2019_2020学年高中化学第三章第二节分子晶体与原子晶体第2课时原子晶体教案新人教版选修3

第2课时原子晶体[学习目标定位] 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.学会晶体熔、沸点比较的方法。

一、原子晶体的概念、结构及其性质1.概念及组成(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。

(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。

2.两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。

回答下列问题：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个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。

②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。

③最小环上有6个碳原子，晶体中C原子与C—C键个数之比为1∶2。

④晶体中C—C键键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高。

(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。

回答下列问题：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。

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，硅、氧原子个数比为1∶2。

3.特性由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：①熔、沸点很高，②硬度大，③一般不导电，④难溶于溶剂。

4.常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。

原子晶体的结构特点(1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用力是共价键。

(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。

例1下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA.①②③④⑤⑥B.②③④⑥C.②③⑥D.①②⑤⑥【考点】原子晶体【题点】原子晶体的一般性质及判断答案C解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直接由原子构成。

第三章第二节分子晶体与原子晶体第一课时分子晶体教学目标1、使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。

2、使学生了解晶体类型与性质的关系。

3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。

4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。

5、使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。

教学重点、难点重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间结构认识晶胞的组成、结构教学方法建议：运用模型和类比方法诱导、分析、归纳教学过程：[引入]我们已经知道，固体有晶体和非晶体之分，绝大多数常见的固体是晶体。

现在给出下列晶体的熔点：甲烷（-182.5℃）氮（-210.1℃）金刚石（3900℃）氧化铝（2030℃），氯化钠（801℃）同为晶体，为什么它们的熔点及其性质有如此大的差异呢？物质结构决定物质性质，我们需要探讨晶体的内部结构来回答这个问题。

分类研究是科学研究的基本方法之一，根据晶体结构的不同，我们把年个吨毫2分为若干类型，其中，只含分子的晶体称为分子晶体。

一、分子晶体1、定义：含分子的晶体称为分子晶体也就是说：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体分子，就属于分子晶体问：还有哪些属于分子晶看图，如：碘晶体中只含有I2体？2、较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。

3、分子间作用力和氢键过度：首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识阅读必修2 科学视野教师诱导：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。

分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响？学生回答：一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子量量越大分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。

教师诱导：但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如：NH3、H2 O和HF的沸点就出现反常。

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。

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、四种晶体的比较晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体质硬度一般较软很硬一般较硬，少部分软较硬熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂(Na等与水反应）大多易溶于水等极性溶剂导电传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性（除硅）电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电延展性无无良好无物质类别及实例气态氢化物、酸（如HCl、H2SO4)、大多数非金属单质(如P4、Cl2）、非金属氧化物（如SO2、CO2，SiO2除外)、绝大多数有机物（有机盐除外）一部分非金属单质（如金刚石、硅、晶体硼），一部分非金属化合物(如SiC、SiO2）金属单质与合金（Na、Mg、Al、青铜等）金属氧化物（如Na2O）,强碱（如NaOH），绝大部分盐(如NaCl、CaCO3等）2、晶体熔、沸点高低的比较方法（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。

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。

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___________。