高中離子反應(yīng)教案

離子晶體、分子晶體和原子晶體(一)。

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一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.使學(xué)生了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。

2.使學(xué)生理解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系

3.使學(xué)生了解分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響

4.常識性介紹氫鍵及其物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型；晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系

難點(diǎn)：離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型；氫鍵

三、學(xué)習(xí)過程

(一)引入新課

[復(fù)習(xí)提問]

1.寫出NaCl、CO2、H2O的電子式

。

2．NaCl晶體是由Na+和Cl—通過形成的晶體。

[課題板書]第一節(jié)離子晶體、分子晶體和分子晶體（有課件）

一、離子晶體

1、概念：離子間通過離子鍵形成的晶體

2、空間結(jié)構(gòu)

以NaCl、CsCl為例來，以媒體為手段，攻克離子晶體空間結(jié)構(gòu)這一難點(diǎn)

[針對性練習(xí)]

[例1]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖，圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。

(1)請將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn)，以完成NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。并確定晶體的晶胞，分析其構(gòu)成。

(2)從晶胞中分Na+周圍與它最近時且距離相等的Na+共有多少個?

[解析]下圖中心圓甲涂黑為Na+，與之相隔均要涂黑www.lvshijia.net

(1)分析圖為8個小立方體構(gòu)成，為晶體的晶胞，

(2)計(jì)算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個Na+外，在棱上共有4個Na+，一個晶胞有6個面，與這6個面相接的其他晶胞還有6個面，共12個面。又因棱上每個Na+又為周圍4個晶胞所共有，所以該晶胞獨(dú)占的是12×1/4=3個.該晶胞共有的Na+為4個。

晶胞中含有的Cl-數(shù)：Cl-位于頂點(diǎn)及面心處，每.個平面上有4個頂點(diǎn)與1個面心，而每個頂點(diǎn)上的氯離于又為8個晶胞(本層4個，上層4個)所共有。該晶胞獨(dú)占8×1/8=1個。一個晶胞有6個面，每面有一個面心氯離子，又為兩個晶胞共有，所以該晶胞中獨(dú)占的Cl-數(shù)為6×1/2=3。

不難推出，n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1?；瘜W(xué)式為NaCl.

(3)以中心Na+為依據(jù)，畫上或找出三個平面(主個平面互相垂直)。在每個平面上的Na+都與中心Na+最近且為等距離。

每個平面上又都有4個Na+，所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3×4=12個。

[答案]

(1)含8個小立方體的NaCl晶體示意圖為一個晶胞

(2)在晶胞中Na+與Cl-個數(shù)比為1:1.

(3)12個

3、離子晶體結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)的影響

（1）離子晶體熔、沸點(diǎn)的高低取決于離子鍵的強(qiáng)弱，而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么?在離子晶體中，構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是相同的，即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化，破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強(qiáng)弱即決定了晶體熔、沸點(diǎn)的高低，又決定了晶體穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。

（2）離子晶體中為何不存在單個的小分子?

在離子晶體中，陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點(diǎn)，又要以看作是帶電的球體，其中，陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸，即晶體多大，分子就有多大，晶體內(nèi)根本不存在單個的小分子，整個晶體就是一個大分子。

4、離子晶體的判斷及晶胞折算

（1）如何判斷一種晶體是離子晶體

方法一：由組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)種類分：離子化合物一定為離子晶體。

方法二：由晶體的性質(zhì)來分：①根據(jù)導(dǎo)電性：固態(tài)時不導(dǎo)電而熔化或溶解時能導(dǎo)電的一般為離子晶體。

②根據(jù)機(jī)械性能：具有較高硬度，且脆的為離子晶體。

（2）什么是晶胞?如何由晶胞來求算晶體的化學(xué)式?

構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。

根據(jù)離子晶體的晶胞，求陰、陽離子個數(shù)比的方法？

①處于頂點(diǎn)上的離子：同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞。

②處于棱上的離子：同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞。

③處于面上的離子；同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞。

④處于體心的離子：則完全屬于該晶胞。

[學(xué)生練習(xí)]

題目：在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如圖所示試回答：

(1)在該晶體中每個鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個?

(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個數(shù)化是多少?

[解析]由圖看出，在每個鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子，共有晶胞邊長的6個鈦離子。

至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個數(shù)比，則從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個晶胞所獨(dú)占；鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上，為相鄰兩層8個晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個而上下中相同重復(fù)共8個)，而每個晶胞獨(dú)占有8×1/8=1個。氧離子位于棱上，在同一晶胞中，每個氧離子為同層的4個晶胞所共有，一個晶胞獨(dú)占12×1/4=3個。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為3:1:1

[答案]63:1:1

5、總結(jié)

1．離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中，陽離子和陰離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵，因此，離子晶體一般硬度較高，密度較大，熔、沸點(diǎn)較高。

2．一般地講，化學(xué)式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，陰、陽離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。如：KCINaCINaF。

離子晶體針對性訓(xùn)練

一、選擇題

1.下列性質(zhì)中，可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵

的是()

A.可溶于水B.有較高的熔點(diǎn)

C.水溶液能導(dǎo)電D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電

2.下列物質(zhì)中，含有極性鍵的離子化合是。

A.CaCl2B.Na202C.NaOHD.K2S

3.Cs是IA族元素，F(xiàn)是VIIA族元素，估計(jì)Cs和F形成

的化合物可能是

A.離子化合物B.化學(xué)式為CsF2

C.室溫為固體D.室溫為氣體

4.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素，其排列方式

如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫

出)，晶體中A、B、C的中原子個數(shù)之比依次為

A.1:3:1B.2:3:1

C.2:2:1D.1:3:3

5.NaF，Nal，MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)，這

三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是()

物質(zhì)

①NaF

②NaI

③MgO

離子電荷數(shù)

1

1

3

m

2.31

3.18

2.10

A.①②③B.③①②

C.③②①D.②①③

6.在NaCl晶體中與每個Na+距離等同且最近的幾個Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為()

A.正四面體B.正六面體

C.正八面體D.正十二面體

7.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，已知晶體中2個最近的Cs+離子核間距為acm，氯化銫的式量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體的密度為

B.C.D.

