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- 2021-07-02 发布
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第二课时
〖教学目标设定〗
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
〖教学过程设计〗
复习提问:1、什么是分子晶体?试举例说明。
2、分子晶体通常具有什么样的物理性质?
引入新课:
分析下表数据,判断金刚石是否属于分子晶体
项目/物质
干冰
金刚石
熔点
很低
3550℃
沸点
很低
4827℃
展示:金刚石晶体
阅读:P71 ,明确金刚石的晶型与结构
归纳:
1.原子晶体:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。
2.构成粒子:原子;
3.粒子间的作用:共价键;
展示:金刚石晶体结构
填表:
键长
键能
键角
熔点
硬度
归纳:
4.原子晶体的物理性质
熔、沸点_______,硬度________;______________一般的溶剂;_____导电。
思考:
(1)原子晶体的化学式是否可以代表其分子式,为什么?
(2)为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大?
(3)阅读:P72 ,讨论“学与问 1 ”
归纳:晶体熔沸点的高低比较
①对于分子晶体,一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高。
②对于原子晶体,一般来说,原子间键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质的熔沸点越高,硬度越大。
合作探究:
(1)在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键?形成怎样的空间结构?最小碳环由多少个石中,含CC原子组成?它们是否在同一平面内?
(2)在金刚石晶体中,C原子个数与C—C键数之比为多少?
(3)12克金刚—C键数为多少NA?
比较:CO2与SiO2晶体的物理性质
物质/项目
熔点℃
状态(室温)
CO2
-56.2
气态
SiO2
1723
固态
阅读:P72 ,明确SiO2的重要用途
推断:SiO2晶体与CO2晶体性质相差很大,SiO2晶体不属于分子晶体
展示:展示SiO2的晶体结构模型(看书、模型、多媒体课件),分析其结构特点。
引导探究:SiO2和C02的晶体结构不同。在SiO2晶体中,1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,每个Si原子周围结合4个O原子;同时,每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上,SiO2晶体是由Si原子和O原子按1:2的比例所组成的立体网状的晶体。
阅读:P72 ,明确常见的原子晶体
5.常见的原子晶体有____________________________等。
6.各类晶体主要特征
类型
比较
分子晶体
原子晶体
构成晶体微粒
形成晶体作用力
物理性质
熔沸点
硬度
导电性
传热性
延展性
溶解性
典型实例
P4、干冰、硫
金刚石、二氧化硅
阅读:P72 ,讨论“学与问 2 ”
归纳:判断晶体类型的依据
(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。
对分子晶体,构成晶体的微粒是______________,微粒间的相互作用是_____ ______;
对于原子晶体,构成晶体的微粒是__ _____,微粒间的相互作用是___________键。
(2)看物质的物理性质(如:熔、沸点或硬度)。
一般情况下,不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多
〖练习〗
1、下列的晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是
A、SO2与SiO2 B、C02与H2O C、C与HCl D、CCl4与SiC
2、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是
A、①③② B、②③① C、③①② D、②①③
3、1999年美国《科学》杂志报道:在40GPa高压下,用激光器加热到1800K,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是
A、原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度
B、原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料
C、原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料
D、每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
4、①在SiO2晶体中,每个Si原子与 个O原子结合,
构成 结构,Si位于_____ ________,O 位于________ _____
②在SiO2晶体中,Si原子与O原子个数比为
③在SiO2晶体中,最小的环为 个Si和 个O组成的 环。
5、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
>3823
1683
2573
沸点
5100
2628
2823
硬度
10
7.0
9.5
①晶体硼的晶体类型属于____________晶体,理由是________________。
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,每个项点上各有1个B原子。通过视察图
形及推算,此晶体体结构单元由________________个硼原子构成。
其中B—B键的键角为____________。
〖作业〗
1.下列晶体中不属于原子晶体的是
(A)干冰 (B)金刚砂 (C)金刚石 (D)水晶
2.在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环,其中最小的环上,碳原子数是
(A)2个 (B)3个 (C)4个 (D)6个
3.下列各物质中,按熔点由低到高排列正确的是
(A)O2、I2、Hg (B)CO2、K、SiO2
(C)Na、K、Rb (D)SiC、NaCl、SO2
4.下列各晶体中任意一个原子都被相邻的4个原子所包围;以共价键结合成正四面体结构,并向空间伸展成网状结构的是
(A)甲烷 (B)石墨 (C)晶体硅 (D)水晶
5.在x mol石英晶体中,含有Si-O键数是
(A)x mol (B)2x mol (C)3 x mol (D)4x mol
6.固体熔化时,必须破坏非极性共价键的是
(A)冰 (B)晶体硅 (C)溴 (D)二氧化硅
7.石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是
(A)10个 (B)18个 (C)24个 (D)14个
8.石英玻璃是将纯石英在1600℃高温下熔化,冷却后形成的玻璃体。关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是
(A)石英玻璃属于原子晶体
(B)石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀
(C)石英玻璃的结构类似于液体
(D)石英玻璃能经受高温剧变且能抗碱的腐蚀
9.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是
(A)该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
(B)该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
(C)该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
(D)该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构
10.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃反应获得。
(1)氮化硅晶体属于__________晶体。
(2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间以单键相连,且N原子和N原子,Si原子和S原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式__________
(3)现用SiCl4和N2在H2气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为__________________________________________________
11.短周期元素K、Y、Z在周期表中位置关系如图:
X
Y
Z
(1)x元素的单质分子式是_______,若x核内中子数和质子数相等,x单质的摩尔质量为_______,单质是_______晶体。
(2)z单质的晶体类型属于_______,Z的氢化物和最高价氧化物的浓溶液反应的化学方程式为____________________________。