《原子晶體》導(dǎo)學(xué)案

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1、第 2課時(shí)原子晶體 卩舟■立融??母需無(wú)代 課程學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 知道原子晶體的概念，能夠區(qū)別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)特征和一般性質(zhì)。 知識(shí)體系檢理 1. 有的晶體的微觀空間里沒(méi)有分子，原子晶體就是其中之一。在原子晶體里，所有原子都以①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) ，是一個(gè)“巨分子”，又稱② 2. 金剛石是③，天然的金剛石經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)則多面體的外形，從這種外形就可以想象，在金剛石晶體中，每個(gè) 碳原子以四個(gè)共價(jià)單鍵④與相鄰的 4個(gè)碳原子結(jié)合，C-C-C夾角為109° 28；即金剛石中的碳以⑤雜化軌道形 成共價(jià)鍵。 3. 金剛

2、石里的C — C共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)⑥，鍵能⑦，這一結(jié)構(gòu)使金剛石在所有已知晶體中硬度⑧ ，而且熔點(diǎn)也 ⑨。⑩、 是原子晶體的特性 4.SQ2也是典型的原子晶體。 SiO2具有許多重要用途 制造?、 、人造寶石、 、硅光電池、芯片 和光導(dǎo)纖維的原料 5.常見(jiàn)的原子晶體還有：(1)RI，如硼、硅等；(2)，如碳化硅(SiC,俗稱金剛砂)、氮化硼(BN)等。 1. 原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式，為什么？ 2. 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 3. “具有共價(jià)鍵的晶體叫作原子晶體”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？ 4. 結(jié)合金剛石晶體結(jié)構(gòu)中晶胞示意圖分析，金

3、剛石晶胞共有多少個(gè)碳原子 ？每個(gè)晶胞實(shí)際擁有幾個(gè)碳原 子？ 思維探究與創(chuàng)新 MZ6SR 二 導(dǎo)學(xué)臥不畝不片 丿 嵐削禪it倍■*電 ￡點(diǎn)難點(diǎn)探究 探究1：原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ，其晶體模型如圖所示 認(rèn)真觀察晶體模型并回答下列問(wèn)題 (1) 二氧化硅晶體中最小的環(huán)為元環(huán)。 (2) 硅原子的配位數(shù)為。 (3) 二氧化硅晶體的熔點(diǎn)很高，原因是。 1. 原子晶體的巨分子與分子晶體的小分子有什么區(qū)別 2. 原子晶體熔化時(shí)破壞了什么作用力 3. 原子晶體的空間利用率為什么較低 下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型和晶體類型

4、均相同的是() ⑥硫黃和碘 ①SiO2和SO3②晶體硼和HCI③CO 2和S02④晶體硅和金剛石 ⑤晶體氖和晶體氮 A.①②③B.④⑤⑥C.③④⑥D(zhuǎn).①③⑤ 探究2:原子晶體熔、沸點(diǎn)比較 單質(zhì)硼有無(wú)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)(K) 3823 2573 沸點(diǎn)(K) 5100 2823 硬度(moh) 10 9.5 ⑴晶體硼屬于晶體，理由是 ⑵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(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn) 每個(gè)頂點(diǎn)上各有1個(gè)硼原子(如圖) 通過(guò)觀察圖形及推算，此正二十面

5、體結(jié)構(gòu)單元由個(gè)硼原子構(gòu)成。其中 B—B鍵之間的鍵角為 ⑶比較晶體硅與金剛石的熔、沸點(diǎn)，硬度大?。? 1. 原子晶體和分子晶體相比，哪種種類多？ 2. 常見(jiàn)的原子晶體中與金剛石結(jié)構(gòu)相似的有哪些 3. 原子晶體中共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，其熔、沸點(diǎn)是否越高？ 下列晶體性質(zhì)的比較中不正確.的是（） A. 沸點(diǎn):NH 3>PH3 B. 熔點(diǎn):Sil4>SiBr4>SiCl4 C. 硬度：白磷 >冰>二氧化硅 D.硬度:金剛石 >碳化硅 > 晶體硅 技能應(yīng)用與拓展1 基礎(chǔ)智能檢測(cè) 1. 下列有關(guān)晶體的說(shuō)法中，正確的是（） A. 分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定 B. 原子晶體