二、填空題

8.參考下列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)回答：

物質(zhì)

NaF

NaCl

NaBr

NaI

熔點(diǎn)℃

995

801

755

651

物質(zhì)

NaCl

KCl

RbCl

CsCl

熔點(diǎn)℃

801

776

715

646

鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點(diǎn)逐漸____________這與__________有關(guān)。隨__________增大__________減小，故熔點(diǎn)__________逐漸。

9.某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，x位于立方體的

頂點(diǎn)，Y位于立方體中心。試分析：

(1)晶體中每個Y同時吸引著__________個X，每

個x同時吸引著__________個Y，該晶體的化學(xué)式

為__________。

(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等

的X共有__________個。

(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角

∠XYX的度數(shù)為__________。

(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1，晶體密度為ρ·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)為NA則晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為__________。

10.晶體具有規(guī)則的幾何外型、晶體中最基本的重復(fù)單

位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO

晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值小于1

測知FexO晶體密度為ρ=5.71g·cm-3，晶胞邊長為

4.28×10-10m。

(1)FexO中x值(精確至O.01)為

(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+，在Fe2+和

Fe3+的總數(shù)中，F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示，精確至0.001)為______________。

(3)此晶體的化學(xué)式為_____________。

(4)與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是_____________。

(5)在晶體中，鐵元素間最短距離為_____________cm

11.有一種藍(lán)色晶體，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN-離子位于立方體的棱上。

(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推出其化學(xué)式(用最簡單整數(shù)表示)__________________________。

(2)此化學(xué)式帶何種電荷?用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學(xué)式?寫出此電中性的化學(xué)式。

答：

(3)指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。

答：

12.1986年，瑞士兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種性能良好的金屬氧化物超導(dǎo)體，使超導(dǎo)工作取得突破性進(jìn)展，為此兩位科學(xué)家獲得了1987年的Nobel物理學(xué)獎。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。

(1)根據(jù)圖示晶胞結(jié)構(gòu)，推算晶體中Y，Cu，Ba和O原子個數(shù)比，確定其化學(xué)式

(2)根據(jù)(1)所推出的化合物的組成，計(jì)算其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素的化合價為Y+3，Ba+2，Cu+2和Cu+3)試計(jì)算化合物中這兩種價態(tài)Cu原子個數(shù)比

一、選擇題

1.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C

二、填空題

8.降低陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑陰、陽離子相互吸引降低

9.(1)48XY2(或Y2X)

(2)12(3)109°28

(4)

10.(1)0.92(2)0.826

(3)

(4)正八面體(5)3.03×10-10

11.(1)FeFe(CN)6-

(2)帶一個單位負(fù)電荷，可用Na+，K+，Rb+(用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6

(3)M+在每隔一個立方體的體心上。

12.(1)YBa2Cu3O7

(2)Cu2+:Cu3+=2:1

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離子晶體、分子晶體和原子晶體(二)

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一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．掌握分子間作用力和氫鍵對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。

2．掌握構(gòu)成分子晶體的微粒，分子晶體的物理特性。

3．了解物質(zhì)的“相似相溶”原理。

二、學(xué)習(xí)過程

(一)引入新課

[復(fù)習(xí)提問]

1．常溫下氟是淡黃綠色的；氯是黃綠色的；溴是深棕紅色的；碘是紫黑色的。鹵素單質(zhì)常溫下狀態(tài)不同的原因是。

[新授內(nèi)容]分子晶體、相似相溶原理

一、知識要點(diǎn)（學(xué)生自學(xué)完成）

1.分子間作用力

(1)分子間作用力_________________；又稱范德華力。分子間作用力存在于______________________之間。

(2)影響因素：

①分子的極性

②組成和結(jié)構(gòu)相似的：

2.分子晶體

(1)定義：________________________________

(2)構(gòu)成微粒________________________________

(3)粒子間的作用力：________________________________

(4)分子晶體一般物質(zhì)類別________________________________

(5)分子晶體的物理性質(zhì)________________________________________________

二、要點(diǎn)點(diǎn)撥

1.結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響：構(gòu)成分子晶體的粒子是分子，分子間以分子間作用力而結(jié)合，而分子之間作用力是一種比較弱的作用。比化學(xué)鍵弱的多。因此造成分子晶體的硬度小，熔、沸點(diǎn)低(與離子晶體相比較)。分子晶體無論是液態(tài)時，還是固態(tài)時，存在的都是分子，不存在可以導(dǎo)電的粒子(陰、陽離子或電子)，故分子晶體熔融或固態(tài)時都不導(dǎo)電，由此性質(zhì)，可判斷晶體為分子晶體。

2.氫鍵：對于HF、H20、NH3熔、沸點(diǎn)反常，原因在于三者都是極性分子(極性很強(qiáng))分子間作用力很大，超出了一般的分子間作用力的范圍(實(shí)屬氫鍵)。是介于分子間作用力和化學(xué)鍵之間的一種特殊的分子間作用力，因此，它們的熔、沸點(diǎn)反常。

3.空間結(jié)構(gòu)：分子晶體中的分子構(gòu)成晶體時，一般也有自己的規(guī)律，并不象我們所想象的那樣任意排列。不同的物質(zhì)，分子之間的排列方式可能不相同，在中學(xué)，我們只了解干冰中C02分子的排列方式就可以了。由干冰晶體求一個晶胞中C02分子數(shù)目的方法同離子晶體。

