2018-2019学年化学鲁科版选修3学案（共17份）
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第3节 原子晶体与分子晶体
1．了解原子晶体、分子晶体的结构与性质。
2．能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体和石墨晶体的结构与性质。(重点)
原 子 晶 体
[基础•初探]
教材整理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。
原子晶体中的原子服从紧密堆积排列吗？说明理由。
【提示】 不服从。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。
教材整理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。
(1)金刚石的晶胞构型为正四面体。(×)
(2)二氧化硅的分子式是SiO2。(×)
(3)SiC熔化时断裂非极性共价键。(×)
(4)原子晶体一定不是电解质。(√)
[合作•探究]
原子晶体的物理性质
[探究背景]
金刚石、碳化硅、晶体硅这三种晶体的晶胞结构和键参数的差异决定了其性质不同。
[探究问题]
1．三种晶体都属于原子晶体。
金刚石晶体的每个晶胞含有8个碳原子。
2.
键能(kJ•mol－1) ①347 ②301 ③226
熔点(℃) ④2 600 ⑤1 415 ⑥3 350
硬度 7 10 9
则：(1)键能：C—C① C—Si② Si—Si③(填序号)。
(2)熔点：金刚石⑥，碳化硅④，晶体硅⑤(填序号)。
(3)硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅(填“＞”或“＜”)
3．规律：原子晶体具有很高的熔点，很大的硬度；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。
[核心•突破]
1．金刚石和二氧化硅结构特点
金刚石
(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构
(2)键角均为109.5°
(3)最小碳环由6个C组成且六个原子不在同一平面内
(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键个数之比为1∶2
(5)每个晶胞含8个C
SiO2
(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1个Si，4个“12O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si- 上一篇资料:人教版选修3第一章《原子的结构与性质》单元复习课件（共6套）
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