物质结构与性质原子晶体.ppt

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1、,物质结构与性质,第三章第三节,1)概念,原子晶体,相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体,原子,很高,共价键,很大,2)常见的原子晶体,某些非金属单质 如金刚石（C）、晶体硅（Si）、晶体硼（B）、晶体锗（Ge）,某些非金属化合物 如金刚砂（SiC）、氮化硼（BN）,某些氧化物 如水晶（SiO2）,原子晶体,在金刚石晶体中，碳原子以sp3杂化轨道和它紧邻的四个碳原子以共价键结合在一起形成空间网状结构，C-C键键长为0.154nm，键角为109.5，键能为347kJ/mol。这种特殊的排列方式造就了金刚石晶体的独特性质。要破坏或熔化金刚石，必须破坏其中的共价键，这需要非常大的能量

2、，因此金刚石是一种熔点很高、硬度很大、性质十分稳定的物质。,金刚石,金刚石的晶体结构,109.5,每个碳原子周围排列的碳原子只能有四个,共价键的方向性和饱和性,sp3杂化,金刚石中碳原子数与C-C键数之比为1:2，即含1mol碳原子的金刚石晶体含有2molC-C键。,金刚石中最小的环是六元环，每个环上有6个碳原子。,金刚石的晶体结构,金刚石的晶体结构：,每个碳原子以 sp3 杂化轨道和与它紧邻的 四个碳原子以共价键相互结合在一起。,碳原子与共价键个数之比：1:2,决 定,金刚石的主要物理性质：,熔点很高，硬度很大，耐磨损，晶莹剔透，不导电,决定,金刚石的用途：,耐磨轴承，钻头，首饰等,金刚石晶

3、胞,1、金刚石晶胞中C原子的配位数是,2、一个金刚石晶胞中实际拥有 个碳原子。,4,8,二氧化硅的晶体结构,109.5,sp3杂化,二氧化硅晶体中，硅原子数与Si-O键数之比为1:4，即含1mol硅原子的二氧化硅中含有4molSi-O键。,二氧化硅晶体中，最小的环为6个硅原子和6个氧原子组成的十二元环。,二氧化硅晶体中，硅原子和氧原子个数比是1:2。,碳化硅的晶体结构,在碳化硅晶体中，硅原子和碳原子的位置是交替，所以在晶体硅中硅与碳的原子个数比是1:1。碳化硅硬度大，且具有耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，可用于做磨料、耐火材料、电热元件，还可用来制造机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等。,3、

4、为什么结构相似的原子晶体的熔点差别较大？,2、原子晶体熔化时必须破坏其中的共价键，而共价键的键能相对较大，破坏它们需要很高的温度，所以原子晶体具有很高的熔点。,3、原子晶体熔点的高低与其内部结构密切相关：对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。比如：熔点 金刚石碳化硅晶体硅,1、原子晶体一般熔点都很高，硬度都很大。,1、观察上表能得出什么结论？,2、为什么原子晶体大都具有较高的熔点？、,原子晶体的性质,一般不导电,难溶于一些常见的溶剂,熔沸点很高,硬度很大,例题一,观察右面的金刚石结构，回答下列问题 1、最小碳环中的碳原子数是 个 2、金刚石中碳原子的杂化

5、方式是，C-C-C键之间的夹角是 3、金刚石中碳原子与C-C键的数目之比 为,6,1:2,sp3,109.5,例题二,观察右边二氧化硅晶体的结构，回答下列问题。1、在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由 个原子构成2、在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，杂化方式是，Si-O-Si键与Si-O-Si键的夹角是,12,sp3,109.5,例题二,3、二氧化硅属于重要的无机非金属材料之一，请列举两项二氧化硅的主要用途。,4、下列说法正确的是凡是原子晶体都含有共价键 凡是原子晶体都有正四面体结构凡是原子晶体都有空间网状结构 凡是原子晶体都有很高的熔点,制造石英玻璃、制造光导

6、纤维(或制造石英表中的压电材料）,例题三,科学家成功制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展的结构，下列对该晶体的叙述错误的是A.该晶体类型是原子晶体B.该晶体中碳原子和氧原子的个数比1:2C.晶体中碳原子数与C-O化学键数之比为1:2D.晶体的空间最小环共有6个原子构成E.硬度很大，可用做耐磨材料F.容易液化，可作制冷材料,CDF,阴阳离子,离子键,无方向性和饱和性,NaCl型CsCl型ZnS型,较大,较高,在水溶液中或熔融状态导电,金属阳离子和自由电子,金属键,A1型Cu、Pt等A2型K、Na等A3型Mg、Zn等,不一定,不一定,良好,原子,共价键,有方向性和饱和性,较为松散的空间网状结构,大,高,差,Thank you!,一个人只有在全力以赴的时候,才能发挥出最大潜能,