4.影響分子間作用力的因素：

①分子的極性

②相對分子質(zhì)量的大小。這里所說的分子的極性，一般指極性特別強(qiáng)的，即第二周期的幾種活潑非金屬的氫化物：HF、H20、NH3。其他組成和結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)分子間作用力的大小，則要看其相對分子質(zhì)量的大小。

相對分子質(zhì)量大的分子，其中一般存在原子序數(shù)比較大的元素，這些元素的原子體積一般比較大。由于每個分子的電子不斷運(yùn)動和原子核的不斷振動，經(jīng)常發(fā)生電子云和原子核之間的瞬時相對偏移，從而使原子產(chǎn)生瞬時的極性，并且原子的體積越大，這種相對偏移也越大。因此使分子間產(chǎn)生作用。由于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的分子間作用力一般比由于分子本身存在極性產(chǎn)生的作用要弱

三、習(xí)題講練（學(xué)生先練，教師再點(diǎn)撥）

[例1]共價鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)粒子間的不同作用方式，下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是()

A.干冰B.氯化鈉

C.氫氧化鈉D.碘

[解析]干冰是分子晶體，分于內(nèi)存在共價鍵，分子間存在范德華力。NaCl是離子晶體只存在離子鍵。NaOH是離子晶體，不僅存在離子鍵，還存在H—O間共價鍵。

碘也是分子晶體，分子內(nèi)存在共價鍵，分子間存在分子間作用力。故只有B符合題意。

[例2]在解釋下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時，與鍵能無關(guān)的變化規(guī)律是()

A.HF、HCI、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱

B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低

C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高

D.H2S的熔沸點(diǎn)小于H2O的熔、沸點(diǎn)

[解析]HF、HCl、HBr、HI熱穩(wěn)定性依次減弱是它們的共價鍵鍵能逐漸減小的原因，與鍵能有關(guān)。NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次減低是它們的離子鍵能隨離子半徑增大逐漸減小的原因。F2、C12、Br2、I2為分子晶體。熔、沸點(diǎn)逐漸降低由分子間作用力決定。H2S與H2O的熔沸點(diǎn)高低由分子間作用力及分子的極性決定。故選C、D。

[例3](1)PtCl2(NH3)2成平面立方形結(jié)構(gòu)，它可以形成兩種固體。一種為淡黃色，在水中溶解度較?。涣硪环N為黃綠色，在水中溶解度較大。請?jiān)诳崭駜?nèi)分別畫出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖。

(1)淡黃色固體,分子構(gòu)型

（1）（2）

黃綠色固體,分子構(gòu)型

(2)試解釋：鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物熔點(diǎn)高的多

[解析]分子對稱、無極性、顏色為淡黃色、難溶于水，因?yàn)槭欠菢O性分子

分子不對稱、有極性、顏色為黃綠色能溶于水、因?yàn)榉肿佑袠O性

(2)鈉的鹵化物比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點(diǎn)高得多，這與晶體的類型有關(guān)。前者是離子晶體而后者為分子晶體，前者靠陰、陽離子相互作用比后者的范德華力大的多。

[例4]在干冰晶體中每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有___________個在晶體中截取一個最小的正方形；使正方形的四個頂點(diǎn)部落到CO2分子的中心，則在這個正方形的平面上有___________個C02分子。

[解析]解答此題要求對干冰的晶體模型十分熟悉。以右下角C02分子研究對象：與其緊鄰的為

面心上的3個C02分子，而CO2分子被8個這樣的立方體所共有，故有3×8=24。又考慮到面心上的C02被2個這個的立方體共有，故24/2=12個。

由C02晶體模型分析得出，符合題意的最小正方形即模型的角對角面的一半，不難看出有4個C02分于。

[答案]12個4個

四、總結(jié)

1．分子間通過分子作用力相結(jié)合的晶體叫分子晶體。構(gòu)成分子晶體的微粒是分子。分子晶體中，由于分子間作用力較弱，因此，分子晶體一般硬度較小，熔、沸點(diǎn)較低。

2．一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，分子間作用力隨著相對分子質(zhì)量增加而增大，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也升高。例如：F2Cl2Br2I2、CF4CCl4CBr4CCl4、CO2CS2等。

3．組成相似的分子，極性分子的熔、沸點(diǎn)大于非極性分子，如：SO2CO2

一、選擇題

1.下列物質(zhì)在變化過程中，只需克服分子間作用力的是()

A.食鹽溶解B.鐵的熔化

C.干冰升華D.氯化銨的“升華”

2.下列化學(xué)式能真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是()

A.NaOHB.S03

C.CsClD.NaCl

3.最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新分子，它具有空心的類似足球的結(jié)構(gòu)，分子式為C60，下列說法正確的是()

A.C60是一種新型的化合物

B.C60和石墨都是碳的同素異形體

C.C60中雖然沒有離子鍵，但固體為離子晶體

D.C60相對分子質(zhì)量為720

4.當(dāng)S03晶體熔化或氣化時，下述各項(xiàng)中發(fā)生變化的是()

A.分子內(nèi)化學(xué)鍵B.分子間距離

C.分子構(gòu)型D.分子間作用力

5.IA族元素的原子與最外層有7個電子的原子結(jié)合，可以形成()

A.離子晶體

B.分子晶體

C.離子晶體，分子晶體都不可能形成

D.無法確定

6，支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是

A.氮原子不能形成陽離子

B.銨離子不能單獨(dú)存在

C.常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì)

D.氨極易溶于水

7.下列有關(guān)共價化合物的說法：①具有較低的熔、沸點(diǎn)②不是電解質(zhì)③固態(tài)時是分子晶體④都是由分子構(gòu)成⑤液態(tài)時不導(dǎo)電，其中一定正確的是

A.①③④B.②⑤

C.①②③④⑤D.⑤

8.下列分子晶體：

①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2熔沸點(diǎn)由高到低的順序是()

