學(xué)習(xí)時(shí)間 2011 — 2012學(xué)年上學(xué)期 周
【課標(biāo)要求】 知識(shí)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(shuō)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(zhǎng)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(gè)C與多少個(gè)C成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個(gè)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(gè)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(shí)，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(jiàn)的原子晶體：________________________________
【學(xué)與問(wèn)】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(jià)鍵的晶體叫做原子晶體�！边@種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？

【閱讀】P69-71 (通過(guò)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(gè)Si－O鍵
　　C、晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氧原子處于同一四面體的4個(gè)頂點(diǎn)
　　D、SiO2晶體中含有1個(gè)硅原子，2個(gè)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(gè)Si原子處于四個(gè)C原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部，每個(gè)C原子也處于四個(gè)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、②③① C、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(qǐng)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/kJ?mol－1鍵長(zhǎng)/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(jiàn)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(duì)分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________，微粒間的相互作用是_____ ______；
對(duì)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(duì)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、CI4>CBr4>CCl4>CH4
C、MgO>H2O>O2>N2 D、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(wú)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(shuō)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(shuō)法正確的是（ ）
　　A、在晶體中只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子。 　　B、在晶體中只要有陽(yáng)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(cè)陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。在一定條件下，氮化鋁可通過(guò)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(jià)為－3價(jià) 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(cuò)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(shí)不破壞共價(jià)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.①③② B.②③① C.③①② D.②①③
9.單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種，參考下列數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)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(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)硼原子，通過(guò)觀察圖形及推算，可知此結(jié)構(gòu)單元是由 個(gè)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(shí)，所克服的微粒間作用與氮化硼熔化時(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
2．在40 GPa高壓下，用激光器加熱到1 800 K時(shí)，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(shuō)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．1 mol原子晶體干冰中含2 mol C—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(gè)電子
B．在12 g金剛石中，含C—C共價(jià)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(jià)鍵嗎？分子晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)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1 300℃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(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請(qǐng)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(qǐng)認(rèn)真觀察該晶體模型后回答以下問(wèn)題：

(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)為________元環(huán)。
(2)每個(gè)硅原子為________個(gè)最小環(huán)共有。
(3)每個(gè)最小環(huán)平均擁有________個(gè)硅原子、________個(gè)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(gè)CO2分子周圍有　　　個(gè)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(hào)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(hào)字母，下同)　　　　，其中每個(gè)碳原子與______個(gè)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(gè)正六邊形占有碳原子數(shù)平均為______個(gè)。
(3)其中代表NaCl的是________，每個(gè)Na＋周圍與它最接近且距離相等的Na＋有________個(gè)。
(4)代表CsCl的是________，它屬于________晶體，每個(gè)Cs＋與______個(gè)Cl－緊鄰。
(5)代表干冰的是________，它屬于________晶體，每個(gè)CO2分子與______個(gè)CO2分子緊鄰。

疑點(diǎn)反饋：（通過(guò)本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒(méi)有搞懂的知識(shí)，請(qǐng)記錄下來(lái)）
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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(shí)）
【閱讀與思考】1．相鄰原子間以共價(jià)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(jià)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(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子；同時(shí)，每個(gè)O原子跟2個(gè)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(wèn)】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(zhǎng)依次增大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，而熔化時(shí)破壞的是共價(jià)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(duì)。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價(jià)鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價(jià)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(gè)硅原子、氧原子分別含有4個(gè)、2個(gè)未成對(duì)電子，各拿出一個(gè)單電子形成Si－O共價(jià)鍵），含4NA個(gè)Si－O鍵；SiO2晶體中含有無(wú)數(shù)的硅原子和氧原子，只是硅氧原子個(gè)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(zhǎng)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(shí)，通過(guò)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(zhǎng)比Si-C鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，Si-C鍵比C-C鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)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(jià)鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)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(jià)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(jià)鍵的鍵能又與鍵長(zhǎng)相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。
答案　鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大；反之，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，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(jià)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(zhǎng)有關(guān)，鍵長(zhǎng)可由成鍵原子半徑的相對(duì)大小得出。一般來(lái)說(shuō)，成鍵原子的半徑之和越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。
【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】
參考答案：1、 BC 2、B 3、B、D 4、A 5、C 6、A 7、D 8、A
9. （1）原子 （2）12 60°
【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(wú)化學(xué)鍵。分子晶體熔化時(shí)只破壞分子間作用力，不破壞共價(jià)鍵。
5．答案　SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，熔化時(shí)破壞的分別是為共價(jià)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�SiO2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(duì)分子質(zhì)量大于CO2的相對(duì)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

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