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1、第三单元共价键原子第三单元共价键原子晶体晶体第1页，共83页，编辑于2022年，星期二2.共价键的成键微粒：共价键的成键微粒：原子原子1.1.共价键的定义：共价键的定义：原子间原子间通过通过共用电子对共用电子对所形所形 成的的化学键。成的的化学键。我们已经了解的共价键的概念：我们已经了解的共价键的概念：3.共价键的存在：共价键的存在：非金属单质非金属单质共价化合物共价化合物离子化合物离子化合物共价化合物：共价化合物：相邻的原子相邻的原子之间之间只只以共价键以共价键相连的化合物属相连的化合物属于共价化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。于共价化合物。如二氧化碳、水、甲烷等。第2页，共83页，编辑于20
2、22年，星期二学生活动学生活动1：写出下列分子的电子式和结构式写出下列分子的电子式和结构式 分子式分子式 电子式电子式 结构式结构式分子式分子式电子式电子式结构式结构式H2H2SN2CaF2NaOHCS2以上物质中哪些是离子化合物？哪些是以上物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？共价化合物？1 1、共价化合物中只含有共价键、共价化合物中只含有共价键2 2、离子化合物中一定含有离子键，、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键也可能含有共价键第3页，共83页，编辑于2022年，星期二通过学习有关共价键的知识，你知道下列问通过学习有关共价键的知识，你知道下列问题的答案吗？题的答案吗？n n
3、为什么氢分子是双原子分子而氦分子却是为什么氢分子是双原子分子而氦分子却是单原子分子呢？单原子分子呢？n n通过哪些元素的原子之间能形成共价键？通过哪些元素的原子之间能形成共价键？n n如何用电子式表示共价分子的形成过程？如何用电子式表示共价分子的形成过程？n n含有共价键的物质是否一定是共价分子？含有共价键的物质是否一定是共价分子？第4页，共83页，编辑于2022年，星期二第5页，共83页，编辑于2022年，星期二问题探究：问题探究：2个氢原子一定能形成氢分个氢原子一定能形成氢分子吗？子吗？第6页，共83页，编辑于2022年，星期二两个核外电子两个核外电子自旋方向自旋方向相相反反的氢原子靠近的
4、氢原子靠近第7页，共83页，编辑于2022年，星期二vr0V：势能势能 r：核间距核间距第8页，共83页，编辑于2022年，星期二r0vr0r0V：势能：势能r：核间距：核间距第9页，共83页，编辑于2022年，星期二r0v vr r0r r0 0 V V：势能：势能 r r：核间距：核间距第10页，共83页，编辑于2022年，星期二r0vr0r0V：势能：势能 r：核间距：核间距第11页，共83页，编辑于2022年，星期二 两个核外电子两个核外电子自旋方向自旋方向相同相同的氢原子靠近的氢原子靠近第12页，共83页，编辑于2022年，星期二vr0V：势能：势能 r：核间距：核间距第13页，共8
5、3页，编辑于2022年，星期二1 1、共价键的形成、共价键的形成（1）有）有自旋方向相反自旋方向相反的的未成对电子未成对电子（2）原子轨道要实现）原子轨道要实现最大限度最大限度的重叠的重叠第14页，共83页，编辑于2022年，星期二2 2、共价键的形成本质、共价键的形成本质 成键原子相互接近时，原子轨道成键原子相互接近时，原子轨道发生发生 ，自旋方向，自旋方向 ，的的 电子形成电子形成 ，两原子核间的，两原子核间的电子密度电子密度 ，体系的能量，体系的能量 。重叠重叠相反相反未成对未成对 共用电子对共用电子对增增 加加降低降低第15页，共83页，编辑于2022年，星期二交流与讨论交流与讨论金属
6、键、离子键不具有饱和性和方向性，共价键是否也没有饱金属键、离子键不具有饱和性和方向性，共价键是否也没有饱和性和方向性和性和方向性?阅读教材阅读教材P44，根据，根据N、O、F原子的轨道表示式，解释为什原子的轨道表示式，解释为什么它们与么它们与H原子形成的简单化合物分别为原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和和HF。第16页，共83页，编辑于2022年，星期二N N、OO、F F的电子排布式和轨道表示式的电子排布式和轨道表示式1s 1s 2s 2s 2p2p1s 1s 2s 2s 2p2p1s 1s 2s 2s 2p 2p第17页，共83页，编辑于2022年，星期二NHNH3 3H H2 2