A.①②③④⑤⑥B.③②①⑤④⑥

C.③②①④⑤⑥D(zhuǎn)，⑥⑤④③②①

9.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是()

A.熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電

B.熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電

C.能溶于CS2、熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃

D.熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g／cm3

二、填空題

10.有兩組關(guān)于物質(zhì)熔點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析以上數(shù)據(jù)，回答：

I組

物質(zhì)

NaCl

KCl

RbCl

CsCl

熔點(diǎn)

II組

物質(zhì)

SiCl4

GeCl4

SnCl4

PbCl4

熔點(diǎn)

(1)有什么規(guī)律可循______________________________________

(2)造成這些規(guī)律的主要原因是__________________________________________

11.已知白磷是由P4分子形成的分子

晶體，每個P4分子是正四面體結(jié)

構(gòu)。分子中的四個磷原子位于正

四面體的四個頂點(diǎn)。則P4分子中

共有___________個P—P鍵。

12.磷在空氣中充分燃燒后生成結(jié)構(gòu)如圖所示的分子。圖中圓圈表示原子、實(shí)線表示化學(xué)鍵。試回答：

(1)請從圖中找出磷原子，并在圖上將其涂黑。

(2)形成化合物的化學(xué)式為________________。

(3)分子內(nèi)的磷原子排列成______________形。

(4)每個磷原子處于______________中心。

(5)在用實(shí)線表示的化學(xué)鍵中，兩原子間單線表示

的是_________極(填寫非極性鍵或極性鍵)。

13.1996年諾貝化學(xué)獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.C60分子是形如球狀的多面體(如圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:

①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵;

②C60分子只含有五邊形和六邊形;

③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理:

據(jù)上所述,可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形,C60分子所含的雙鍵數(shù)為30.

請回答下列問題:

(1)固體C60與金剛石相比較,熔點(diǎn)較高者應(yīng)是____________,理由是:

_________________________________________________________.

(2)試估計(jì)C60跟F2在一定條件下,能否發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_________________________,并簡述其理由：

________________________________________________________.

(3)通過計(jì)算,確定C60分子所含單鍵數(shù).

C60分子所含單鍵數(shù)為_______________.

(4)C70分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知.通過計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目.

C70分子中所含五邊形數(shù)為____________,六邊形數(shù)為_________.

第2課時練習(xí)答案

一、選擇題

1.A2.B3.BD4.BD5.AB6.C7.D8.C9.BC

二、填空題

10.(1)I組：隨離子健的減弱，熔點(diǎn)降低

Ⅱ組：隨分子量的增大，熔點(diǎn)升高。

(2)原理：工組為離子晶體Ⅱ組為分子晶體。

11.6個

12.（1）

(2)P4010(3)正四面體

(4)由原予排列成的正四面體

(5)極性

13.解答

(1)金剛石

金剛石屬原子晶體,而固體C60不是,故金剛石熔點(diǎn)較高.

(答出“金剛石屬原子晶體”即給分)

(2)可能

因C60分子含30個雙鍵,與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60

(只要指出"C60含30個雙鍵"即給分,但答“因C60含有雙鍵”不給分)

（3）依題意C60分子形成的化學(xué)鍵：

也可由歐拉定理計(jì)算鍵數(shù)(即棱邊數(shù)):60+(12+20)-2=90

C60分子中單鍵為:90-30=60(1分)

(4)設(shè)C70分子中五邊形數(shù)為x,六邊形數(shù)為y.依題意可得方程組:

離子晶體、分子晶體和原子晶體(三)

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動，幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢？為了讓您在使用時更加簡單方便，下面是小編整理的“離子晶體、分子晶體和原子晶體(三)”，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．掌握相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于原子晶體。

2．以金剛石為例，了解原子晶體的物理性質(zhì)（熔、沸點(diǎn)，導(dǎo)電性和溶解性）

二、學(xué)習(xí)過程

[復(fù)習(xí)提問]

（一）基本知識點(diǎn)（學(xué)生自學(xué)完成）

1.原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。

2.構(gòu)成粒子：______________；。

3.粒子間的作用______________，

4.原子晶體的物理性質(zhì)

(1)熔、沸點(diǎn)__________，硬度___________

(2)______________一般的溶劑。

(3)______________導(dǎo)電。

原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因____________________________

原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式______________

原因____________________________。

5.常見的原子晶體有____________________________等。

6.判斷晶體類型的依據(jù)

(1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。

對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________，微粒間的相互作用是___________；

對于離子晶體，構(gòu)成晶體的是微粒是______________，微粒間的相互作__________鍵。

對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_______，微粒間的相互作用是___________鍵。

(2)看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔、沸點(diǎn)或硬度)。

一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是________晶體_______晶體_______晶體。原子晶體、離子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多

（二）重點(diǎn)點(diǎn)撥

1.晶體

晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。其結(jié)構(gòu)特征是其內(nèi)的原子或分子在主維空間的排布具有特定的周期性，即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)的單位可以是單個原子或分子，也可以是多個分子或原子團(tuán)。重復(fù)的單位必須具備3個條件，化學(xué)組成相同，空間結(jié)構(gòu)(包括化學(xué)鍵)相同，化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)境相同。

2.晶胞的概念

在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地重復(fù)就產(chǎn)生了宏觀的晶體?？梢哉f，晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小，形狀和質(zhì)點(diǎn)的種類(分子、原子或離子)以及它們之間的作用力所決定的。

3.納米材料

我們平時所見到的材料，絕大多數(shù)是固體物質(zhì)，它的顆粒一般在微米級，一個顆粒包含著無數(shù)個原子和分子，這時候，材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質(zhì)。當(dāng)人們用特殊的方法把顆粒加工到納米級大小，這時的材料則被稱之為納米材料，一個納米級顆粒所含的分子數(shù)則大為減少。奇怪的是，納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化學(xué)特性，和微米級材料的性質(zhì)迥然不同。

