高，故常温时不与其他物质反应(5)SO2与SiO2的化学键类型相同，晶体类型也相同(6)60gSiO2晶体中含4molSi—O键答案：(1)×稀有气体形成的晶体是分子晶体(2)×分子晶体中可能含有共价键(3)×原子晶体硅是半导体，能导电(4)×化学反应与硬度及熔、沸点等物理性质没有直接关系(5)×SO2是分子晶体而SiO2是原子晶体(6)√2．某碳氮化合物具有立体网状结构，硬度比金刚石还硬，不溶于水，也不导电，你认为其属于什么晶体？答案：原子晶体。3．怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？答案：从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，C—C键、C—Si键、Si—Si键的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，原子晶体熔化时破坏的是共价键，而键的稳定性是C—C键>C—Si键>Si—Si键，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。题组一原子晶体的概念理解及性质判断1．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()A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是自然界中硬度最大的物质D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应解析：选D。在金刚石中，碳原子之间以共价键结合形成空间立体网状结构，不存在具有固定组成的分子；由于碳的原子半径比较小，碳与碳之间的共价键键能很高，所以金刚石的硬度很大，故A、B、C选项正确。但是由于金刚石是碳的单质，在高温下可以在空气或氧气中燃烧生成CO2，故D选项错误。2．美国《科学》杂志曾报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是()A．该原子晶体中含有极性键B．该原子晶体易汽化，可用作制冷材料C．该原子晶体有很高的熔、沸点D．该原子晶体的硬度大，可用作耐磨材料解析：选B。原子晶体具有高硬度、高熔沸点等性质，不易汽化，不可用作制冷材料，B项错误。题组二常见的原子晶体3．下列关于SiO2晶体网状结构的叙述中正确的是()A．最小的环上，有3个硅原子和3个氧原子B．最小的环上，硅原子数和氧原子数之比为1∶2C．最小的环上，有6个硅原子和6个氧原子D．存在四面体结构单元，O原子处于中心，Si原子处于4个顶角解析：选C。SiO2晶体中，每个硅原子与4个氧原子成键、每个氧原子与2个硅原子成键，晶体中的硅氧四面体中Si原子处于中心、O原子处于4个顶角。最小的环是十二元环环上有6个Si原子、6个O原子，Si、O原子数之比是1∶1。4．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是()A．28g晶体硅中含有Si—Si键的个数为2NAB．124g白磷(P4)晶体中含有P—P键的个数为4NAC．12g金刚石中含有C—C键的个数为4NAD．SiO2晶体中1mol硅原子可与氧原子形成2NA个共价键(Si—O键)解析：选A。晶体硅的结构与金刚石相似，每个...