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教学过程一、课堂导入通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是ⅣA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。
例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？二、复习预习1.什么叫原子晶体？2. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？3. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？4.在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？三、知识讲解考点1：原子晶体1．概念相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体称为原子晶体。
2．特点原子晶体的熔点很高，硬度很大。
对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。
3.堆积形式由于共价键具有方向性和饱和性，原子晶体中每个原子周围排列的原子的数目是有限的，故原子的排列不服从紧密堆积方式。
考点2：几种原子晶体的结构1．金刚石的结构金刚石的晶体结构在晶体中，碳原子以sp3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键相结合，C—C键间的夹角为109.5°。
因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散的排列与金属晶体和离子晶体中的紧密堆积排列有很大的不同。
2．SiO2晶体的结构二氧化硅的晶体结构水晶是由Si和O构成的空间立体网状的二氧化硅晶体，一个硅原子与4个氧原子形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子形成2个共价键，从而形成以硅氧四面体为骨架的结构，且只存在Si—O键。
二氧化硅晶体中硅原子和氧原子个数比为1∶2，不存在单个分子，可以把整个晶体看成巨型分子。
3．SiC晶体的结构SiC晶体的结构类似于金刚石晶体结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的，所以在整个晶体中Si原子与C原子个数比为1∶1。
四、例题精析【例题1】1．关于金刚石的下列说法中，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【答案】D【解析】金刚石在高温下与O2反应生成CO2。
第一节晶体的常识—————————————————————————————————————[课标要求]1．了解晶体的初步学问，知道晶体与非晶体的本质差异。
2．学会识别晶体与非晶体的结构示意图。
3．把握晶胞的概念以及晶胞中粒子个数的计算方法。
1．晶体具有自范性、各向异性和固定的熔点。
2．习惯接受的晶胞都是平行六面体，相邻晶胞之间没有空隙，全部晶胞平行排列，取向相同。
3．立方晶胞顶点上的粒子为8个晶胞共有，棱上的粒子为4个晶胞共有，面上的粒子为2个晶胞共有。
晶体与非晶体1．晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有原子在三维空间呈周期性有序排列非晶体无原子排列相对无序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．晶体的特性(1)自范性：晶体能自发地呈现多面体外形。
(2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
(3)固定的熔点。
4．晶体与非晶体的测定方法测定方法测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点牢靠方法对固体进行X-射线衍射试验1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)晶体有自范性但其微粒排列无序()(2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性()(3)晶体有固定的熔点()(4)熔融态物质快速冷却即可得到晶体()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×2．下列叙述中，不正确的是()A．从硫酸铜饱和溶液中可以析出硫酸铜晶体B．具有规章几何外形的固体不肯定是晶体C．晶体与非晶体的根本区分在于是否具有规章的几何外形D．具有各向异性的固体肯定是晶体解析：选C晶体与非晶体的根本区分在于其内部粒子在空间中是否按肯定规律做周期性重复排列。
溶质从溶液中析出是得晶体的一条途径，A项正确；晶体所具有的规章几何外形、各向异性和固定的熔点是其内部粒子规律性排列的外部反映，因此D项正确，C项错误。
高中化学vv选修3物质结构与性质>>教材分析
物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学，材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。
它揭示了物质构成的奥秘。
物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据
在本课程模块中，我们将从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。
一、模块的功能
高中化学选修3是在在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。
我省理工方向的学生必须选修本模块，它是学业水平考试和高考的内容。
