分子晶体和原子晶体教案

分子晶体和原子晶体

第二课时

高二年级 吴杏娟 教学目标

知识与技能

1、了解原子晶体的概念，掌握原子晶体的熔、沸点，硬度等物理性质。 2、掌握金刚石、晶体硅、二氧化硅等典型晶体的晶胞。 3、理解并掌握原子晶体内原子间作用力的类型。 过程与方法

从结构理解原子晶体的性质，明确原子晶体的物理性质及化学变化特点和空间结构。 情感、态度与价值观

学会知识的运用，培养学以致用的能力 教学重点

晶体类型与性质之间的关系 教学难点

原子晶体的结构特点 教学过程

【问题引入】C、Si都是第ⅣA主族元素，它们的氧化物CO2和SiO2都是酸性氧化物，在化学性质上有着不少相似之处。大家来看一下这一张表：

那为什么两者的熔、沸点相差这么大？二氧化硅又符不符合分子晶体的特征呢？ 通过对比二氧化硅和二氧化碳的晶体结构图的差异引出原子晶体 【板书】二、原子晶体

1、定义：相邻原子间以共价键相结合形成的空间网状结构的晶体。

2、特点：不存在间个分子，化学式只表示其原子个数比。基本粒子是原子，并以共价键结合向空间发展形成空间网状结构。

【学生】对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？

【板书】3、原子晶体的物理性质

很高和熔、沸点，很大的硬度，不导电，难溶于一般溶剂。 4.常见的原子晶体

某些非金属单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等 某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 某些氧化物：二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3

【交流与讨论】1、怎样从原子结构的角度理解金属石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？

2、“含有共价键的晶体叫做原子晶体。”这种说法对吗？为什么？

通过第一题的解释归纳得出原子晶体的熔、沸点的比较方法 【板书】5、原子晶体的熔、沸点的比较

原子晶体的原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高，反之越低，如熔、沸点：金刚石＞金刚砂＞晶体硅。原子晶体的熔点一般比分子晶体熔点高

【过渡】学习原子晶体，有必要了解一下几种常见的原子晶体的结构 【板书】6、常见的原子晶体结构

⑴金刚石

【师】金刚石是世上已知最硬的物质，且熔点很高，是很名贵的宝石。

金刚石是最典型的原子晶体，是由碳原子以共价单键结合而成的，其中，每

问：观察金刚石晶体的结构回答

⑴金刚石晶体中，碳原子的杂化方式为什么？碳碳键的夹角为多少？ ⑵晶体中，最小的环是几元环？最小碳环中的碳原子数为多少？ ⑶晶体中，碳原子数与碳碳共价键数之比为多少？ 答：⑴sp3、109º28′；⑵6、6；⑶1∶2。

【师】如将金刚石中的碳原子全部换成硅原子，那就是晶体硅；如将其中一半的碳原子换成硅原子，那就是金刚砂（SiC）。同样都是原子晶体。

【过渡】如果在晶体硅中的任两个硅原子之间都加上一个氧原子，那就是另一种典型的原子晶体——SiO2。

【板书】⑵二氧化硅 【师】在二氧化硅晶体中，硅原子和氧原子经共价键结合，每一个硅原子周围有四个氧原子，每个氧原子周围有有个硅原子（如右图），它们的配位数分别为4和2。

问：⑴二氧化硅中硅原子和氧原子的个数比为多少？

⑵二氧化硅晶体中硅原子与Si—O键数之比为多

少？1mol SiO2中含多少 mol Si—O键

⑶二氧化硅晶体中最小环是几元环？最小环上的原子数为多少？ 答：⑴1∶2；⑵ 1∶4；4⑷十二元环；12

【总结】本节课的们学习了原子晶体，它是原子间以共价键相结合而形成的空间结构。

【随堂练习】

1、下列化学式能真实表示物质分子组成的是( ) A．NaOH B．SiO2 C．CsCl D．SO3

2、氮化硼（BN）是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优异特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用力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 C、冰和干冰 D、苯和萘

3、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（ ） A、熔点2700℃,导电性好,延展性强

B、无色晶体,熔点3550℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂 C、无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为800℃，熔化时能导电 D、熔点-56.6℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电

4、2003年美国《科学》杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将CO2加热到1800K，成功制得了类似石英的CO2原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不正确的是( ) A该原子晶体有很高的熔点、沸点，有很大的硬度 B该原子晶体易气化，可用作制冷材料 C该原子晶体的硬度大，可用作耐磨材料 D该每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键

5、填空：氮化碳晶体是新发现的一种高硬度材料，该晶体类型应该是________晶体。试根据物质结构知识推测氮化碳晶体与金刚石比较，硬度更大的是_________晶体，熔点较低的是_________晶体。