納米材料的粒子是超細(xì)微的，粒子數(shù)多、表面積大，而且處于粒子界面上的原子比例甚高，一般可達(dá)總數(shù)的一半左右。這就使納米材料具有不尋常的表面效應(yīng)，界面效應(yīng)等。因此而呈現(xiàn)出一系列獨(dú)特的性質(zhì)。

納米顆粒和晶胞是兩個完全不同的概念：晶胞是晶體中最小的重復(fù)單元，這種重復(fù)單元向空間延伸，構(gòu)成晶體，而納米顆粒本身就是一個分子，納米材料在結(jié)構(gòu)上與分子晶體有相似的地方，但并不相同。

納米材料并不是新的物質(zhì)，只不過是將傳統(tǒng)材料的顆粒進(jìn)一步超細(xì)微化，這樣對物質(zhì)的物理性質(zhì)的改變十分巨大，使之具備了一些傳統(tǒng)材料所無法具備的性質(zhì)。為什么與傳統(tǒng)材料相比，納米材料的性質(zhì)改變?nèi)绱司薮?，科學(xué)界目前還無法做出最終解釋。

（三）講練（先練后講）

[例1]下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是()

A.SO2與Si02B.C02與H20

C.NaCl與HClD.CCl4與KCl

[解析]抓住晶體粒子的化學(xué)鍵去判斷晶體類型這一關(guān)鍵進(jìn)行對比。如S02與Si02都是共價化合物，但是，晶體內(nèi)的作用力是分子間作用力，S02為分子晶體，而Si02中硅與氧以共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀的原子晶體。

[答案]B

[例2]碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()

A.①③②B.②③①

C.③①②D.②①③

[解析]C與Si同為IVA族元素，它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體，硅晶體，碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價鍵的鍵能逐漸減弱。可推斷碳化硅應(yīng)在Si與C之間。三種原子晶體，空間結(jié)構(gòu)相似，熔點(diǎn)決定于它們的鍵長與鍵能，故熔點(diǎn)從高到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。

[答案]A

[例3]下列晶體分類中正確的一組是()

離子晶體

原子晶體

分子晶體

A

NaOH

Ar

SO2

B

H2SO4

石墨

S

C

CH3COONa

水晶

D

Ba(OH)2

金剛石

玻璃

[解析]從晶體中結(jié)構(gòu)粒子的性質(zhì)去判斷晶體的類型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通過離子鍵相互結(jié)合的離子晶體，純H2S04，無H+，系分子晶體。Ar是氣體，分子間以范德華力相互結(jié)合為分子晶體，石墨是過渡型或混合型晶體，水晶Si02與金剛石是典型原子晶體。硫的化學(xué)式以1個S表示，實(shí)際上是S8，氣體時為S2，是以范德華力結(jié)合的分子晶體。

玻璃無一定的熔點(diǎn)，加熱時逐漸軟化，為非晶體，是無定形物質(zhì)。

[答案]C

[例4]單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)

金剛石

晶體硅

晶體硼

熔點(diǎn)

3823

1683

2573

沸點(diǎn)

5100

2628

2823

硬度

10

7.0

9.5

①晶體硼的晶體類型屬于____________晶體，理由是________________________。

已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個項(xiàng)點(diǎn)上各有1個B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由

____________________個硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵的鍵角為____________。

[解析]①原子，理由：晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為原予晶體，B與C相鄰與Si處于對角線處，亦為原于晶體。

②每個三角形的頂點(diǎn)被5個三角形所共有，所以，此頂點(diǎn)完全屬于一個三角形的只占到1/5，每個三角形中有3個這樣的點(diǎn)，且晶體B中有20個這樣的角形，因此，晶體B中這樣的頂點(diǎn)(B原子)有3/5×20=12個。

又因晶體B中的三角形面為正三角形，所以鍵角為60°

（四）總結(jié)

1．相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于離子晶體。

2．構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強(qiáng)共價鍵相結(jié)合，而且形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。鍵能大。原子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高。

3．同種晶體:若同為原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點(diǎn)越高：如金剛石SiCSi。

第3課時針對性訓(xùn)練（原子晶體）

一、選擇題

1.下列晶體中不屬于原子晶體的是()

A.干冰B.金剛砂

C.金剛石D.水晶

2.在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有共價鍵形成的碳原子

環(huán)，其中最小的環(huán)上，碳原子數(shù)是()

A.2個B.3個

C.4個D.6個

3，下列各物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是()

A.02、I2、Hg

B.C02、KCl、Si02

C.Na、K、Rb

D.SiC、NaCl、S02

4.下列各晶體申琪中任御一個原子都被相鄰的4個原子所包圍；似共價鍵潞戒正四面體結(jié)構(gòu)，并向空間伸展虞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是()

A.甲烷B.石墨

C.晶體硅D.水晶

5.在xmol石英晶體中，含有Si-O鍵數(shù)是()

A.xmolB.2xmo}

C.3xmolD.4xmol

6.固體熔化時，必須破壞非極性共價鍵的是()

A.冰B.晶體硅

C.溴D.二氧化硅

7.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個碳原于都跟其他3個碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是()

A.10個B.18個

C.24個D.14個

二、填空題

8.石英晶體的平面示意圖如圖所示，實(shí)際上是立體網(wǎng)

狀結(jié)構(gòu)，其中硅，氧原子個數(shù)比為____________

9.SiO44-離子結(jié)構(gòu)用周表示，在二聚

硅酸根離子Si2O76-中只有硅氧鍵，它的結(jié)構(gòu)應(yīng)是__________

10.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得。

(1)氮化硅晶體屬于__________晶體。

(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子和S原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式__________