6、中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高 C. 冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂 D. 原子晶體中只存在極性共價(jià)鍵，不可能存在其他類型的化學(xué)鍵 2. 下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說(shuō)法不正確..的是（）。 A.原子晶體硬度通常比分子晶體大 B.原子晶體的熔沸點(diǎn)較高 C. 分子晶體中有的水溶液能導(dǎo)電 D. 金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體 3. 下列表示分子式的是()。 A.SiCB.C（金剛石）C.HCID.SiO 2 呻護(hù)11.鼻杞,楓命$ t優(yōu) -全新視角拓廉 4. 山A>VA族元素組成的化合物 GaN、GaP、GaAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅相似。 (1) 在Ga

7、N晶體中，每個(gè)鎵原子與個(gè)氮原子相連，與同一個(gè)鎵原子相連的氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為。 ⑵GaN屬于晶體 (3)GaN、GaP、GaAs的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)? Jt— 琛于佛枷皿典輸披椰特令*是三雄的黑價(jià)號(hào)黑就拐科 原手晶休 L—V 常見(jiàn)的以子品株！」把縫㈣?、！■牝福(BN)嘩 (3) <些氧*tM,如*晶(需⑻琴 參考答案 知識(shí)體系梳理 ①共價(jià)鍵②共價(jià)晶體③原子晶體④對(duì)稱地⑤Sp3⑥很短⑦很大⑧最大⑨很高⑩高硬度呱：高熔點(diǎn) 水泥 玻璃I；蛍;|單晶硅某些非金屬單質(zhì)用某些非金屬化合物 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流 1. 不能;因原子晶體是一個(gè)

8、“巨分子”其化學(xué)式僅代表晶體內(nèi)的原子個(gè)數(shù)之比，不代表其分子式。 2. 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，：'：—"：鍵、智一濯 鍵、］：：??—「??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?yàn)殒I能|一 |一鍵> >.鍵> 仃、.in鍵，所以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn) 和硬度依次下降。 3. 不對(duì);如HCI、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體；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。 4.18個(gè)碳原子，分布于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)面心和4個(gè)體內(nèi)。實(shí)際擁有8個(gè)碳原子。 重點(diǎn)難點(diǎn)探究

9、 探究1： 互動(dòng)探究 (1)12 ⑵4 (3)二氧化硅晶體熔化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵 【解析】(1)選取最小環(huán)，環(huán)中含6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子。(2)每個(gè)硅與4個(gè)氧原子連接，硅原子的配位數(shù)為4。(3)二氧化 硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵，因此二氧化硅晶體的熔點(diǎn)很高。 探究拓展 1. 分子晶體的小分子通常較小，是一個(gè)微觀概念；原子晶體的巨分子是一個(gè)宏觀概念。 2. 共價(jià)鍵。 3. 原子晶體中原子間存在共價(jià)鍵，共價(jià)鍵有方向性，所以原子所占的空間利用率較低。 探究體驗(yàn)C 【解析】屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO 2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于原子晶體的

10、有 Si02、晶體硼、 晶體硅和金剛石。但晶體氖由稀有氣體分子組成，稀有氣體為單原子分子，分子間不存在化學(xué)鍵。解題時(shí)應(yīng)注意化學(xué)鍵類 型的判斷。 探究2: 互動(dòng)探究 (1) 原子晶體;晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大 (2) 12; 60° ⑶晶體硅的熔、沸點(diǎn)低于金剛石，硬度小于金剛石 【解析】(1)晶體硼的熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大，屬于原子晶體。(2)硼原子個(gè)數(shù)可數(shù)出來(lái)：邊上6個(gè)、前面3個(gè)、后面3個(gè) 共12個(gè);正三角形內(nèi)角為60。。(3)只有結(jié)構(gòu)相似的原子晶體才可用鍵長(zhǎng)判斷熔、沸點(diǎn)高低 ，金剛石與晶體硅結(jié)構(gòu)相似，與 晶體硼結(jié)構(gòu)不相似。 探究拓展 1. 分子晶體種類多。 2. 晶體

11、硅、鍺、碳化硅等。 3. 不一定，還與結(jié)構(gòu)有關(guān)，如二氧化硅的熔、沸點(diǎn)低于碳化硅。 探究體驗(yàn)C 【解析】A項(xiàng)中注意NH3分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)NH3>PH3，正確;B項(xiàng)中三種物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似，且均為分子晶體，熔點(diǎn) 隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高，正確;C項(xiàng)中白磷和冰都是分子晶體，硬度小，而二氧化硅是原子晶體，硬度大,錯(cuò)誤;D項(xiàng)中的 三種物質(zhì)都是原子晶體，由于原子半徑CC — Si>Si — Si,而鍵能越大，原 子晶體的硬度越大，正確。 基礎(chǔ)智能檢測(cè) 全新視角拓展 4. (1)4;正四面體形 ⑵原子 (3) GaAs