原子晶體課件

關(guān)于原子晶體第一頁，本課件共有31頁各種晶體:幾種碳的晶體第二頁,本課件共有31頁金剛石是世上已知最硬的物質(zhì),且熔點(diǎn)很高,是很名貴的寶石。人們把天然金剛石當(dāng)作寶石珍藏已有三千余年歷史。經(jīng)過琢磨的金剛石稱鉆石,透光度高,純凈的鋼廠無色透明,含雜質(zhì)則呈藍(lán)、黃、棕、綠、黑等色。至今世界上最大的金剛石是“非洲之星”,發(fā)現(xiàn)于1906年,質(zhì)量為3025克拉。第三頁,本課件共有31頁１.概念:相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體．

一.原子晶體金剛石第四頁,本課件共有31頁2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1）由于共價(jià)鍵的方向性和飽和性，每個(gè)中心原子周圍排列的原子數(shù)目是有限的。（2）由于所有原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合,所以晶體中不存在單個(gè)分子。

第五頁,本課件共有31頁一、原子晶體1.定義：相鄰原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2.構(gòu)成微粒:3.微粒間的作用力:4.熔化時(shí)需克服的作用:原子共價(jià)鍵共價(jià)鍵注意原子晶體中不存在單個(gè)分子,沒有分子式。SiO2是化學(xué)式,表示晶體中Si、O原子數(shù)之比是1:2第六頁,本課件共有31頁4.常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì):金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等某些非金屬化合物:碳化硅（SiC）晶體、氮化硼（BN）晶體氮化硅（Si3N4）晶體某些氧化物:二氧化硅（SiO２）晶體第七頁,本課件共有31頁（1）金剛石①每個(gè)碳以鍵與相鄰個(gè)碳結(jié)合,成為構(gòu)型。②晶體中碳碳鍵夾角為,碳原子采取了雜化。③最小環(huán)有個(gè)碳原子。5.幾種典型的原子晶體

109.5o共價(jià)鍵共價(jià)6sp3109.5°正四面體4晶體硅、碳化硅結(jié)構(gòu)與金剛石類似第八頁,本課件共有31頁(2)硅晶體(2)硅晶體若以硅原子代替金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子,便可得到晶體硅的結(jié)構(gòu),不同的是硅晶體中的Si-Si鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵長作為晶體管材料第九頁,本課件共有31頁（3）二氧化硅①每個(gè)硅原子與個(gè)氧原子相連；每個(gè)氧原子與個(gè)硅原子相連。②最小環(huán)上有個(gè)硅原子，個(gè)氧原子。③晶體中是否存在分子？④1mol二氧化硅中有mol共價(jià)鍵。2446否6第十頁,本課件共有31頁結(jié)構(gòu)相似的原子晶體,原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,晶體熔點(diǎn)越高,硬度越大。1.為何金剛石、碳化硅和晶體硅的熔點(diǎn)和硬度依次下降？2.“存在共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體”。這種說法對(duì)嗎？為什么？物質(zhì)金剛石碳化硅晶體硅熔點(diǎn)℃335026001415硬度1097思考:不對(duì),因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)分子晶體和某些離子晶體中也存在共價(jià)鍵。第十一頁,本課件共有31頁在原子晶體中，由于原子間以強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的:（1）熔、沸點(diǎn)高（2）硬度大(用途？)（3）一般不導(dǎo)電（4）難溶于常見的溶劑6.原子晶體的物理性質(zhì)物質(zhì)金剛石碳化硅晶體硅氯化鈉銀熔點(diǎn)℃335026001415801950硬度10972.52.5-4第十二頁,本課件共有31頁課堂檢測2、氮化硼（BN）是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)異特性，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化時(shí)克服的微粒間作用都相同的是（）A、硝酸鈉和金剛石B、晶體硅和水晶C、冰和干冰D.苯和萘B1.下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是＿＿A．NaOHB．SiO2C．CsClD．SO3D第十三頁,本課件共有31頁3、根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的是（）A、熔點(diǎn)2700℃,導(dǎo)電性好,延展性強(qiáng)B、無色晶體,熔點(diǎn)3550℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C、無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D.熔點(diǎn)-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電B第十四頁,本課件共有31頁4.填空：氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應(yīng)該是________晶體。試根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)推測氮化碳晶體與金剛石比較，硬度更大的是_________晶體，熔點(diǎn)較低的是_________晶體。金剛石原子氮化碳第十五頁,本課件共有31頁石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨中C－C夾角為120☉,C－C鍵長為(0.142nm)1.42×10－10m分子間作用力,層間距3.35×10－10mC－C共價(jià)鍵第十六頁,本課件共有31頁石墨晶體的層內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖所示,每一層由無數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成,則平均每一個(gè)正六邊形所占的碳原子數(shù)為_____C-C鍵的個(gè)數(shù)_____23第十七頁,本課件共有31頁石墨石墨為什么很軟？石墨的熔沸點(diǎn)為什很高？石墨為層狀結(jié)構(gòu),各層之間是范德華力結(jié)合,容易滑動(dòng),所以石墨很軟,硬度小。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵,故熔沸點(diǎn)很高。所以,石墨稱為混合型晶體?！旌闲途w第十八頁,本課件共有31頁四種晶體的比較:晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體微粒作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性陰、陽離子原子分子金屬陽原子和自由電子離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力金屬鍵一般較高,少部分低較高很高較低較大很大一般較小一般較大,少部分小一般易溶水難溶相似相溶難溶,鈉等除外晶體和熔化時(shí)都不導(dǎo)電,溶于水有些可以導(dǎo)電晶體不導(dǎo)電,溶于水或熔化導(dǎo)電一般不