本模块选修课程旨在让学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。
二、模块的课程目标
通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：
1从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；
2•进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；
3 •能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；
4•在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。
三、模块的内容标准及学习要求
学习要求分为基本要求和发展要求：
基本要求：全体学生应在本节学习时掌握。
发展要求：有条件的学生可在选修3结束时掌握。
第二章分子结构与性质
第三章晶体结构与性质
节。
晶体结构与性质一、晶体得常识1、晶体与非晶体晶体与非晶体得本质差异得到晶体得途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定得熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体与非晶体最可靠得科学方法）2、晶胞--描述晶体结构得基本单元、即晶体中无限重复得部分一个晶胞平均占有得原子数=×晶胞顶角上得原子数+×晶胞棱上得原子+×晶胞面上得粒子数+1×晶胞体心内得原子数思考：下图依次就是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞得示意图、它们分别平均含几个原子？eg：1、晶体具有各向异性。
如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上得硬度不同；又如石墨与层垂直方向上得电导率与与层平行方向上得电导率之比为1：1000。
晶体得各向异性主要表现在（）①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质A、①③B、②④C、①②③D、①②③④2、下列关于晶体与非晶体得说法正确得就是（）A、晶体一定比非晶体得熔点高B、晶体一定就是无色透明得固体C、非晶体无自范性而且排列无序D、固体SiO2一定就是晶体3、下图就是CO2分子晶体得晶胞结构示意图、其中有多少个原子？二、分子晶体与原子晶体1、分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合得晶体注意：a、构成分子晶体得粒子就是分子b、分子晶体中、分子内得原子间以共价键结合、相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a、较低得熔、沸点b、较小得硬度c、一般都就是绝缘体、熔融状态也不导电d、“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂、极性分子一般能溶于极性溶剂②典型得分子晶体a、非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b、酸：H2SO4 、HNO3、H3PO4等c、部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d、部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f、大多数有机物：乙醇、冰醋酸、蔗糖等③结构特征a、只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻得分子）CO2晶体结构图b、有分子间氢键--分子得非密堆积以冰得结构为例、可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2、原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构得晶体注意：a、构成原子晶体得粒子就是原子 b、原子间以较强得共价键相结合①物理性质a、熔点与沸点高b、硬度大c、一般不导电d、且难溶于一些常见得溶剂②常见得原子晶体a、某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b、某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c、某些氧化物：二氧化硅（ SiO2）晶体、Al2O3金刚石得晶体结构示意图二氧化硅得晶体结构示意图思考：1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅与锗得熔点与硬度依次下降2、“具有共价键得晶体叫做原子晶体”、这种说法对吗？eg：1、在解释下列物质性质得变化规律与物质结构间得因果关系时、与键能无关得变化规律就是（）A、HF、HCI、HBr、HI得热稳定性依次减弱B、金刚石、硅与锗得熔点与硬度依次下降C、F2、C12、Br2、I2得熔、沸点逐渐升高D、N2可用做保护气2、氮化硼就是一种新合成得无机材料、它就是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀得物质。
晶体结构与性质一、晶体的常识1.晶体与非晶体晶体与非晶体的本质差异晶体非晶体自范性有（能自发呈现多面体外形）无（不能自发呈现多面体外形）微观结构原子在三维空间里呈周期性有序排列原子排列相对无序晶体呈现自范性的条件：晶体生长的速率适当得到晶体的途径：熔融态物质凝固；凝华；溶质从溶液中析出特性：①自范性；②各向异性（强度、导热性、光学性质等）③固定的熔点；④能使X-射线产生衍射（区分晶体和非晶体最可靠的科学方法）2.晶胞--描述晶体结构的基本单元，即晶体中无限重复的部分一个晶胞平均占有的原子数=8×晶胞顶角上的原子数+4×晶胞棱上的原子+2×晶胞面上的粒子数+1×晶胞体心内的原子数思考：下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(I2)、金刚石(C)晶胞的示意图，它们分别平均含几个原子？111eg：1.晶体具有各向异性。