7、O ON NH H1s1sO OH H2s2s2p2p1s1s2s2s2p2p共价键有饱和性！共价键有饱和性！H H2 2O OF FH H1s1s2s2s2p2p第18页，共83页，编辑于2022年，星期二3 3、共价键的特征、共价键的特征（1 1）具有饱和性）具有饱和性形成的共价键数形成的共价键数 =未成对电子数未成对电子数 在成键原子中，有几个在成键原子中，有几个未成对电子未成对电子通通常就只能形成常就只能形成几个共价键几个共价键，所以在共价，所以在共价分子中每个原子形成共价键数目是一定分子中每个原子形成共价键数目是一定的。的。第19页，共83页，编辑于2022年，星期二回忆：n n你已
8、经知道原子中各种电子云的形你已经知道原子中各种电子云的形状和伸展方向？状和伸展方向？第20页，共83页，编辑于2022年，星期二（2 2）具有方向性）具有方向性p第21页，共83页，编辑于2022年，星期二原因：原因：成键成键原子轨道只有采用最大重叠才能形成稳定的共原子轨道只有采用最大重叠才能形成稳定的共价键价键。由于由于p,d,fp,d,f轨道在空间有不同的伸展方向轨道在空间有不同的伸展方向，即有，即有方向性，因此共价键有方向性。方向性，因此共价键有方向性。(2)(2)方向性方向性第22页，共83页，编辑于2022年，星期二小结：小结：共价键的形成条件共价键的形成条件共价键的本质共价键的本质
9、共价键的特征共价键的特征第23页，共83页，编辑于2022年，星期二1 1、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （）A A、有共价键的化合物一定是共价化合物、有共价键的化合物一定是共价化合物B B、分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物、分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C C、由共价键形成的分子一定是共价化合物、由共价键形成的分子一定是共价化合物D D、只有非金属原子间才能形成共价键、只有非金属原子间才能形成共价键 B B课堂练习课堂练习2 2、下列不属于共价键的成键因素的是、下列不属于共价键的成键因素的是 （）、共用电子对在两核间高频率出现、共用电子对在两核间高频率出现、共用的电子
10、必须配对、共用的电子必须配对、成键后体系能量降低，趋于稳定、成键后体系能量降低，趋于稳定、两原子核体积大小要适中、两原子核体积大小要适中第24页，共83页，编辑于2022年，星期二第26页，共83页，编辑于2022年，星期二Xs-ss-s原子轨道沿核间连线方向以原子轨道沿核间连线方向以“头碰头头碰头头碰头头碰头”方式重叠形成的方式重叠形成的共价键。共价键。键：键：思考：思考：H2分子中分子中H的原子轨道是如何重叠形成共价键的的原子轨道是如何重叠形成共价键的?第27页，共83页，编辑于2022年，星期二X Xs s-p px x键键思考：思考：HCl中中H和和Cl的原子轨道是如何重叠形成共价键的
11、？的原子轨道是如何重叠形成共价键的？第28页，共83页，编辑于2022年，星期二X Xp px x-p-px x+键键思考：思考：Cl2分子中分子中Cl的原子轨道是如何重叠形成共价键的的原子轨道是如何重叠形成共价键的?第29页，共83页，编辑于2022年，星期二zzyyx思考：思考：N2分子中分子中N的原子轨道是如何重叠形成共价键的的原子轨道是如何重叠形成共价键的?第31页，共83页，编辑于2022年，星期二键：键：原子轨道在核间连线原子轨道在核间连线两侧两侧以以“肩并肩肩并肩”方式重叠形成方式重叠形成 的共价键。的共价键。X Xp pZ Zp pZ ZZ Z Z Z 第32页，共83页，编辑
12、于2022年，星期二第33页，共83页，编辑于2022年，星期二1、键键：“头碰头头碰头”键：键：“肩并肩肩并肩”二、共价键的类型二、共价键的类型第35页，共83页，编辑于2022年，星期二键的成键特点：键的成键特点：1)沿两核间的连线方向沿两核间的连线方向 “头碰头头碰头”重叠成键重叠成键2)键可以沿键轴旋转键可以沿键轴旋转3)键较稳定键较稳定，存在于一切共价键中。，存在于一切共价键中。因而只含有因而只含有键的化合物性质是比较稳定的键的化合物性质是比较稳定的(烷烃烷烃)2、键键 与与键的成键特点键的成键特点1)在核间连线两侧以在核间连线两侧以“肩并肩肩并肩”重叠成键；重叠成键；2)键不能自由
13、旋转键不能自由旋转3)电子云重叠程度不及电子云重叠程度不及键，键，较活泼较活泼；4)必须与必须与键共存键共存键的成键特点键的成键特点:第36页，共83页，编辑于2022年，星期二一般说来，一般说来，单键单键是是键，键，双键双键一般是一般是+键，键，叁键叁键则是则是+2+2键，键，所以在分子中，所以在分子中，键是基础，且任何两个原子之间只能形成键是基础，且任何两个原子之间只能形成一个一个键。键。第37页，共83页，编辑于2022年，星期二有机物中的共价键有机物中的共价键C-H 是是键。键。C-C 是是键。键。C=C 一个一个键，一个键，一个键。键。C 一个一个键，两个键，两个键。键。乙烯、乙炔性
