3.2.2《原子晶体》PPT课件（新人教版-选修3）
文档属性
| 名称 | 3.2.2《原子晶体》PPT课件（新人教版-选修3） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 324.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-06-19 07:20:29 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修3
第２课时
《原子晶体》
3.2《分子晶体与原子晶体》
教学目标
知识与能力
1、掌握原子晶体的概念，能够区分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，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
〖教学难点重点〗
原子晶体的结构与性质的关系
讨论：
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
熔点/oC 状态（室温）
CO2 -56.2 气态
SiO2 1723 固态
结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体呢？
一、原子晶体
1.定义: 原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
1.构成以上晶体的粒子是什么
2.粒子间通过什么样的作用力联系在一起
3.以上晶体结构在整体上有什么共同特点
思考
Si
o
二氧化硅 的晶体结构模型
二氧化硅 的晶体结构模型
1. SiO2晶体中Si、O原子的连接特点。
2. SiO2晶体中存在SiO2小分子吗？ SiO2能不能叫做分子式？
3. SiO2晶体中Si-O键的夹角（键角）是多少？每个正四面体占有Si、O原子数是多少？
4 SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的4个硅原子所形成的空间结构是什么？ SiO2晶体中，最小的硅氧原子环上共有多少个原子？
金刚石 的晶体结构模型
碳原子
金刚石 的晶体结构模型
1. 金刚石晶体的结构特点。
2. 金刚石晶体中最小碳环上的碳原子数和环的特点。
3. 金刚石晶体中碳原子与C-C键数之比是多少？
3. 晶体中每个C原子参与了4条C-C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与C-C键数之比为：1:（4×1/2）= 1:2
2.最小的碳环由6个碳原子组成且不在同一平面内
晶体硅 的晶体结构模型
硅原子
二、原子晶体的特点
1、熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂，一般不导电。
三、哪些物质属于原子晶体
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等
2、原子晶体熔、沸点的高低与共价键的键能大小有关，共价键的键能于半径有关，半径越大，键能越小。
比较C 、Si 原子半径，不难发现键能：C—C > C– Si >Si—Si ，所以熔、沸点为金刚石>碳化硅>单晶硅
石墨的晶体结构图
返回
石墨
—混合型晶体
石墨为什么很软？
石墨的熔沸点为什很高？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软，硬度小。
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。
所以，石墨称为混合型晶体。
原 子 晶 体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空
间网状结构的晶体。
如：金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构。
键角：109°28′
键长 ：1.55×10-10m
2、性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。
熔点： 3550℃ 沸点：4827℃
3、代表晶型：金刚石、晶体硅、二氧化硅
4、原子晶体的构成微粒和作用力：
构成微粒是：原子
作用：共价键
5、原子晶体中不存在分子
如：SiO2中只存在Si原子和O原子，而不存在SiO2分子，只有化学式。
6、原子晶体的熔沸点也是随作共价键的增强而增高
晶体类型的判断
从组成上判断（仅限于中学范围）：
有无金属离子？(有：离子晶体)
是否属于“四种原子晶体”？
以上皆否定，则多数是分子晶体。
从性质上判断：
熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体)
熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)
分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比
故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3，
解析：
我们可以先选取一个正六边形
此结构中的碳原子数为6
一个碳原子被三个六元碳环共用，
正六边形中的碳原子数为6×1/3=2。
六边形中的任一条边（即碳碳键）
均被2个正六边形共用，
所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。
5. 已知金刚石中C—C键长为1.54×10－10m，那么金刚石的密度为 g/cm3。（相对原子质量：C 12.0）
6. SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si 两原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构。右图为两个中心重合，各面分别平行的大小两个正方体，其中心为一Si原子，试在小正方体的顶点上画出与Si最近的C的位置，在大正方体的棱上画出与C最近的Si的位置。
Si
C
两大小正方体的边长之比为_______；Si—C—Si的键角为______ (用反三角函数表示)；若Si—C键长为a cm，则大正方体边长为_______cm；SiC晶体的密度为______g/cm3。（NA为阿佛加德罗常数，相对原子质量 C.12 Si.28）。
3.金刚石结构中，一个碳原子与 个碳原子成键，
则每个碳原子实际形成的化学键为 个；
a mol金刚石中，碳碳键数为 mol。
4
2
2a
4、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长为1.55×10-8cm,求金刚石的晶体密度？
开拓思考题
仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：
金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？
（二）、晶体中距离最近的微粒数的计算：
