人教版选修3第二节《分子晶体与原子晶体》word学案Word文档格式.docx
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（5）大多数有机物：
从另一个角度讲：
所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质（除汞外）、易挥发的固体物质都属于分子晶体。
大多数分子晶体结构有如下特征：
如果分子间作用力只是范德华力。
以一个分子为中心，其周围通常可以有几个紧邻的分子。
如图3-10的O2，C60，我们把这一特征叫做。
如果分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取密堆积的方式。
4、分子晶体结构特征
（1）只有范德华力，分子间无氢键——若以一个分子为中心，其周围通常可以有个紧邻的分子，如图3-10的O2，C60，分子晶体的这一特征称为。
分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），分子就不会采取密堆积的方式。
（2）分子间有氢键——不具有分子密堆积特征（如：
HF、冰、NH3）
观察课本P66冰的晶体结构图示，讨论回答：
在冰的晶体中，每个水分子周围只有个紧邻的水分子，形成。
氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙使得冰的密度。
还有一种晶体叫做干冰，它是固体的晶体。
干冰外观像冰，干冰不是冰。
其熔点比冰，在常压下极易。
干冰在工业上广泛用作。
观察课本P66干冰的晶体结构晶胞模型。
干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积，每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有个。
小结：
完成表格
晶体类型
分子晶体
结构
构成晶体的粒子
粒子间的相互作用力
性质
硬度
熔沸点
导电性
溶解性
资料卡片：
Mg+CO2——
[阅读]科学视野：
天然气水合物——一种潜在的能源
许多气体可以与水形成水合物晶体。
最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·
8H20的水合物晶体。
20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。
这种晶体的主要气体成分是甲烷，因而又称甲烷水合物。
它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”………
第二节分子晶体与原子晶体（第二课时）
【课前预习】1、什么是原子晶体？
哪些物质由原子组成？
原子晶体具有哪些性质？
2、了解金刚石的结构模型。
思考与交流
【教学目标】掌握原子晶体的概念、结构特点及结构对性质的影响。
CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。
有的晶体的微观空间里没有分子，原子晶体就是其中之一。
在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。
二、原子晶体（共价晶体）
。
构成原子晶体的粒子是，
原子间的相互作用：
观察课本P68图3-14金刚石的多面体外型、晶体结构、晶胞示意图：
金刚石晶体：
典型的原子晶体，在金刚石晶体中，每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的
个碳原子结合，C—C—C夹角为，即金刚石中的碳取杂化轨道形成共价键。
在金刚石晶体中，最小的环为元环，每个C原子为个环共用。
思考：
金刚石的物理性质与C—C共价键参数有什么关系？
金刚石里的C—C共价键的键长（154pm）很短，键能（347.7kJ／mo1）很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度最大，而且熔点（>
3550℃）也很高。
高硬度、高熔点是原子晶体的特性。
特点：
硬度最大、熔点高。
SiO2原子晶体：
自然界里有许多矿物和岩石，化学式都是SiO2，也是典型的原子晶体。
在SiO2晶体中，最小的环为元环，每个Si原子为个环共用，每个O原子为个环共用。
SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。
以二氧化硅为原料的高科技产品：
2、常见的原子晶体
某些非金属单质：
某些非金属化合物：
某些氧化物：
[学与问]
1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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?