如蓝晶（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为1：1000。
晶体的各向异性主要表现在（）①硬度②导热性③导电性④光学性质 A.①③B.②④C.①②③D.①②③④2.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（）A.晶体一定比非晶体的熔点高B.晶体一定是无色透明的固体C.非晶体无自范性而且排列无序D.固体SiO2一定是晶体3.下图是CO2分子晶体的晶胞结构示意图，其中有多少个原子？二、分子晶体与原子晶体1.分子晶体--分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体注意：a.构成分子晶体的粒子是分子 b.分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，相邻分子间以分子间作用力结合①物理性质a.较低的熔、沸点b.较小的硬度c.一般都是绝缘体，熔融状态也不导电d.“相似相溶原理”：非极性分子一般能溶于非极性溶剂，极性分子一般能溶于极性溶剂②典型的分子晶体a.非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX等b.酸：H2SO4 、HNO3、H3PO4等c.部分非金属单质:：X2、O2、H2、S8、P4、C60d.部分非金属氧化物：CO2、SO2、NO2、N2O4、P4O6、P4O10等f.大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖等③结构特征a.只有范德华力--分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子）CO2晶体结构图b.有分子间氢键--分子的非密堆积以冰的结构为例，可说明氢键具有方向性④笼状化合物--天然气水合物2.原子晶体--相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体注意：a.构成原子晶体的粒子是原子 b.原子间以较强的共价键相结合①物理性质a.熔点和沸点高b.硬度大c.一般不导电d.且难溶于一些常见的溶剂②常见的原子晶体a.某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等b.某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体c.某些氧化物：二氧化硅（SiO2）晶体、Al2O3金刚石的晶体结构示意图二氧化硅的晶体结构示意图思考：1.怎样从原子结构角度理解金刚石、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”，这种说法对吗？eg：1.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是（）A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D.N2可用做保护气2.氮化硼是一种新合成的无机材料，它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。
下列各组物质熔化时所克服的微粒间的作用力与氮化硼熔化所克服的微粒间的作用力类型相同的是（）A.氯化钠和金刚石B.冰和干冰C.晶体硅和水晶D.硼和苯3.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答下面问题熔点/℃沸点/℃硬度金刚石>3823 5100 10 晶体硅1683 2628 7.0 晶体硼2573 2823 9.5 （1）晶体硼的晶体类型属于晶体，理由是（2）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，每个顶点上各有1个硼原子。
通过分析图形及推算，此晶体结构单元由____个硼原子构成，其中B-B键的键角为，共含有个B-B键三、金属晶体1.电子气理论--金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起2.物理性质（电子气理论可进行解释）微粒金属原子和自由电子导电性自由电子在外加电场的作用下发生定向移动导热性自由电子与金属离子碰撞传递热量延展性晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用熔点的变化规律--金属键的强弱决定金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高，硬度也越大如：K<Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs3.金属晶体的原子堆积模型金属原子在二维空间（平面）上有二种排列方式配位数=6（密置层）配位数=4（非密置层）金属晶体可以看成金属原子在三维空间中堆积而成，有四种基本模式①简单立方堆积--Po 配位数为6，空间占用率52%，每个晶胞含1个原子②体心立方堆积--K型（Na、K、Fe）配位数为8，空间占用率68%，每个晶胞含2个原子③六方最密堆积--Mg型（Mg、Zn、Ti）每两层形成一个周期，即ABAB堆积方式配位数为12 空间利用率74% 每个晶胞含2个原子④面心立方堆积--Cu型（Cu、Ag、Au）每三层形成一个周期，即ABCABC堆积方式配位数为12 空间利用率74% 每个晶胞含4个原子4.混合晶体--石墨晶体石墨质软：石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动石墨的熔沸点很高（熔点高于金刚石）：石墨各层均为平面网状结构，碳原子以sp2杂化与周围三个碳原子形成σ键，垂直平面的pz轨道形成大π键eg：1.在下列有关晶体的叙述中错误的是（）A.分子晶体中，一定存在极性共价键B.原子晶体中，只存在共价键C.金属晶体的熔沸点差别很大D.稀有气体的原子能形成分子晶体2.下列叙述正确的是（）A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子的B.原子晶体中只含有共价键C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键D.分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键3.金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用叫金属键。
