物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子晶體

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1、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三章第三節(jié)<原子晶體與分子晶體>1)概念原子晶體晶體類型原子晶體概念構(gòu)成微粒作用力熔沸點硬度相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體原子很高共價鍵很大2)常見的原子晶體①某些非金屬單質(zhì)如金剛石（C）、晶體硅（Si）、晶體硼（B）、晶體鍺（Ge）②某些非金屬化合物如金剛砂（SiC）、氮化硼（BN）③某些氧化物如水晶（SiO2）原子晶體在金剛石晶體中，碳原子以sp3雜化軌道和它緊鄰的四個碳原子以共價鍵結(jié)合在一起形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C-C鍵鍵長為0.154nm，鍵角為109.5°，鍵能為347kJ/mol。這種特殊的排列方式造就了金剛石晶體的獨特性

2、質(zhì)。要破壞或熔化金剛石，必須破壞其中的共價鍵，這需要非常大的能量，因此金剛石是一種熔點很高、硬度很大、性質(zhì)十分穩(wěn)定的物質(zhì)。金剛石金剛石的晶體結(jié)構(gòu)109.5o每個碳原子周圍排列的碳原子只能有四個共價鍵的方向性和飽和性sp3雜化金剛石中碳原子數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為1:2，即含1mol碳原子的金剛石晶體含有2molC-C鍵。金剛石中最小的環(huán)是六元環(huán)，每個環(huán)上有6個碳原子。金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)：每個碳原子以sp3雜化軌道和與它緊鄰的四個碳原子以共價鍵相互結(jié)合在一起。碳原子與共價鍵個數(shù)之比：1:2決定金剛石的主要物理性質(zhì)：熔點很高，硬度很大，耐磨損，晶瑩剔透，不導電決定金

3、剛石的用途：耐磨軸承，鉆頭，首飾等金剛石晶胞1、金剛石晶胞中C原子的配位數(shù)是2、一個金剛石晶胞中實際擁有個碳原子。48二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)109.5osp3雜化二氧化硅晶體中，硅原子數(shù)與Si-O鍵數(shù)之比為1:4，即含1mol硅原子的二氧化硅中含有4molSi-O鍵。二氧化硅晶體中，最小的環(huán)為6個硅原子和6個氧原子組成的十二元環(huán)。二氧化硅晶體中，硅原子和氧原子個數(shù)比是1:2。碳化硅的晶體結(jié)構(gòu)在碳化硅晶體中，硅原子和碳原子的位置是交替，所以在晶體硅中硅與碳的原子個數(shù)比是1:1。碳化硅硬度大，且具有耐熱性、耐氧化性和耐腐蝕性，可用于做磨料、耐火材料、電熱元件，還可用來制造機械工程

4、中的結(jié)構(gòu)件和化學工程中的密封件等。晶體鍵能kJ·mol－1熔點℃硬度金剛石(C-C)347335010碳化硅(C-Si)30126009晶體硅(Si-Si)226141573、為什么結(jié)構(gòu)相似的原子晶體的熔點差別較大？2、原子晶體熔化時必須破壞其中的共價鍵，而共價鍵的鍵能相對較大，破壞它們需要很高的溫度，所以原子晶體具有很高的熔點。3、原子晶體熔點的高低與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：對結(jié)構(gòu)相似的原子晶體來說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。比如：熔點金剛石>碳化硅>晶體硅1、原子晶體一般熔點都很高，硬度都很大。1、觀察上表能得出什么結(jié)論？2、為什么原子晶體大都具

5、有較高的熔點？、原子晶體的性質(zhì)一般不導電難溶于一些常見的溶劑熔沸點很高硬度很大例題一觀察右面的金剛石結(jié)構(gòu)，回答下列問題1、最小碳環(huán)中的碳原子數(shù)是個2、金剛石中碳原子的雜化方式是，C-C-C鍵之間的夾角是3、金剛石中碳原子與C-C鍵的數(shù)目之比為61:2sp3109.5°例題二觀察右邊二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)，回答下列問題。1、在二氧化硅晶體中有若干環(huán)狀結(jié)構(gòu)，最小的環(huán)狀結(jié)構(gòu)由個原子構(gòu)成2、在二氧化硅晶體中，硅原子的價電子層原子軌道發(fā)生了雜化，雜化方式是，Si-O-Si鍵與Si-O-Si鍵的夾角是12sp3109.5°例題二3、二氧化硅屬于重要的無機非金屬材料之一，請列舉兩項二氧化硅

6、的主要用途。4、下列說法正確的是①凡是原子晶體都含有共價鍵②凡是原子晶體都有正四面體結(jié)構(gòu)③凡是原子晶體都有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)④凡是原子晶體都有很高的熔點①③④制造石英玻璃、制造光導纖維(或制造石英表中的壓電材料）例題三科學家成功制成了一種新型的碳氧化合物，該化合物晶體中每個碳原子均以四個共價單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無限伸展的結(jié)構(gòu)，下列對該晶體的敘述錯誤的是A.該晶體類型是原子晶體B.該晶體中碳原子和氧原子的個數(shù)比1:2C.晶體中碳原子數(shù)與C-O化學鍵數(shù)之比為1:2D.晶體的空間最小環(huán)共有6個原子構(gòu)成E.硬度很大，可用做耐磨材料F.容易液化，可作制冷材料CDF離子晶體金屬

7、晶體原子晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力作用力特點微粒堆積模式硬度熔沸點導電性陰陽離子離子鍵無方向性和飽和性NaCl型CsCl型ZnS型較大較高在水溶液中或熔融狀態(tài)導電金屬陽離子和自由電子金屬鍵A1型Cu、Pt等A2型K、Na等A3型Mg、Zn等不一定不一定良好原子共價鍵有方向性和飽和性較為松散的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大高差Thankyou!一個人只有在全力以赴的時候才能發(fā)揮出最大潛能