对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？
[自学1]资料卡片—某些原子的熔点和硬度
原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点／℃
3900
3000
2700
1710
1410
1211
硬度°
10
9．5
7
6．5
6．0
3、原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体一般具有：
（1）
（2）
（3）（4）
[自学1]资料莫氏硬度
“硬度是衡量固体软硬程度的指标。
硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻划时出现刻痕的固体的硬度较低。
全刚石不能被任何天然矿物刻划出封痕，因而是最硬的。
以金刚石的硬度为10，以另9种天然矿物为代表，可将摩氏硬度分为十度，
[自学2]科学视野—金刚石
经过琢磨的金刚石称为钻石，透光度高，纯净的金刚石无色透明，含杂质则呈蓝、黄、棕、绿、黑等色。
习惯上钻石的质量按克拉计算（1克拉等于200mg），超过10克拉就被视为珍品，至今最大的金刚石是“非洲之星”，发现于1906年，质量为3025克拉。
我国发现的最大金刚石是281.25克拉的“金鸡钻”（发现于1937年），被日本侵略者掠去，至今下落不明。
【课后提升1】分子晶体班级学号姓名
1．常温常压下为分子晶体是（）
A．碘B．水C．硫酸铵D．CO2
2．为缓解北京地区的旱情，有关部门选择适宜的条件和方法，向大气中发射催雨剂，其主要成分是干冰（固态CO2）、液氮、碘化银等。
下列有关叙述不正确的是：
（）
A．干冰和液氮都是由分子构成的B．干冰和液氮的分子中都有非极性共价键
C．干冰和液氮催雨的原理都属于物理变化D．碘化银粒在冷云中产生冰晶，起到催雨作用
3．下列物质固态时，一定是分子晶体的是（）
A．酸性氧化物B．非金属单质C．碱性氧化物D．含氧酸
4．下列性质中，适合于分子晶体的是（）
A．熔点1070℃,易溶于水,水溶液能导电B．熔点10.31℃,液态不导电,水溶液能导电
C．能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点444.6℃D．熔点97.81℃,质软,导电,密度0.97g/cm3
5．石墨晶体中，层与层之间的结合力是（）
A．金属键B．共价键C．分子间力D．离子键
6．SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推断：
①SiCl4晶体是分子晶体；
②常温常压SiCl4不是气体；
③SiCl4分子是由极性键构成的非极性分子；
④SiCl4熔点高于CCl4。
其中正确的是（）
A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③④
7．水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是—60.7°
C，引起这种差异的主要原因是（）
A．范德华力B．共价键C．氢键D．相对分子质量
8．干冰是CO2的晶体，则存在于晶体中的作用力为（）
A．氢键B．分子间作用力C．共价键D．离子键
9．CO2晶体中具有相同的距离的CO2分子数最多为（）
A．12B．8C．6D．4
10．下列各组中都属于分子晶体的是（）
A．碘、二氧化碳、白磷、C60B．食盐、二氧化碳、白磷、二氧化硅
C．SO2、金刚石、N2、铜D．醋酸、甲烷、石墨、氧化钠
11．分子晶体一般具有的性质（）
A．能溶于水B．熔沸点较高
C．通常状况下有些是固体，有些是气体，也有是液体的D．硬度一般较大
12．在石墨晶体里，每一层由无数个正六边形构成，同一层内每个碳原子与相邻的三个碳原子以C-C键结合，则石墨晶体中碳原子数与C-C键数之比为（）
A．1：
1B．2：
1C．2：
3D．3：
2
13．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。
天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子，若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（）
A．CH4·
14H2OB．CH4·
8H2OC．CH4·
（23/3）H2OD．CH4·
6H2O
14．乙醇易溶于水中，这可以用以下的理由解释（）
A．相似相溶B．乙醇分子与水易形成氢键
C．乙醇分子与水之间形成了化学键D．两者的晶体类型相同
15．下列不存在化学键的晶体是（）
A．硝酸钾B．干冰C．石墨D．固体氩
16．完成表格
硬度
17．已知氯化铝的熔点为190℃（2.02×
105Pa），但它在180℃和常压下即开始升华。
（1）氯化铝是晶体（填“离子”或“分子”）。
（2）在500℃，1.01×
105Pa时，氯化铝的蒸气密度（换算成标准状况）为11.92g·
L－1，且已知它
的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为。
（3）设计一个更可靠的实验，证明氯化铝是离子晶体还是分子晶体，你的实验是
18．已知BBr3的熔点是－46℃，KBr的熔点是734℃，试估计它们各属于哪一类晶体。
19．下图为甲烷晶体的晶胞，每个晶胞含有几个甲
烷分子？
此晶体在常温、常压下不能存在的原因
是什么？
【课后提升2】原子晶体班级学号姓名
1．构成原子晶体的微粒及作用力是（）
A．原子、共价键B．分子、共价键
C．原子、分子间作用力D．分子、分子间作用力
2．下列晶体中由原子直接构成的单质有（）
A．硫B．氦气C．金刚石D．金属镁
3．固体熔化时必须破坏非极性共价键的是（）
