化学人教选修三讲义：第三章 第二节 原子晶体与分子晶体 第2课时 含答案

第二节分子晶体与原子晶体第二课时原子晶体〖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展示：金刚石晶体阅读：P68 ，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：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：P69 ，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N A？比较:CO2与SiO2晶体的物理性质阅读：P68 ，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。

1．了解分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。

2．掌握分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。

3．了解氢键及其对物质性质的影响。

细读教材记主干1．共价键是怎样形成的？其作用强度与分子间作用力相比较哪种更大？提示：共价键是通过共用电子对形成的，共价键的强度比分子间作用力要大。

2．冰融化与干冰升华克服的作用力不完全相同，干冰升华只克服范德华力，而冰融化除克服范德华力外还克服氢键。

3．二氧化硅的结构是怎样的？其熔、沸点高低如何？提示：二氧化硅是原子之间以共价键结合而形成的立体网状结构。

其中一个硅原子与四个氧原子相连，一个氧原子与两个硅原子相连。

熔、沸点较高。

4．在分子晶体中，分子内的原子间以共价键相结合，分子间以分子间作用力相吸引，因此分子晶体熔点较低。

5．在原子晶体里，所有原子都以共价键相结合，形成三维的网状结构，因此原子晶体熔点高、硬度大。

[新知探究]1．概念及粒子间作用力(1)概念：只含分子的晶体。

(2)粒子间的作用力2．物理性质及物质类别(1)物理性质分子晶体熔、沸点较低、硬度较小。

(2)物质类别物质种类举例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4等部分非金属单质O2、N2、P4等部分非金属氧化物CO2、SO2、SO3等3.(1)分子间作用力是范德华力晶体中分子堆积方式为分子密堆积，即以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子。

如干冰的晶胞结构如图①每个晶胞中有12个原子。

②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子有12个。

(2)分子间还有其他作用力水分子之间的主要作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。

冰的晶体结构如图[对点演练]1．(2016·宜昌高二检测)已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190 ℃，则下列结论错误的是()A．氯化铝是电解质B．固体氯化铝是分子晶体C．可用电解熔融氯化铝的办法制取金属铝D．氯化铝为非极性分子解析：选C根据已知条件可知氯化铝是共价化合物，易溶于苯和乙醚，其熔点为190 ℃，则说明AlCl3是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。

姓名，年级：时间：第一课时分子晶体学习目标：1。

了解分子晶体的概念及结构特点。

掌握分子晶体的性质。

2. 能够通过分析分子晶体的组成微粒、结构模型及分子晶体中的作用力解释分子晶体的一些物理性质。

3。

知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。

[知识回顾］什么是范德华力和氢键？存在于什么微粒间?主要影响物质的什么性质？答：范德华力是分子与分子之间存在的一种把分子聚集在一起的作用力。

它是分子之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的聚集态（固态和液态）存在。

氢键:是由已经与电负性很强的原子（如N、F、O）形成共价键的氢原子与另一个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。

范德华力和氢键主要存在于分子之间，主要影响物质的物理性质。

[要点梳理]1．分子晶体的概念及结构特点（1）分子晶体中存在的微粒：分子.(2)分子间以分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体.（3）相邻分子间靠分子间作用力相互吸引。

①若分子间作用力只有范德华力，则分子晶体有分子密堆积特征，即每个分子周围有12个紧邻的分子。

②分子间含有其他作用力，如氢键，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。

如冰中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。

2．常见的分子晶体(1)所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等.(2)部分非金属单质,如卤素(X2)、氧气O2、氮N2、白磷(P4）、硫(S8)等。

(3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。

（4）几乎所有的酸,如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。

（5)绝大多数有机物的晶体,如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等.3．典型的分子晶体(如图）(1）冰①水分子之间的主要作用力是氢键,当然也存在范德华力.②氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。

(2)干冰①在常压下极易升华。

②干冰中的CO2分子间只存在范德华力而不存在氢键,一个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个.知识点一分子晶体的性质1．分子晶体的构成微粒是真实存在的小分子或大分子。

《选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体》导学案(第2课时）班级: 姓名: 组名：【学习目标】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【知识链接】1、什么是分子晶体？举例说明：2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？3。

分析下表数据,判断金刚石是否属于分子晶体，为什么？【学习过程】二、原子晶体预习教材P68~P69，完成《红对勾》P51“知识自主梳理"1.典型的原子晶体例1．在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是（)A．6个120° B．5个108° C．4个109°28′D．6个109 °28′例2．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．是硬度最大的物质之一D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应阅读］教材P68倒数第一自然段及图3-15，结合必修1 P74“科学视野”(见下)思考①根据所学二氧化碳与二氧化硅知识，填写下表：物质/项目状态（室温)熔点℃CO2—56。

2SiO21723②CO2与SiO2的晶体结构是否相同?③SiO2的化学式是否可以代表其分子式，为什么？④为什么SiO2的熔沸点很高、硬度很大?例3、关于SiO2晶体的叙述正确的是( ）A、通常状况下，60克SiO2晶体中含有的分子数为NA（NA 表示阿伏加德罗常数的数值）B、60克SiO2晶体中,含有2NA个Si－O键C、晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点D、SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子2。

判断原子晶体熔点高低的方法阅读］P69-71【学与问】教材P69①．怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？②“具有共价键的晶体叫做原子晶体。

第三章 第二节 第2课时一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．碳化硅(SiC)俗称金刚砂，与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为 2 700 ℃，其晶胞结构如图所示。