導(dǎo)電晶體導(dǎo)電,熔化導(dǎo)電第十九頁,本課件共有31頁選擇下列物質(zhì),填寫下列空白。A.干冰B.金剛石C.氯化銨D.氟化鈣E.固體碘F.燒堿（1）熔化時(shí)不需要破壞化學(xué)鍵的是（）（2）熔化時(shí)需要斷裂共價(jià)鍵的是（）（3）熔點(diǎn)最高的是（）,熔點(diǎn)最低的是（）（4）晶體中存在分子的是（）（5）晶體中既有離子鍵又有共價(jià)鍵的是（）AEBBAAECF第二十頁,本課件共有31頁分析下列物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其晶體類型：A、碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電；________________B、溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電；________________C、五氟化釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中；_______________D.物質(zhì)A，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電_____________第二十一頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980

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182.7(升華)工業(yè)上常用電解熔融MgCl2的方法生產(chǎn)金屬鎂，電解Al2O3與冰晶石熔融混合物的方法生產(chǎn)鋁。為什么不用電解MgO的方法生產(chǎn)鎂？也不用電解AlCl3的方法生產(chǎn)鋁？MgO熔點(diǎn)高,消耗能量大,操作不便,成本太高。AlCl3屬分子晶體,熔融時(shí)不電離,不能用電解法。第二十二頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃MgOAl2O3MgCl2AlCl32852360020722980

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182.7(升華)設(shè)計(jì)可靠的實(shí)驗(yàn)證明MgCl2和AlCl3所屬的晶體類型將MgCl2和AlCl3兩種晶體分別加熱熔化,

MgCl2能導(dǎo)電,是離子晶體；AlCl3不能導(dǎo)電,是分子晶體。.第二十三頁,本課件共有31頁晶體中存在的作用力:分子晶體中一般存在范德華力(受相對(duì)分子質(zhì)量和分子極性影響)、存在分子內(nèi)共價(jià)鍵(稀有氣體不存在共價(jià)鍵)、HF/H2O/NH3/-OH/-NH2還存在氫鍵(不是化學(xué)鍵)原子晶體中只存在共價(jià)鍵(單質(zhì)是非極性鍵)金屬晶體中只存在金屬鍵離子晶體中存在離子鍵、可能存在共價(jià)鍵(如NH4Cl、NaOH、Na2O2……中)石墨晶體存在共價(jià)鍵、金屬鍵、范德華力第二十四頁,本課件共有31頁常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì):金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體鍺等某些非金屬化合物:碳化硅、氮化硼某些氧化物:二氧化硅、Al2O3晶體的判斷方法方法一:從晶體的硬度、熔沸點(diǎn)等物理性質(zhì)進(jìn)行判斷方法二:從晶體的構(gòu)成微粒及微粒間作用力進(jìn)行判斷方法三:從物質(zhì)的類別，如:金屬對(duì)應(yīng)的晶體是金屬晶體，離子化合物對(duì)應(yīng)的晶體是離子晶體，記住常見的原子晶體，其余的就是分子晶體。晶體類別的判斷:第二十五頁,本課件共有31頁晶體與單質(zhì)、化合物的交叉關(guān)系：金屬單質(zhì)一般金屬晶體(除Ge)、非金屬單質(zhì)一般分子晶體(除C.Si、Ge、B)金屬氧化物一般離子晶體(除Al2O3等)、非金屬氧化物一般分子晶體(除SiO2等)所有酸類都屬于分子晶體堿類(除氨水)一般都是離子晶體鹽類(除AlCl3)一般都是離子晶體第二十六頁,本課件共有31頁物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低的比較1.固態(tài)＞液態(tài)＞氣態(tài)例:S＞Hg＞O22.不同晶型的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低順序一般是:原子晶體＞離子晶體＞分子晶體。3.同一晶型的物質(zhì)，則晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)微粒間的作用越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高。

第二十七頁,本課件共有31頁不同晶體類型熔沸點(diǎn)高低的判斷:離子晶體:離子半徑越小,所帶電荷越多,離子鍵越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高。原子晶體:Si,SiO2,SiCSiO2>SiC>Si分子晶體:（不含氫鍵）分子組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高。F2,Cl2,Br2,I2F2<Cl2<Br2<I2重要離子半徑越小,離子電荷越高,金屬鍵就越強(qiáng),熔點(diǎn)就越高。合金<各成分金屬晶體:原子半徑越小,共價(jià)鍵鍵長越短,共價(jià)鍵鍵能越大,熔沸點(diǎn)越高。第二十八頁,本課件共有31頁熔沸點(diǎn)大小比較:一般，原子晶體＞離子晶體＞分子晶體固態(tài)＞液態(tài)＞氣態(tài)，合金＜單質(zhì)原子晶體:組成相似，原子半徑越小、鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高，如金剛石＞SiC＞單晶硅離子晶體:組成相似，陰陽離子半徑和越小，離子電荷越多，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高金屬晶體:金屬陽離子半徑越小、離子電荷越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高分子晶體:首先考慮氫鍵，再結(jié)構(gòu)相似時(shí)考慮范德華力，有機(jī)物要考慮支鏈數(shù)目第二十九頁,本課件共有31頁四、物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低比較規(guī)律:（金榜P47）（1）不同晶體類型的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低順序一般是:（2