14、质乙烯、乙炔性质 ，容易发生，容易发生 。不稳定不稳定加成反应加成反应第38页，共83页，编辑于2022年，星期二乙烯分子中原子轨道重叠方式示意图第39页，共83页，编辑于2022年，星期二乙炔分子中轨道重叠方式示意图第40页，共83页，编辑于2022年，星期二乙乙烷烷：个个键键；乙乙烯烯：个个键键 个个键键；乙乙炔炔：个个键键 个个键键7 5132第41页，共83页，编辑于2022年，星期二第42页，共83页，编辑于2022年，星期二1.键的常见类型有键的常见类型有(1)s-s,(2)s-p,(2)p-p，请指出下列分子，请指出下列分子键所属类型键所属类型:A.HF B.NH3 C.F2 D
15、.H2 E.O2s-ps-ps-ps-pp-pp-ps-ss-sp-pp-p第43页，共83页，编辑于2022年，星期二2.极性键和非极性键极性键和非极性键n n什么是非极性键？什么是非极性键？n n什么是极性键？什么是极性键？n n极性键的强弱与共用电子对地偏向程度极性键的强弱与共用电子对地偏向程度的关系是什么？的关系是什么？第44页，共83页，编辑于2022年，星期二(1)(1)非极性键：非极性键：两个成键原子吸引电子的能力两个成键原子吸引电子的能力 (电负性电负性 )，共用电子对，共用电子对 偏移的共价键偏移的共价键相相 同同 不发生不发生相相 同同(2)(2)极性键：极性键：两个成键原
16、子吸引电子的能力两个成键原子吸引电子的能力 (电负性电负性 )，共用电子对，共用电子对 偏移的共价键偏移的共价键不不 同同 发发 生生不不 同同第45页，共83页，编辑于2022年，星期二氯氯键非极性键氯氯键非极性键氢氯键非极性键氢氯键非极性键第46页，共83页，编辑于2022年，星期二一般情况下，同种元素的原子之间形成一般情况下，同种元素的原子之间形成 共价键，不同种元素的原子之间形成共价键，不同种元素的原子之间形成 共价键。共价键。非极性非极性极极 性性4 4、在极性共价键中，成键元素的电负、在极性共价键中，成键元素的电负性差值越大，共用电子对的偏移程度性差值越大，共用电子对的偏移程度 ，
17、共价键的极性，共价键的极性 。越大越大越越 大大非金属氢化物中键的极性最强的是非金属氢化物中键的极性最强的是 。氢氟键氢氟键第47页，共83页，编辑于2022年，星期二 练练 习习1.下列分子中含有非极性键的共价化合下列分子中含有非极性键的共价化合物是物是 （）A.F2 B.C2H2 C.Na2O2 D.NH3 E.CH3COONa F.C2H6G.H2O2 H.CO2第48页，共83页，编辑于2022年，星期二2.关于乙醇分子的说法正确的是（关于乙醇分子的说法正确的是（）A.分子中共含有分子中共含有8个极性键个极性键 B.分子中不含非极性键分子中不含非极性键 C.分子中只含分子中只含键键 D
18、.分子中含有分子中含有1个个键键C 练练 习习第49页，共83页，编辑于2022年，星期二3.下列物质分子中无下列物质分子中无键的是键的是 （）A.N2 B.O2 C.Cl2 D.C2H4C练练 习习第50页，共83页，编辑于2022年，星期二在水溶液中，在水溶液中，NH3能与能与H+结合生成结合生成NH4请请用电子式表示和形成用电子式表示和形成NH的过程并讨的过程并讨论论NH和和H是如何形成是如何形成NH4+的的第51页，共83页，编辑于2022年，星期二3.配位键配位键 由由一个原子提供一个原子提供一对电子一对电子(孤对电孤对电子子),另一个另一个原子原子(有空的原子轨道有空的原子轨道)接
19、受接受孤对电子形成共价键，这样的共价键称为孤对电子形成共价键，这样的共价键称为配位键。配位键用配位键。配位键用“”表示，箭头指表示，箭头指向接受孤对电子的原子。向接受孤对电子的原子。如：如：H HH N HH N H+H H铵根离子中的四个氮铵根离子中的四个氮氢键完全一样氢键完全一样(键长、键长、键能相同键能相同)第52页，共83页，编辑于2022年，星期二小结：极性键极性键单键单键双键双键三键三键（1）按成键方式分）按成键方式分（2）按共用电子对有）按共用电子对有 无偏移分无偏移分（3）按两原子间的共用）按两原子间的共用 电子对的数目分电子对的数目分2 2一种特殊的共价键一种特殊的共价键-配
20、位键配位键键：头碰头重叠键：头碰头重叠键：肩并肩重叠键：肩并肩重叠非极性键非极性键（1）定义：）定义：1.1.共价键共价键的类型的类型（3）配位键的存在）配位键的存在（2）配位键的成键条件）配位键的成键条件第53页，共83页，编辑于2022年，星期二非极性键、极性键与配位键的比较共共价价键键键键 型型特特 点点形成条件形成条件示示例例非极性键非极性键极性键极性键配位键配位键共用电子对不共用电子对不发生偏移发生偏移共用电子对共用电子对偏向一方原子偏向一方原子共用电子对共用电子对由一方提供由一方提供相同非金属元素原相同非金属元素原子的电子配对成键子的电子配对成键不同非金属元素原不同非金属元素原子的