下列说法错误的是( C )A ．SiC 晶体中碳原子和硅原子均采用sp 3杂化B ．距离硅原子最近的硅原子数为12C ．金刚石的熔点低于2 700 ℃D ．若晶胞参数为a pm ，则该晶体的密度为1606.02×10－7a3 g·cm －3 解析：SiC 晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp 3杂化，A 正确；在SiC 中距离硅原子最近的硅原子数为与距离碳原子最近的碳原子数是一样的，而距离碳原子最近的碳原子数和干冰中二氧化碳的配位数是一样的，所以是12个，B 正确；共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高，C —C 键键长比Si —Si 键键长短，金刚石的熔点高于2 700 ℃，C 错误；碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为a pm ，则该晶体的密度为160 g N A ×a 3×10－30cm 3＝1606.02×10－7a 3g·cm －3，D 正确。

故选C 。

2．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是( A )A ．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体B ．金刚石晶胞中含有6个碳原子C ．60 g SiO 2晶体中所含共价键数目为6N A (N A 是阿伏加德罗常数的值)D ．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力解析：金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体，A 项符合题意；金刚石的晶胞中含有碳原子数为8×18＋6×12＋4＝8个，B 项不符合题意；60 g SiO 2晶体的物质的量为 1 mol,1 mol Si 原子与4 mol O 原子形成4 mol 硅氧键，1 mol O 原子与2 mol Si 原子形成2 mol硅氧键，故1 mol SiO2中含4 mol硅氧键，即共价键数为4N A，C项不符合题意；二氧化硅晶体属于共价晶体，熔化时破坏共价键，D项不符合题意。

第二节分子晶体与原子晶体1．了解分子晶体的概念及其结构。

2．进一步理解分子间作用力对物质性质的影响，掌握分子晶体的物理性质及其影响因素。

(重点) 3．了解原子晶体的概念及其结构，掌握原子晶体的物理性质。

(重点)4．学会运用模型法和类比法区分不同的晶体类型。

[基础·初探]教材整理1 分子晶体的结构与物质类别1．结构特点(1)构成微粒及作用力(2)堆积方式(1)所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等。

(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。

(3)部分非金属氧化物，如CO 2、P 4O 10、SO 2等。

(4)几乎所有的酸，如HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4、H 2SiO 3等。

(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。

教材整理2 两种典型的分子晶体1．干冰个原子。

12分子，2个CO 4(1)每个晶胞中有个。

12分子有2分子周围等距离紧邻的CO 2(2)每个CO2．冰。

氢键(1)水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4氢键(2)由于个相邻的水分子相互吸引。

[探究·升华][思考探究]观察下图冰和干冰的结构，回答下列问题。

问题思考：(1)已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？【提示】由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶角方向的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状晶体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上。

(2)为什么冰融化为水时，密度增大？【提示】在冰晶体中，每个分子周围只有4个紧邻的水分子，由于水分子之间的主要作用力是氢键，氢键跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。

当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大。

第三章第二节分子晶体与原子晶体基础巩固一、选择题1．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( C )A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角解析：联想教材中SiO2的晶体空间结构模型，每个硅原子与4个氧原子结合形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子结合形成2个共价键，其空间网状结构中存在四面体结构单元，硅原子位于四面体的中心，氧原子位于四面体的4个顶角，故D项错误；金刚石的最小环上有6个碳原子，SiO2的晶体结构可将金刚石晶体结构中的碳原子用硅原子代替，每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，所以其最小环上有6个硅原子和6个氧原子，Si、O原子个数比为1∶1，故A、B两项错误，C项正确。

2．(双选)下列晶体性质的比较中，正确的是( AD )A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅B．沸点：NH3>H2O>HFC．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4解析：由C—C、C—Si、Si—Si键的键能和键长可判断A项正确；由SiI4、SiBr4、SiCl4的相对分子质量可判断D项正确；沸点H2O>HF>NH3，二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度小，B、C项错误。

3．根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是( B )A．熔点2700℃，导电性好，延展性强B．无色晶体，熔点3550℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800℃，熔化时能导电D．熔点－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电解析：本题考查的是各类晶体的物理性质特征。

A项中延展性好，不是原子晶体的特征，因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使原子晶体质硬而脆，A项不正确，B项符合原子晶体的特征，C项应该是离子晶体，D项符合分子晶体的特征，所以应该选择B项。

高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性：晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的，规则的多面体外形。

对称性：晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性：沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。

2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。

②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。

③溶质从溶液中析出。

3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。

晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。

4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。

中学常见的晶胞为立方晶胞。

立方晶胞中微粒数的计算方法如下：①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。

二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

（2）原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。

如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅（3）离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。

晶格能：1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。

（4）分子晶体①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高。

④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

（5）金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。

一、共价晶体的概念及其性质1．共价晶体的结构特点及物理性质(1)概念相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。

(2)构成微粒及微粒间作用(3)物理性质①共价晶体中，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。

①结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。

2．常见共价晶体及物质类别(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：如碳化硅(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(α-Al2O3)等。

二、常见共价晶体结构分析1．金刚石晶体金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的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三维骨架结构。

其中最小的环是六元环。

2.二氧化硅晶体(1)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，形成三维骨架结构。

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1①2。

(2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。

这一结构决定了它具有手性。

熔点/① 194 -70 2180 ＞3500 1410 沸点/①18157365048272355A ．SiCl 4、AlCl 3是分子晶体B ．晶体硼是共价晶体C ．晶体硅是共价晶体D ．金刚石中的C -C 键比晶体硅中的Si -Si 键弱 9．工业制玻璃时，主要反应的化学方程式为：Na 2CO 3+SiO 2高温−−−→Na 2SiO 3+CO 2↑完成下列填空：(1)钠原子核外电子排布式为___________。