Ａ．冰Ｂ．晶体硅Ｃ．溴单质Ｄ．二氧化硅
4．第三周期元素形成的单质中，属于原子晶体的是（）
A．金刚砂B．金刚石C．单晶硅D．二氧化碳
5．碳化硅的一种晶体（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。
下列三种晶体：
①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是（）
A．①③②B．②③①C．③①②D．②①③
6．1999年美国《科学》杂志报道：
在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是（）
A．该原子晶体中含有极性键B．该原子晶体易气化，可用作制冷材料
C．该原子晶体有很高的熔点、沸点D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料
7．在60gSiO2晶体中，含有Si—O键的物质的量为（）
A．1molB．2molC．3molD．4mol
8．下列物质的熔点均按由高到低的排列，其原因是由于键能由大到小排列的是（）
A．铝、钠、干冰B．金刚石、碳化硅、晶体硅
C．碘化氢、溴化氢、氯化氢D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
9．在金刚石晶体的网状结构中，含有共价键形式的碳原子环，其中最小的碳环中的碳原子数和
C－C键之间的夹角是（）
A．6个，1200B．6个，109.50C．5个，109.50D．5个，1200
10．下列说法正确的是（）
A．124gP4含有的P－P键的个数为6NAB．12g石墨中含有的C－C键的个数为2NA
C．12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5NAD．60gSiO2中含Si－O键的个数为2NA
11．下列数据是对应物质的熔点（0C），据此做出的下列判断中错误的是（）
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
-107
2073
-57
1723
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
12．《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80MPa下合成出金刚石，具有深远意义。
下列说法不正确的是（）
A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠D．金刚石中只含有非极性共价键
13．北约轰炸南联盟时，大量投掷了石墨炸弹和贫铀炸弹，贫铀炸弹能穿透坦克和装甲车，下列有关说法不正确的是（）
A．投掷石墨炸弹破坏供电系统B．投掷石墨炸弹使部队受到杀伤
C．投掷贫铀炸弹破坏机械化部队战斗力D．投掷贫铀炸弹造成放射性污染
14．右图是石英晶体平面示意图,它实际上是立体的网状结构,其中硅、氧原子数之比为，原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为左图。
二聚硅酸根离子Si2O76-中，只有硅氧键，它的结构可表
示为。
15．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（填晶体类型）。
（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原子和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，可得较高纯度得氮化硅。
反应得化学方程式为___________________________________________________________________。
16．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）：
（1）C60、金刚石和石墨三者互为_____________。
A．同分异构体B．同素异形体C．同系物D．同位素
（2）固态时，C60属于________晶体（填“离子”、“原子”或“分子”）。
（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_______NA个。
二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。
二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_________________。
（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_________________。
【课后提升3】综合练习班级学号姓名
1．下列说法中，正确的是（）
A．冰溶化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
2．金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里所包含的碳原子数（）
A．前者多B．后者多C．相等D．无法确定
3．分子晶体中如果不是由于分子本身形状的影响，它的晶体将取密堆积结构，原因是分子晶体中
A．分子间作用力无一定方向性B．占据晶格结点的微粒是原子（）
C．化学键是共价键D．三者都是
4．氮化硼很难熔化，加热至3000℃方可气化，下列对氮化硼的叙述，不正确的是（）
A．氮化硼是分子晶体B．氮化硼是原子晶体
C．氮化硼是离子晶体D．化学式为BN
5．分子晶体在通常情况下不具有的性质是（）
A．晶体微粒是分子B．干燥或熔化时均能导电