(3)現(xiàn)用SiCl4和凡在H，氣氛保護(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________

11.短周期元素K、Y、Z在周期表中位置關(guān)系如圖：

X

Y

Z

(1)x元素的單質(zhì)分子式是_______，若x核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等，x單質(zhì)的摩爾質(zhì)量為_______，單質(zhì)是_______晶體。

(2)自然界中存在一種含Y的天然礦物名稱是：電子式為_______，屬于_______晶體。

(4)z單質(zhì)的晶體類型屬于_______，Z的氫化物和最高價氧化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________

12.有A、B、C三種晶體，分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成，對這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示

(1)晶體的化學(xué)式分別為：A_______B_______C_______

(2)晶體的類型分別為：A_______B_______C_______

(3)晶體中粒子間的作用分別為：A_______B_______C_______

第3課時練習(xí)答案

一、選擇題

1.A2.D3.B4.C5.D6.B7.D

二、填空題

8.1∶2

9.

10.(1)原子(2)S3N4

(3)3SiCl4+2N2+6H?Si3N4+12HCl

11.

(1)He4g·mol-1分于

(2)螢石

(3)分子晶體H2S+H2S04(濃)=S↓+S02↑+2H20

12.(1)ANaClBCCHCl

(2)A離子晶體B原于晶體C分子晶體

(3)A離子鍵B共價鍵C分子間作用力

分子晶體與原子晶體

第二節(jié)分子晶體與原子晶體
第二課時
〖教學(xué)目標(biāo)設(shè)定〗
1、掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。
2、了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。
〖教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)〗
原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
〖教學(xué)過程設(shè)計(jì)〗
復(fù)習(xí)提問：1、什么是分子晶體？試舉例說明。
2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？
引入新課：
分析下表數(shù)據(jù)，判斷金剛石是否屬于分子晶體
項(xiàng)目/物質(zhì)干冰金剛石
熔點(diǎn)很低3550℃
沸點(diǎn)很低4827℃
展示：金剛石晶體
閱讀：P71，明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu)
歸納：
1．原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。
2．構(gòu)成粒子：原子；
3．粒子間的作用：共價鍵；
展示：金剛石晶體結(jié)構(gòu)
填表：
鍵長鍵能鍵角熔點(diǎn)硬度
歸納：
4．原子晶體的物理性質(zhì)
熔、沸點(diǎn)_______，硬度________；______________一般的溶劑；_____導(dǎo)電。
思考：（1）原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式，為什么？
（2）為什么金剛石的熔沸點(diǎn)很高、硬度很大？
（3）閱讀：P72，討論“學(xué)與問1”
歸納：晶體熔沸點(diǎn)的高低比較
①對于分子晶體，一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也越高。
②對于原子晶體，一般來說，原子間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。
合作探究：
（1）在金剛石晶體中,每個C與多少個C成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個石中,含CC原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？
（2）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少？
（3）12克金剛—C鍵數(shù)為多少NA？
比較:CO2與SiO2晶體的物理性質(zhì)
物質(zhì)/項(xiàng)目熔點(diǎn)℃狀態(tài)(室溫)
CO2-56.2氣態(tài)
SiO21723固態(tài)
閱讀：P72，明確SiO2的重要用途
推斷：SiO2晶體與CO2晶體性質(zhì)相差很大，SiO2晶體不屬于分子晶體
展示：展示SiO2的晶體結(jié)構(gòu)模型（看書、模型、多媒體課件），分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
引導(dǎo)探究：SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中，1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子；同時，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。
閱讀：P72，明確常見的原子晶體
5．常見的原子晶體有____________________________等。
6．各類晶體主要特征
類型
比較分子晶體原子晶體
構(gòu)成晶體微粒分子原子
形成晶體作用力分子間作用力共價鍵

物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)
硬度
導(dǎo)電性
傳熱性
延展性
溶解性
典型實(shí)例P4、干冰、硫金剛石、二氧化硅
閱讀：P72，討論“學(xué)與問2”
歸納：判斷晶體類型的依據(jù)
（1）看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。
對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是_分子_____________，微粒間的相互作用是_分子間作用力__________；
對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是__原子_____，微粒間的相互作用是__共價鍵_________鍵。
（2）看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔、沸點(diǎn)或硬度)。
一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多
課堂總結(jié)：

〖隨堂練習(xí)〗
1、下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是（）
（A）SO2與SiO2B.C02與H2O（C）C與HCl（D）CCl4與SiC
2、碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是（）
（A）①③②（B）②③①（C）③①②（D）②①③
3、1999年美國《科學(xué)》雜志報道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是（）
（A）原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度
（B）原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料
（C）原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料
（D）每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵
4、①在SiO2晶體中，每個Si原子與()個O原子結(jié)合，構(gòu)成()結(jié)構(gòu)，②在SiO2晶體中，Si原子與O原子個數(shù)比為()③在SiO2晶體中，最小的環(huán)為()個Si和()個O組成的()環(huán)。

答案：
1、B
2、A
3、B
4、（1）4、4、空間網(wǎng)狀（2）6、6、十二元

分子晶體與原子晶體導(dǎo)學(xué)案

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《分子晶體與原子晶體導(dǎo)學(xué)案》，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

