1、原子晶体,金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？,由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如CC键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。,一. 原子晶体,相邻 间通过 结合而成的具有 结构的晶体,2、组成微粒:,3、微粒间作用力:,知识回顾,1、定义：,共价键,空间网状,原子,原子,共价键,4、 原子晶体的特点,、晶体中 单个分子存在；化学式只代表 。,没 有,原子个数之比,、熔、沸点 ；硬度 ； 溶于一般溶剂； 导电。,很 高,很 大,难,不,5、 影响原子晶体熔沸点、硬度大小的因素：,共价
2、键的强弱,键长的大小,一般键长越小，键能越 ，原子晶体的熔沸点越 ，硬度越 。,大,高,大,原子晶体,金刚石,金刚石晶胞,10928,共价键,金刚石的晶体结构,金刚石晶胞,正四面体,金刚石 的晶体结构模型,最小环为六元环,81/8+61/2+4=8,1在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有个 2在金刚石晶体中每个碳原子形成 共价键 3.在金刚石晶体中最小碳环由 碳原子来组成 4.每个碳原子可形成 个六元环,每个C-C键可以形成 个六元环。 5在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键个数之比是 .在金刚石晶胞中占有的碳原子数,4个,1 2,6个,4,8个,12,小结：,180,10928,Si,
3、O,共价键,二氧化硅的晶体结构,1. 在SiO2晶体中，每个硅原子与 个氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。 2. 在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 个共价键；每个氧原子形成 个共价键； 3. 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。,2,1：2,4,4,2,1：4,1：2,12,4.每个十二元环中平均含有硅原子,=61/12=1/2,硅原子个数与SiO 共价键个数之是 ；氧原子个数与SiO 共价键个数之比是 。,每个十二元环中平均含有SiO键,=121/6=2,小结：,石墨的晶体结构模型,石墨的晶体结构,石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成
4、六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构。在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层之间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。,(1)层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。,(2)每个碳原子为3个六元环所共有,每个C-C键为2个六元环所共有。,(3)每个六元环中平均含有碳原子,=61/3=2,每个六元环中平均含有C-C键,=61/2=3,即碳原子数:C-C键键数,=2:3,小结：,金刚石与石墨的比较,正四面体空间网状,
5、正六边形平面层状,共价键,共价键与范德华力,6个原子不同面,6个原子同面,4,3,61/6=1,61/2=3,61/12=1/2,61/3=2,仔细观察左边的示意图后，回答下列问题：金刚石与石墨的熔点均很高，那么二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？,教科书 P47,晶体硅（Si） 、金刚沙（SiC）都是与金刚石相似的原子晶体，请根据表3-6中数据分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。,键长: CC CSi SiSi,所以熔点、硬度: 金刚石SiCSi,结构相似的原子晶体，成键的原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高,硬度越大。,原子晶体的物理特性,在原子晶体中，由于原
6、子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的熔点和沸点高硬度大一般不导电且难溶于一些常见的溶剂,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）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,晶体类型 离子晶体 金属晶体 原子晶体,离子键 金属键 共价键,金属阳离子和自由电子 原子,少数很高或很低,NaCl、CsCl,微粒,结合力,熔沸点,典型实例,三种晶体的比较,金刚石,Cu 、A l,很高,较高,离子,解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高 金刚石硅锗,
7、1. 怎样从原子结构角度理解金刚石、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？,1. 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. 晶体中C、O原子个数比为12 B. 该晶体的熔点、沸点高、硬度大C. 晶体中COC键角为180D. 晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构,C,练 习,2. 氮化硅是一种新合成的材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是
8、( ) A. 硝石和金刚石 B. 晶体硅和水晶 C. 冰和干冰 D. 萘和蒽,B,练 习,3. 碳化硅（SiC）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的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 （ ）A. B. C. D. ,A,练 习,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，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应获得。 (1)氮化硅晶体属于_晶体。 (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原子与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保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_.,原子,Si3N4,练 习,5.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据,晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中BB键的键角为_。共含有_个BB,原子,熔点高、硬度大,12,60,30,练 习,