C．晶体内微粒间以范德华力结合D．熔点和沸点一般低于原子晶体和离子晶体
6．有下列物质①白磷②金刚石③石墨④二氧化硅⑤甲烷⑥四氯化碳⑦单质硅⑧铵离子，其分子结构或晶体结构单元中存在正四面体的是（）
A．除③外B．①②⑤⑥C．除③⑧外D．除③④⑦⑧
7．下列叙述中正确的是（）
A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定
C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高
D．原子晶体中，构成晶体的微粒一定是相同的原子
8．构成SiO2的化学键在性质上和构成CO2分子的共价键都是极性键所以（）
A．SiO2和CO2都属于原子晶体B．SiO2和CO2都是分子晶体
C．前者是原子晶体，后者是分子晶体D．前者是分子晶体，后者是原子晶体
9．下列比较正确的是（）
A．化学键的键能由大到小：
金刚石>
碳化硅>
硅>
B．熔沸点由高到低：
氯化钠>
氧化铝>
二氧化碳
C．硬度由大到小：
C60>
铁>
氯化钠
D．导电性能由强到弱：
金>
铜>
石墨>
10．下表是某些原子晶体的熔点和硬度
氧化铝
熔点/℃
2700
2030
9.5
9
6.5
6.0
分析表中的数据，判断下列叙述正确的是（）
A．构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高
B．构成原子晶体的原子间的共价键越大，晶体的熔点越高
C．构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大
D．构成原子晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大
11．2003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1:
2B．该晶体的熔点、沸点高，硬度大
C．晶体中C—O—C键角为180°
D．晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构
12．单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答：
（1）晶体硼的晶体类型属于__________晶体，理由是___________。
（2）已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。
通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的，其中B—B键的键角为____________，共含有___________个B—B键。
13.溴化碘IBr是一种卤素互化物，它有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质很相似，它在常温、常压是深红色固体，熔点41℃，沸点116℃，固体溴化碘是________晶体，含有_________键。
14．
（1）二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有________个氧原子，每个氧原子周围有________个硅原子，硅氧原子个数比为________。
（2）石墨晶体结构如图所示，每一层由无数个正六边形构成。
平均每个正六边形所占有的碳原子数目为________、
平均每个正六边形所占有的共价键数目为________。
【课后提升1】分子晶体参考答案
1.B2.B3.D4.BC
5．C6．D7．C8．BC9．A10．A11．C12．C13．B14．AB15.D
16.
分子
分子间作用力
小
较低
固态熔融状态不导电
相似相溶
17．分子
（2）
（3）在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体，若不导电，则为分子晶体。
18．BBr3是分子晶体，KBr是离子晶体。
【课后提升2】原子晶体参考答案
1．A2．BC3．B4．C5．A6．B7．D8．A9．B10．A11．B12.B13.B
14．1：
【课后提升3】综合练习参考答案
1．B2．C3．A4．AC5．B6．A7．A8．C9．A10．BD11．C
12.
（1）原子；
熔点高，硬度大，并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间
（2）12；
60°
；
30
13.分子晶体、极性键
14．
（1）4；
2；
1︰2
（2）2;
3
【跟踪训练】
【思考与交流】第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。
天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳五个CH4分子或1个游离H2O分子。
根据上述信息，完成下列小题：
1、下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是
A、两种都是极性分子B、两种都是非极性分子
C、CH4是极性分子，H2O是非极性分子D、H2O是极性分子，CH4是非极性分子
2、若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为
A、CH4·
14H2OB、CH4·
8H2OC、CH4·
（23/3）H2OD、CH4·
6H2O
3、若有一种“可燃冰”组成为CH4·
5.75H2O的分子，则m（CH4）：
m（H2O）=
4、若要从“可燃冰”中分离出甲烷，可用下列两种方法：
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