原子晶体(2)

高中化学原子晶体教案
教学内容：原子晶体
教学目标：
1. 了解原子晶体的基本概念和特征；
2. 掌握原子晶体的分类和性质；
3. 理解原子晶体的结构和成因。

教学重点：
1. 原子晶体的定义和特征；
2. 原子晶体的分类和性质；
3. 原子晶体的结构和成因。

教学步骤：
一、导入（5分钟）
1. 引入原子晶体的概念，让学生了解原子晶体在化学领域的重要性。

二、讲解（15分钟）
1. 讲解原子晶体的定义和特征；
2. 分类原子晶体；
3. 探讨原子晶体的性质。

三、示范（10分钟）
1. 展示一些原子晶体的实物样品，让学生通过观察、探讨来加深对原子晶体的理解。

四、练习（15分钟）
1. 让学生进行原子晶体相关的习题练习，巩固所学知识。

五、总结与确立（5分钟）
1. 对原子晶体的相关知识进行总结，确立学生的学习目标。

六、拓展延伸（10分钟）
1. 介绍一些实际应用中原子晶体的应用，激发学生对化学知识的兴趣。

七、课堂小结（5分钟）
1. 总结本节课的重点内容，引导学生对所学知识的掌握。

教学反思：
本节课主要围绕原子晶体的基本概念、分类和结构展开，通过实物样品的展示和练习题的讲解，让学生更加深入理解和掌握原子晶体的知识。

同时，通过拓展延伸，引导学生了解原子晶体在实际应用中的重要性，提高他们对化学知识的兴趣和学习动力。

希望学生在本节课的学习中能够掌握原子晶体知识，对化学学习有更深入的理解。

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。

晶体，一般包括离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体四种类型。

一、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。

（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。

（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。

（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。

二、依据物质的分类判断（1）金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。

（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。

（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。

（4）金属单质是金属晶体。

三、依据晶体的熔点判断。

（1）离子晶体的熔点较高。

（2）原子晶体的熔点很高。

（3）分子晶体的熔点低。

（4）金属晶体多数熔点较高,但有少数熔点相当低。

四、依据导电性判断。

（1）离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。

（2）原子晶体一般为非导体。

（3）分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子,也能导电。

（4）金属晶体是电的良导体。

五、依据硬度和机械性能判断。

（1）离子晶体硬度较大、硬而脆。

（2）原子晶体硬度大。

（3）分子晶体硬度小且较脆。

（4）金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。

第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1原子结构2原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。

如氧化物陶瓷。

（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。

如高分子材料。

（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。

如金属。

金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。

（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。

分子晶体：熔点低，硬度低。

如高分子材料。

氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。

如复合材料。

3结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。

（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。

4原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。

长程有序，各向异性。

（2）非晶体：――――――――――不规则排列。

长程无序，各向同性。

第二节原子的规则排列一晶体学基础1空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。

图1-5特征：a 原子的理想排列；b 有14 种。

其中：空间点阵中的点－阵点。

它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。

描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。

空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。

（2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。

特征：a 可能存在局部缺陷； b 可有无限多种。

2晶胞图1－6 （1）――－：构成空间点阵的最基本单元。

（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。

（3）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c 及其夹角α,β,γ 表示。

第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识【知识点梳理】一、晶体与非晶体1、晶体与非晶体①晶体：是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律做周期性重复排列构成的物质。

②非晶体：是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质。

2、晶体的特征（1）晶体的基本性质晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的。

①自范性：a．晶体的自范性即晶体能自发的呈现多面体外形的性质。

b．“自发”过程的实现，需要一定的条件。

晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。

②均一性：指晶体的化学组成、密度等性质在晶体中各部分都是相同的。

③各向异性：同一晶体构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的性质也随方向的不同而有所差异。

④对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。

在外形上，常有相等的对称性。

这种相同的性质在不同的方向或位置上做有规律的重复，这就是对称性。

晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现。

⑤最小内能：在相同的热力学条件下，晶体与同种物质非晶体固体、液体、气体相比较，其内能最小。

⑥稳定性：晶体由于有最小内能，因而结晶状态是一个相对稳定的状态。

⑦有确定的熔点：给晶体加热，当温度升高到某温度便立即熔化。

⑧能使X射线产生衍射：当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时，能产生光的衍射现象。

X射线的波长与晶体结构的周期大小相近，所以晶体是个理想的光栅，它能使X射线产生衍射。

利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要试验方法。

非晶体物质没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。

（2）晶体SiO2与非晶体SiO2的区别①晶体SiO2有规则的几何外形，而非晶体SiO2无规则的几何外形。

②晶体SiO2的外形和内部质点的排列高度有序，而非晶体SiO2内部质点排列无序。

③晶体SiO2具有固定的熔沸点，而非晶体SiO2无固定的熔沸点。

④晶体SiO2能使X射线产生衍射，而非晶体SiO2没有周期性结构，不能使X射线产生衍射，只有散射效应。