金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。
由此判断下列说法中错误的是（）A.镁的硬度小于铝B.镁的熔沸点低于钙C.镁的硬度大于钾D.钙的熔沸点高于钾四、离子晶体1.离子晶体--由阴、阳离子通过离子键结合而成的晶体物理性质：a.硬度较大 b.熔、沸点较高 c.固态时不导电，熔化状态才导电2.结构模型①NaCl型晶体Na位于顶点和面心Cl位于棱心和体心在NaCl 晶体的一个晶胞中含Na：1+12×1/4=4 含Cl：8×1/8+6×1/2=4 -+-+每个Cl周围与之最接近且距离相等的Na有6个，这几个Na构成正八面体；Na同理+++-②CsCl型晶体Cs位于体心Cl位于顶点在CsCl 晶体的一个晶胞中含Cs：1 含Cl：8×1/8=1 -+-+③CaF2型晶体Ca位于顶点和面心F位于内部在CaF2 晶体的一个晶胞中含Ca：8×1/8+6×1/2=42+-2+Ca的配位数为8，构成立方体F的配位数为4，构成正四面体-2+注意：审题时注意是“分子结构”还是“晶体结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，且原子个数比不约简3.晶格能--气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，或拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子所吸收的能量①晶格能越大，离子晶体越稳定，熔沸点越高，硬度越大②离子晶体中阴、阳离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，晶格能越大③岩浆晶出规则与晶格能的关系--晶格能高的晶体熔点较高，更容易在岩浆冷却过程中冷却下来，从而先结晶含F：8-晶体类型构成粒子相互作用物理性质熔沸点硬度导电性实例分子晶体分子分子间作用力很低很小差冰、干冰、碘等原子晶体原子共价键很高很大差（Si为半导体）金刚石、SiO2金属晶体金属阳离子和自由电子金属键一般较高，部分较低一般较大，部分较小良好Na、Fe、Au等离子晶体阴、阳离子离子键较高较大固态不导电．熔化状态和溶液导电NaCl、CsCl等eg：1. 下列说法正确的是（）A.一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物B.离子键只存在于离子化合物中C.共价键只存在于共价化合物中D.离子化合物中必定含有金属元素2.下列大小关系正确的是（）A.晶格能：NaCl<NaBrB.硬度：MgO>CaOC.熔点：NaI>NaBrD.熔沸点：CO2>NaCl3.钙钛矿晶胞结构如下图所示（1）该晶体结构中氧、钛、钙的离子个数比是，化学式可表示为（2）在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有、个（3）若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a，b，c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm（1nm=10-9m），则该晶体的密度为g/cm3 （阿伏加德罗常数用NA表示）习题精选1.晶体与非晶体的本质区别是（）A.晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形B.晶体内粒子有序排列，而非晶体内粒子无序排列C.晶体有固定熔、沸点，而非晶体没有固定熔、沸点D.晶体的硬度大，而非晶体的硬度小2.石墨晶体的层面上每个正六边型拥有的共价键数和碳原子数分别为（）A.6，6B.2，4C.2，3D.3，23.X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶体，下列叙述错误的是（）A.WX4是沼气的主要成分B.固态X2Y是分子晶体C.ZW是原子晶体D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”4.下列有关晶体结构的叙述中，不正确的是（）A.冰晶体中，每个水分子与周围最近的4个水分子通过氢键相吸引，并形成四面体B.干冰晶体中，每个晶胞平均含有8个氧原子C.金刚石晶体中，碳原子与C-C键之比为1∶2D.二氧化硅晶体中，最小环是由6个硅原子组成的六元环5.下列有关原子晶体的叙述中，不正确的是（）A.原子晶体中可能存在非极性共价键B.原子晶体的硬度一般比分子晶体的高C.在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子以共价键结合D.金刚砂晶体是直接由硅原子和碳原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体6.关于晶体的下列说法正确的是（）A.1mol金刚石晶体中含有4mol共价键B.金属镁、金刚石和固体氖都是由原子直接构成的单质晶体C.金属晶体的熔点可能比分子晶体的低，也可能比原子晶体的高D.铜晶体中，1个铜离子跟2个价电子间有较强的相互作用7.某晶体的部分结构为正三棱柱，这种晶体中A、B、C三种微粒数目之比为（）A.3∶9∶4B.1∶4∶2C.2∶9∶4D.3∶8∶4 8.前些年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。