21、电子配对成键子的电子配对成键一方原子有孤电子对，另一方原子有孤电子对，另一方原子有价层空轨道一方原子有价层空轨道第54页，共83页，编辑于2022年，星期二6.6.已知水电离成为氢氧根离子和水合已知水电离成为氢氧根离子和水合氢离子，试写出阳离子的结构。氢离子，试写出阳离子的结构。HH O +H 练练 习习第55页，共83页，编辑于2022年，星期二第56页，共83页，编辑于2022年，星期二问题：n n2008年北京奥运会中使用以氢氧燃料电池年北京奥运会中使用以氢氧燃料电池为动力的汽车；神州为动力的汽车；神州6号发射用的是偏二号发射用的是偏二甲肼作燃料；乙炔在纯氧中燃烧温度可达甲肼作燃料；乙炔
22、在纯氧中燃烧温度可达3000。这说明物质中蕴藏着什么呢？。这说明物质中蕴藏着什么呢？n n实验表明，气态氢原子形成实验表明，气态氢原子形成1molH2 要释要释放出放出436kJ的能量。如果要使的能量。如果要使1molH2分解分解为为2molH原子，你认为是吸收能量还是放原子，你认为是吸收能量还是放出能量？出能量？第57页，共83页，编辑于2022年，星期二键能和键长1键能的定义：键能的定义：在在101kPa、298K条件下。条件下。1mol 气气态态AB分子生成气态分子生成气态A原子和原子和B原子的过程所吸收的能原子的过程所吸收的能量，称为量，称为AB键共价键得键能。键共价键得键能。2 2键
23、长：键长：两原子核间的平均间距两原子核间的平均间距如在如在101kPa、298K条件下。条件下。1mol气态气态H2生成气态生成气态H原子的过程所吸收的能量为原子的过程所吸收的能量为436kJ，则，则HH键的键键的键能为能为436kJmol-1原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度原子间形成共价键，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠程度越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距越大，共价键的键能越大，两原子核的平均间距键长越短。键长越短。第58页，共83页，编辑于2022年，星期二n教科书教科书P45 表表3-5请结合表中数据分析：请结合表中数据分析：1.影响共价键强弱的因素影响共价
24、键强弱的因素2共价键强弱与分子稳定性的关系共价键强弱与分子稳定性的关系第59页，共83页，编辑于2022年，星期二1.影响共价键键能的主要因素2 2键能大小与分子稳定性的关系：键能大小与分子稳定性的关系：对结构相似的分子，键长越短，键能越对结构相似的分子，键长越短，键能越 大，大，一般含一般含 该键的分子越稳定。该键的分子越稳定。（1 1）一般情况下，成键电子数越多，键长越一般情况下，成键电子数越多，键长越 短短，形成的共价键越牢固，键能越大，形成的共价键越牢固，键能越大.（2 2）在成键电子数相同，键长相近时，键的在成键电子数相同，键长相近时，键的 极性越大，键能越大极性越大，键能越大.小结
25、：小结：第60页，共83页，编辑于2022年，星期二n教科书教科书P45第61页，共83页，编辑于2022年，星期二（1）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物）反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所需原子）所需 要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生 成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量大成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量大 于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为 放热反应。放热反应。（2）由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规）由于反应后放出