《選修三第三章第二節(jié)　分子晶體與原子晶體》導(dǎo)學(xué)案（第2課時）
學(xué)習(xí)時間2011—2012學(xué)年上學(xué)期周
【課標(biāo)要求】知識與技能要求：
1.掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。
2.了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
【復(fù)習(xí)】1、什么是分子晶體？試舉例說明。2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？
【觀察與思考】分析下表數(shù)據(jù)，判斷金剛石是否屬于分子晶體
項(xiàng)目/物質(zhì)干冰金剛石
熔點(diǎn)很低3550℃
沸點(diǎn)很低4827℃
【閱讀與思考】閱讀教材P68倒數(shù)第一自然段以前內(nèi)容，明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu)，并完成
1．原子晶體：____________________________。2．構(gòu)成粒子：______；3．粒子間的作用：_______；
金剛石晶體C-C鍵長C-C鍵能鍵角熔點(diǎn)硬度
原子晶體的物理性質(zhì)：熔、沸點(diǎn)_______，硬度________；____________一般的溶劑；_____導(dǎo)電
【合作探究】：
（1）在金剛石晶體中,每個C與多少個C成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個C原子構(gòu)成？它們是否在同一平面內(nèi)？
（2）12克金剛C—C鍵數(shù)為多少NA？
（3）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少？
【回顧】根據(jù)所學(xué)二氧化碳與二氧化硅知識，填寫下表：
物質(zhì)/項(xiàng)目狀態(tài)(室溫)熔點(diǎn)℃
CO2-56.2
SiO21723
【閱讀】教材P68倒數(shù)第一自然段及圖3-15，結(jié)合必修一P74（科學(xué)視野）思考：
1.CO2與SiO2的晶體結(jié)構(gòu)是否相同？2.SiO2的化學(xué)式是否可以代表其分子式，為什么？3.為什么SiO2的熔沸點(diǎn)很高、硬度很大？
【閱讀】教材P69第一自然段，明確常見的原子晶體：________________________________
【學(xué)與問】教材P69
1．怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？
2．“具有共價鍵的晶體叫做原子晶體?！边@種說法對嗎？為什么？
【閱讀】P69-71(通過表3-3明確判斷原子晶體熔點(diǎn)高低的方法)
【典例解悟】1、關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是（）
A、通常狀況下，60克SiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA（NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值）
B、60克SiO2晶體中，含有2NA個Si－O鍵
C、晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點(diǎn)
D、SiO2晶體中含有1個硅原子，2個氧原子
2、碳化硅（SiC）的一種具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替出現(xiàn)的，即每個Si原子處于四個C原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部，每個C原子也處于四個Si原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部。下列三種晶體：
①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是（）
A、①③②　B、②③①C、③①②　D、②①③
3.晶體硅(Si)和金剛砂(SiC)都是與金剛石相似的原子晶體，請根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，分析其熔點(diǎn)、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
晶體鍵能/kJmol－1鍵長/pm熔點(diǎn)/℃摩氏硬度
金剛石(C—C)348154390010
金剛砂(C—Si)30118427009.5
晶體硅(Si—Si)22623414106.5
【本堂小結(jié)】1.原子晶體：
2.構(gòu)成粒子：______________；3.粒子間的作用______________，
4.原子晶體的物理性質(zhì)
(1)熔、沸點(diǎn)__________，硬度___________(2)______________一般的溶劑。
(3)______________導(dǎo)電。原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因____________________
原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式______________原因____________________。
5.常見的原子晶體有____________________________等。
判斷晶體類型的依據(jù)
（1）看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。
對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________，微粒間的相互作用是___________；
對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_______，微粒間的相互作用是___________鍵。
（2）看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔、沸點(diǎn)或硬度)。
一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多
【對點(diǎn)練習(xí)】1.下列物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低順序中，正確的是（）
A、金剛石晶體硅二氧化硅碳化硅B、CI4CBr4CCl4CH4
C、MgOH2OO2N2D、金剛石生鐵純鐵鈉
2.氮化鋁（AlN）常用做砂輪及高溫爐襯材料，熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電，可知它屬于（）。
A、離子晶體B、原子晶體C、分子晶體D、無法判斷
3.下列敘述正確的是（）
A、離子晶體中一定含有活潑金屬元素的離子。B、離子晶體都是化合物。
C、固態(tài)不導(dǎo)電、水溶液能導(dǎo)電，這一性質(zhì)能說明某晶體一定是離子晶體。
D、離子晶體一般具有較高的熔點(diǎn)。
4.關(guān)于晶體的下列說法正確的是（）
A、在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子。B、在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子。
C、原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高。D、分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低。
5.（2005江蘇高考,）氮化鋁（）具有耐高溫、耐沖擊、導(dǎo)熱性能好等優(yōu)良性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、推測陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下，氮化鋁可通過如下反應(yīng)合成：，下列敘述正確的是（）
A.氮化鋁的合成反應(yīng)中，N2是還原劑，Al2O3是氧化劑B.上述反應(yīng)中每生產(chǎn)2molAlN，N2得到3電子
C.氮化鋁中氮元素的化合價為－3價D.氮化鋁晶體屬于分子晶體
6、下列物質(zhì)中，屬于原子晶體的化合物是（）
A.水晶B.晶體硅C.金剛石D.干冰
7.有關(guān)原子晶體的敘述中錯誤的是（）
A.原子晶體中，原子不遵循緊密堆積原則B.原子晶體的熔點(diǎn)和硬度都較高
C.原子晶體中不存在獨(dú)立的分子D.原子晶體熔化時不破壞共價鍵
8.碳化硅（SiC）的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中它們的熔點(diǎn)，從高到低的順序是（）
A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③
9.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)，回答下列問題：
金剛石晶體硅晶體硼
熔點(diǎn)（K）382316832573
沸點(diǎn)（K）510026282823
硬度（moh）107.09.5
（1）晶體硼的晶體類型屬于晶體。
（2）已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子構(gòu)成的正二十面體如圖，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個頂點(diǎn)各有一個硼原子，通過觀察圖形及推算，可知此結(jié)構(gòu)單元是由個硼原子構(gòu)成，其中B—B鍵間的鍵角是（填度數(shù)）。
【課后作業(yè)】
1.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)良特性，下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的微粒間作用與氮化硼熔化時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
2．在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K時，人們成功制得原子晶體干冰，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與SiO2原子晶體相似，下列說法正確的是()
A．原子晶體干冰易汽化，可用作制冷劑B．原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)
C．原子晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D．1mol原子晶體干冰中含2molC—O鍵
3.有關(guān)晶體的敘述中正確的是()
A．在SiO2晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個電子
B．在12g金剛石中，含C—C共價鍵鍵數(shù)為4NA
C．干冰晶體熔化只需克服分子間作用力
D．金屬晶體是由金屬原子直接構(gòu)成的
4．分子晶體中一定有共價鍵嗎？分子晶體熔化時破壞共價鍵嗎？
5．二氧化硅和二氧化碳的熔、沸點(diǎn)為何相差很大？
5.氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得。
(1)氮化硅屬于________晶體(填晶體類型)。
(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式：______。
(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
6.二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其晶體的晶胞結(jié)構(gòu)模型如下圖所示。請認(rèn)真觀察該晶體模型后回答以下問題：

