【2020秋备课】高中化学学案新人教版选修3-3.2-分子晶体与原子晶体(第2课时).docx

3.2 分子晶体与原子晶体 （第2课时）
1.把握原子晶体的概念，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　　
学习重难点 原子晶体的结构特征　　
学习过程　　
【复习】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？　　
【观看与思考】分析下表数据，推断金刚石是否属于分子晶体　　
项目/物质　　
干冰　　
金刚石　　
熔点　　
很低　　
　3550℃　　　
沸点　　
很低　　
　4827℃　　　
【阅读与思考】阅读教材P68倒数第一自然段以前内容，明确金刚石的晶型与结构，并完成：　　
二、原子晶体　　
1．原子晶体：____________________________。2．构成粒子：______； 3．粒子间的作用力：_______；4.空间构型：__________________________　　
4.原子晶体的物理性质：熔点_______，硬度________；___________一般的溶剂；_____导电　　
【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C原子构成？它们是否在同一平面内？　　
（2）晶体中C-C-C夹角为多少？碳原子实行了什么杂化？　　
（3）　12克　金刚石中C—C键数为多少NA？　　
（4）在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为多少？　　
5.典型的原子晶体　　

金刚石的晶体结构模型 二氧化硅的晶体结构模型 　　
（1）金刚石　　
① 在晶体中每个碳原子以_____________对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成___________结构，这些正四周体向空间进展，构成彼此联结的立体________结构。　　
② 晶体中C—C—C夹角为________，碳原子实行了_____杂化。　　
③ 最小环上有____个碳原子。　　
④ 晶体中C原子个数与C—C键数之比为_______________。故1mol金刚石中有____个C—C键。　　
（2）晶体硅　　
以硅原子代替金刚石中的碳原子，便可得到晶体硅的结构。　　
（3）二氧化硅（SiO2）　　
若在晶体硅结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四周体为骨架的二氧化硅的结构（如图）。　　
① 在晶体中每个硅原子和____个氧原子形成____个共价键；每个氧原子与____个硅原子相结合。故SiO2按______的比例构成立体网状结构。　　
② 最小环上有_____个原子。　　
③ 1mol SiO2晶体中含_______个Si—O键。　　
【回顾】依据所学二氧化碳与二氧化硅学问，填写下表：　　
物质/项目　　
状态(室温)　　
熔点℃　　
CO2　　

-56.2　　
SiO2　　

1723　　
【阅读】教材P68倒数第一自然段及图3-15，结合必修一 P74（科学视野）思考：　　
1.CO2与SiO2的晶体结构是否相同？2.SiO2的化学式是否可以代表其分子式，为什么？3.为什么SiO2的熔沸点很高、硬度很大？　　
【阅读】教材P69第一自然段，明确常见的原子晶体：­­­­­­________________________________ 　　

【思考争辩】原子晶体中有分子？直接由原子构成的晶体确定是原子晶体？　　

【学与问】教材P69　　
1．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。”这种说法对吗？为什么？　　

【阅读】P69-71 通过表3-3 明确推断原子晶体熔点凹凸的方法：　　
________________________________　　
【典例解悟】例1、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周体的4个顶点 　　
　　D、SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子 　　
解析：　60克　SiO2晶体即1molSiO2，晶体中含有Si－O键数目为 4mol（每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si－O共价键），含4NA个Si－O键；SiO2晶体中含有很多的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为1：2。 答案：C　　

例2、碳化硅（SiC）的一种具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替毁灭的，即每个Si原子处于四个C原子构成的四周体的内部，每个C原子也处于四个Si原子构成的四周体的内部。下列三种晶体：　　
①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中，它们的熔点由高到低的挨次是（ ）　　
A、①③②　 B、②③① C、③①②　 D、②①③　　
解析：在结构相像的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关SiC结构的学问，通过信息加工并比较碳原子和硅原子的半径，应得出Si-Si键的键长比Si-C键的键长长，Si-C键比C-C键的键长长的结论，所以键能由高到低的挨次应当是C-C键>C-Si键>Si-Si键，由此可推出熔点由高到低的挨次是①③②。答案：A　　
【小结】推断晶体类型的依据　　
（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。　　
分子晶体：构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是_____ ____　　
原子晶体：构成晶体的微粒是__ _____微粒间的相互作用是___________键。　　
（2）依据晶体的熔、沸点推断　　
原子晶体：熔、沸点____ 常在1000℃以上；分子晶体熔、沸点___ 常在几百度以下甚至温度更低。　　
（3）依据导电性推断　　
分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水能导电，如HCl；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗为半导体。　　
（4）依据硬度和机械性能推断 　　
原子晶体硬度__，分子晶体硬度__且较脆　　
【课堂练习】　　
1.下列物质的熔沸点凹凸挨次中，正确的是（ ）　　
A、金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B、CI4>CBr4>CCl4>CH4　　
C、MgO>H2O>O2>N2 D、金刚石>生铁>纯铁>钠　　
2.氮化铝（AlN）常用做砂轮及高温炉衬材料，熔化状态下不导电，可知它属于（ ）。　　
A、离子晶体 B、原子晶体 C、分子晶体 D、无法推断　　
3.下列物质中，属于原子晶体的化合物是（ ）　　
A.水晶 B.晶体硅 C.金刚石 D.干冰　　
4.有关原子晶体的叙述中错误的是（ ）　　
A.原子晶体中，原子不遵循紧密积累原则 B.原子晶体的熔点和硬度都较高　　
C.原子晶体中不存在独立的分子 D.原子晶体熔化时不破坏共价键　　
5.下列式子中真实表示分子组成的是（ ）　　
A.H2SO4 B. SiC C. SiO2 D. C　　
　　　　　　【课后作业】　　
1.氮化硼(BN)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是(　　)　　
A．硝酸钠和金刚石　　 B．晶体硅和水晶 C．冰和干冰 D．苯和萘　　
2．在40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相像，下列说法正确的是(　　)　　
A．原子晶体干冰易汽化，可用作制冷剂 B．原子晶体干冰有很高的熔点和沸点　　
C．原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材D．1 mol原子晶体干冰中含2 mol C—O键　　
3.有关晶体的叙述中正确的是(　　)　　
A．在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有8个电子 　　
B．在　12 g　金刚石中，含C—C共价键键数为4NA　　
C．干冰晶体熔化只需克服分子间作用力　　
D．金属晶体是由金属原子直接构成的　　
4..氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍接受高纯硅与纯氮在1 　300℃　反应获得。　　
(1)氮化硅属于________晶体(填晶体类型)。　　
(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式：______。　　
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛疼惜下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为____________________。　　
5.　　

(1)上图为干冰的晶胞结构，观看图形，确定在干冰中每个CO2分子四周有　　　　　　个与之紧邻且等距离的CO2分子。　　
在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，毁灭的现象为　　　　　　　　　　　　　，反应的化学方程式是____________________________　　
(1) 下列三种晶体①CO2，②CS2，③SiO2的熔点由高到低的挨次是________>______>________(用序号填空)，其　 　　　缘由是____________________　　
6．下列物质的晶体中，不存在分子的是(　　)　　
A．二氧化硅 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．二硫化碳　　
答案　A　　
疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的学问，请记录下来）