1、在金刚石的网状结构中， 含有由共价键形成的碳原子环， 其中最小的环上有______(填数字)个碳原子，每个碳原子上的任意两个C─C键的夹角都是________ (填角度)
6
109°28'
课堂练习题
下列不存在化学键的晶体是：
A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩
常温常压下的分子晶体是：
A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰
晶体中的一个微粒周围有6个微粒，这种晶体是：
A.金刚石 B.石墨 C.干冰 D.氯化钠
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修3
第２课时
《原子晶体》
3.2《分子晶体与原子晶体》
教学目标
知识与能力
1、掌握原子晶体的概念，能够区分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，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
〖教学难点重点〗
原子晶体的结构与性质的关系
讨论：
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
熔点/oC 状态（室温）
CO2 -56.2 气态
SiO2 1723 固态
结论：SiO2不是分子晶体。那它是什么晶体呢？
一、原子晶体
1.定义: 原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的晶体
1.构成以上晶体的粒子是什么
2.粒子间通过什么样的作用力联系在一起
3.以上晶体结构在整体上有什么共同特点
思考
Si
o
二氧化硅 的晶体结构模型
二氧化硅 的晶体结构模型
1. SiO2晶体中Si、O原子的连接特点。
2. SiO2晶体中存在SiO2小分子吗？ SiO2能不能叫做分子式？
3. SiO2晶体中Si-O键的夹角（键角）是多少？每个正四面体占有Si、O原子数是多少？
4 SiO2晶体中，每个硅原子与它周围的4个硅原子所形成的空间结构是什么？ SiO2晶体中，最小的硅氧原子环上共有多少个原子？
金刚石 的晶体结构模型
碳原子
金刚石 的晶体结构模型
1. 金刚石晶体的结构特点。
2. 金刚石晶体中最小碳环上的碳原子数和环的特点。
3. 金刚石晶体中碳原子与C-C键数之比是多少？
3. 晶体中每个C原子参与了4条C-C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子与C-C键数之比为：1:（4×1/2）= 1:2
2.最小的碳环由6个碳原子组成且不在同一平面内
晶体硅 的晶体结构模型
硅原子
二、原子晶体的特点
1、熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂，一般不导电。
三、哪些物质属于原子晶体
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等
2、原子晶体熔、沸点的高低与共价键的键能大小有关，共价键的键能于半径有关，半径越大，键能越小。
比较C 、Si 原子半径，不难发现键能：C—C > C– Si >Si—Si ，所以熔、沸点为金刚石>碳化硅>单晶硅
石墨的晶体结构图
返回
石墨
—混合型晶体
石墨为什么很软？
石墨的熔沸点为什很高？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软，硬度小。
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。
所以，石墨称为混合型晶体。
原 子 晶 体
1、定义：原子间以共价键相结合而形成的空
间网状结构的晶体。
如：金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构。
键角：109°28′
键长 ：1.55×10-10m
2、性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。
熔点： 3550℃ 沸点：4827℃
3、代表晶型：金刚石、晶体硅、二氧化硅
4、原子晶体的构成微粒和作用力：
构成微粒是：原子
作用：共价键
5、原子晶体中不存在分子
如：SiO2中只存在Si原子和O原子，而不存在SiO2分子，只有化学式。
6、原子晶体的熔沸点也是随作共价键的增强而增高
晶体类型的判断
从组成上判断（仅限于中学范围）：
有无金属离子？(有：离子晶体)
是否属于“四种原子晶体”？
以上皆否定，则多数是分子晶体。
从性质上判断：
熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体)
熔融状态的导电性。(导电：离子晶体)
分析石墨结构中碳原子数与碳碳键数目比
故正六边形中的碳碳键数为6×1/2=3，
解析：
我们可以先选取一个正六边形
此结构中的碳原子数为6
一个碳原子被三个六元碳环共用，
正六边形中的碳原子数为6×1/3=2。
六边形中的任一条边（即碳碳键）
均被2个正六边形共用，
所以碳原子数与碳碳键数目比为2:3。
5. 已知金刚石中C—C键长为1.54×10－10m，那么金刚石的密度为 g/cm3。（相对原子质量：C 12.0）
6. SiC是原子晶体，其结构类似金刚石，为C、Si 两原子依次相间排列的正四面体型空间网状结构。右图为两个中心重合，各面分别平行的大小两个正方体，其中心为一Si原子，试在小正方体的顶点上画出与Si最近的C的位置，在大正方体的棱上画出与C最近的Si的位置。
Si
C
两大小正方体的边长之比为_______；Si—C—Si的键角为______ (用反三角函数表示)；若Si—C键长为a cm，则大正方体边长为_______cm；SiC晶体的密度为______g/cm3。（NA为阿佛加德罗常数，相对原子质量 C.12 Si.28）。
3.金刚石结构中，一个碳原子与 个碳原子成键，
则每个碳原子实际形成的化学键为 个；
a mol金刚石中，碳碳键数为 mol。
4
2
2a
4、已知金刚石的晶胞如图，金刚石中C-C键长为1.55×10-8cm,求金刚石的晶体密度？
开拓思考题
仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：
金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？
（二）、晶体中距离最近的微粒数的计算：
1、在金刚石的网状结构中， 含有由共价键形成的碳原子环， 其中最小的环上有______(填数字)个碳原子，每个碳原子上的任意两个C─C键的夹角都是________ (填角度)
6
109°28'
课堂练习题
下列不存在化学键的晶体是：
A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩
常温常压下的分子晶体是：
A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰
晶体中的一个微粒周围有6个微粒，这种晶体是：
A.金刚石 B.石墨 C.干冰 D.氯化钠