(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)為________元環(huán)。
(2)每個硅原子為________個最小環(huán)共有。
(3)每個最小環(huán)平均擁有________個硅原子、________個氧原子。
7.
(1)上圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀察圖形，確定在干冰中每個CO2分子周圍有　個與之緊鄰且等距離的CO2分子。
在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，出現(xiàn)的現(xiàn)象為　，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________
________________________________________________________________________。
(1)下列三種晶體①CO2，②CS2，③SiO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是______________________(用序號填空)，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．下圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu)，它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨結(jié)構(gòu)中的某一種的某一部分。

(1)其中代表金剛石的是(填編號字母，下同)，其中每個碳原子與______個碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于________晶體。
(2)其中代表石墨的是__________，其中每個正六邊形占有碳原子數(shù)平均為______個。
(3)其中代表NaCl的是________，每個Na＋周圍與它最接近且距離相等的Na＋有________個。
(4)代表CsCl的是________，它屬于________晶體，每個Cs＋與______個Cl－緊鄰。
(5)代表干冰的是________，它屬于________晶體，每個CO2分子與______個CO2分子緊鄰。

疑點(diǎn)反饋：（通過本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識，請記錄下來）
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《選修三第三章第二節(jié)　分子晶體與原子晶體》導(dǎo)學(xué)案（第2課時）
【閱讀與思考】1．相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。
2．原子；3．共價鍵；
【回顧】
狀態(tài)(室溫)
氣態(tài)
固態(tài)
【閱讀】1.SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中，1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子；同時，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。
【學(xué)與問】1．提示　從碳到鍺，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑依次增大，C—C鍵、Si—Si鍵、Ge—Ge鍵的鍵長依次增大，鍵長越短，共價鍵越牢固，而熔化時破壞的是共價鍵，因此鍵的穩(wěn)定性是C—C鍵Si—Si鍵Ge—Ge鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。
2．提示　不對。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。
【典例解悟】1、解析：60克SiO2晶體即1molSiO2，晶體中含有Si－O鍵數(shù)目為4mol（每個硅原子、氧原子分別含有4個、2個未成對電子，各拿出一個單電子形成Si－O共價鍵），含4NA個Si－O鍵；SiO2晶體中含有無數(shù)的硅原子和氧原子，只是硅氧原子個數(shù)比為1：2。
答案：C
2、解析：在結(jié)構(gòu)相似的原子晶體中，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高。題目中所給的信息是有關(guān)SiC結(jié)構(gòu)的知識，通過信息加工并比較碳原子和硅原子的半徑，應(yīng)得出Si-Si鍵的鍵長比Si-C鍵的鍵長長，Si-C鍵比C-C鍵的鍵長長的結(jié)論，所以鍵能由高到低的順序應(yīng)該是C-C鍵C-Si鍵Si-Si鍵，由此可推出熔點(diǎn)由高到低的順序是①③②。
答案：A
3.解析　在原子晶體里，所有原子都以共價鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所以，影響原子晶體的熔點(diǎn)、硬度的主要因素就是共價鍵的鍵能大小，鍵能越大，原子晶體的熔點(diǎn)、硬度越高，而共價鍵的鍵能又與鍵長相關(guān)，一般來說，鍵長越短，鍵能越大，鍵長越長，鍵能越小。
答案　鍵長越短，鍵能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大；反之，鍵長越長，鍵能越小，熔點(diǎn)越低，硬度越小。
原子晶體物理性質(zhì)的差異主要是由共價鍵鍵能的不同造成的，鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。而鍵能又與鍵長有關(guān)，鍵長可由成鍵原子半徑的相對大小得出。一般來說，成鍵原子的半徑之和越大，鍵長越長，鍵能越小。
【對點(diǎn)練習(xí)】
參考答案：1、BC2、B3、B、D4、A5、C6、A7、D8、A
9.（1）原子（2）1260°
【課后作業(yè)】
1.答案　B
2．答案　B
3.有答案　C
4．答案　不一定，如稀有氣體晶體中只有分子間作用力而無化學(xué)鍵。分子晶體熔化時只破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。
5．答案　SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，熔化時破壞的分別是為共價鍵和分子間作用力，故SiO2熔、沸點(diǎn)高，而CO2熔、沸點(diǎn)低。
5.答案　(1)原子　(2)Si3N4
(3)3SiCl4＋2N2＋6H2=====高溫Si3N4＋12HCl
6.答案　(1)12　(2)12　(3)12　1
7.答案　(1)12　鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色物質(zhì)生成　2Mg＋CO2=====點(diǎn)燃2MgO＋C
(2)③?、凇、佟iO2是原子晶體，CO2、CS2是分子晶體，所以SiO2熔點(diǎn)最高；CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS2的相對分子質(zhì)量大于CO2的相對分子質(zhì)量，所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2
8．答案　(1)D　4　原子　(2)E　2　(3)A　12
(4)C　離子　8　(5)B　分子　12