原子晶体与分子晶体

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1、青岛科技大学第三节原子晶体与分子晶体二氧化碳和二氧化硅中碳和硅都是+4价，都是共价化合物。下面是二者物理性质的比较。二氧化硅二氧化碳（晶体干冰）水晶主要成分二氧化硅干冰主要成分是二氧化碳硬度大硬度小熔沸点很高熔沸点很低光导纤维，数据传输人造云雾同样都是正四价化合物，都是由共价键组成，二者的差别怎么这样大呢？物质的性质是由物质的结构决定的。分析比较CO2和SiO2的结构，才能够解决上述难题。带着这个问题，我们开始本节知识的学习，走进原子晶体和分子晶体的世界。一：细品教材一、原子晶体1.原子晶体定义：相邻原子之间以

2、共价键相结合而形成空间网状结构的晶体称为原子晶体。小结：⑴原子晶体的基本微粒：原子⑵形成原子晶体的作用力：共价键。在原子晶体中只存在共价键，没有分子间作用力和其他相互作用。2.常见的原子晶体：金刚石、晶体硅、晶体硼、二氧化硅、碳化硅等小结：记忆原子晶体时，分为单质和化合物两类来记。非金属单质：金刚石、晶体硅、晶体硼共价化合物：二氧化硅、碳化硅3.原子晶体的物理性质：原子晶体中的原子以较强共价键相连接，因此在晶体中，原子不遵循紧密堆积原则;原子晶体一般熔点都很高，硬度都很大，这是由于原子晶体熔化时必须破坏其中的共

3、价键，而共价键的键能相对较大，破坏它们需要很多的能量。另外原子晶体还具有难溶于水，固态时不导电等性质。小结：结构决定性质:原子晶体是由中性原子构成的，原子间通过共价键紧密地连接在一起。共价键的饱和性和方向性决定了原子晶体中每个原子的配位数是一定的，原子的相对位置也是确定的，彼此连接形成稳定的空间立体网状结构。4.常见的几种原子晶体的结构：⑴金刚石在金刚石晶体里，每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。这些正四面体结构向空间发展，构成一个坚实的

4、、彼此联结的空间网状晶体。金刚石晶体中所有C-C键长相等，键角相等（均为109028’9青岛科技大学）；晶体中最小碳环由6个C组成且六者不在同一平面内；晶体中每个C参与了4条C-C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子个数与C-C键数之比为1：（4×1/2）＝1：2。小结：①金刚石晶体中每个碳原子以SP3杂化和它紧邻的的四个碳原子以共价键相互结合。②晶体硅的晶体结构跟金刚石相近，即把金刚石中的碳原子换成硅原子。例1：在amol金刚石中含C—C键数为（C）A、4a×6.02×1023B、a×6.02×10

5、23C、2a×6.02×1023D、8a×6.02×1023（2）水晶：水晶是由硅原子和氧原子组成的空间立体网状的原子晶体，在SiO2晶体中，每个Si原子周围结合4个O原子，Si原子位于四面体的中心，氧原子分别位于4个顶点，同时每个O原子与2个Si原子相结合，也就是说，每个氧原子被2个硅氧四面体所共用，在每个四面体中占有一个Si原子、2个O原子，所以SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例组合成的立体网状的晶体，并不存在单个的SiO2分子。原子晶体中的微粒是原子，因此原子晶体中不存在单个分子。所以原子晶体

6、的化学式如SiO2代表硅元素原子和氧气元素原子个数比为1:2，并不代表分子。小结：SiO2晶体结构相当于将金刚石中的C原子全都改换为Si原子，同时在每两个Si原子中心联线的中间增添一个O原子，在晶体中只存在Si－O键，不存在Si－Si键和O－O键。例2：关于SiO2晶体的叙述正确的是（C）　　A、通常状况下，60克SiO2晶体中含有的分子数为NA（NA表示阿伏加德罗常数的数值）　　B、60克SiO2晶体中，含有2NA个Si－O键　　C、晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点　　D、SiO2晶

7、体中含有1个硅原子，2个氧原子5.原子晶体的熔点高低与其内部的结构密切相关：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，晶体的熔点就高。小结：原子晶体共价键的强弱的比较：一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其熔、沸点越高。如：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。例3：碳化硅（SiC）的一种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出现的，即每个Si原子处于四个C原子构成的四面体的内部，每个C原子也处于四个Si原子构成的四面体的内部。下列三种晶体：①金刚石②晶体硅③碳化硅中，它们

8、的熔点由高到低的顺序是（）A、①③②　B、②③①C、③①②　D、②①③解析：在结构相似的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。答案：A二、分子晶体9青岛科技大学1.分子晶体定义：分子间通过分子间作用力构成的晶体称为分子晶体。（1）构成分子晶体的粒子是分子，粒子间的相互作用是分子间作用力（2）原子首先通过共价键结合成分子，分子作为基本构成微粒，通过分子间作用力结合成