26、的热量使反应本身的能量降低，故规 定定H为为“”，则由键能求反应热的公式为，则由键能求反应热的公式为 H=反应物的键能总和反应物的键能总和 生成物的键能总和。生成物的键能总和。H=生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量。反应物的总能量。（3）放热反应的）放热反应的H为为“”，H0；吸热反应的吸热反应的H为为“+”，H0。（4）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程）反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程 中的能量变化。中的能量变化。3.利用键能计算化学反应中的利用键能计算化学反应中的H第62页，共83页，编辑于2022年，星期二金属键、金属键、离子键和共价键的比较离子键和共
27、价键的比较化学键化学键化学键化学键类型类型类型类型成键本质成键本质成键本质成键本质键的方向性键的方向性键的方向性键的方向性和饱和性和饱和性和饱和性和饱和性影响键的强影响键的强弱的因素弱的因素金属键金属键金属键金属键离子键离子键离子键离子键共价键共价键共价键共价键静电作用静电作用共用电子对共用电子对电性作用电性作用无无无无既有方向性既有方向性又有饱和性又有饱和性金属元素的原子半径金属元素的原子半径和单位体积内自由电和单位体积内自由电子数目子数目阴、阳离子的电荷阴、阳离子的电荷数和核间距数和核间距键长、成键电子数、键长、成键电子数、极性极性第63页，共83页，编辑于2022年，星期二n教科书教科书
28、P46第64页，共83页，编辑于2022年，星期二1N2、O2、F2与与H2的反应能力依次增强，从键的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实能的角度应如何理解这一化学事实?2通过上述例子，你认为键长、键能对分子通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响的化学性质有什么影响?练练 习习从表从表3-6数据可知，数据可知，NH键、键、OH键与键与HF键的键能依次键的键能依次増増大；意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越大；意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以稳定。所以N2、O2、F2与与H2的反应能力依次增强。的反应能力依次增强。一般情
29、况下，分子的键长越短，键能越大，一般情况下，分子的键长越短，键能越大，该分子越稳定。该分子越稳定。第65页，共83页，编辑于2022年，星期二3.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成形成(或拆开或拆开)lmol化学键时释放化学键时释放(或吸收或吸收)的能量。已知白磷和的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ/mol)：PP：198 PO：360 OO：498，则反应，则反应P4(白磷白磷)+3O2P4O6的反应热的反应热H为为 ()A一一163
30、8 kJ/mol B+1638 kJ/mol C一一126k kJ/mol D+126 kJ/mol 白磷白磷 P4O6 练练 习习A第66页，共83页，编辑于2022年，星期二第67页，共83页，编辑于2022年，星期二n n金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬金刚石具有很高的熔、沸点和很大的硬度。你能结合金刚石晶体的结构示意图度。你能结合金刚石晶体的结构示意图解释其中的原因吗？解释其中的原因吗？第68页，共83页，编辑于2022年，星期二讨论小结：n n由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价由于金刚石晶体中所有原子都是通过共价键结合的，而共价键的键能大，如键结合的，而共价键的键能大，如CC键的
31、键能为键的键能为348kJmol-1。所以金刚石晶体。所以金刚石晶体熔、沸点很高，硬度很大。熔、沸点很高，硬度很大。第69页，共83页，编辑于2022年，星期二原子晶体n概念：概念：n n相邻原子间以共价键相结合而形成空间相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体。立体网状结构的晶体。n n构成原子晶体的粒子是原子，原子间构成原子晶体的粒子是原子，原子间以较强的共价键相结合。以较强的共价键相结合。金金刚刚石石第70页，共83页，编辑于2022年，星期二10928共价键共价键金刚石的晶体结构金刚石晶胞金刚石晶胞第71页，共83页，编辑于2022年，星期二1 1：在金刚石晶体中每个碳原子
32、周围紧邻的碳原子有在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？多少个？2 2：在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价键？在金刚石晶体中每个碳原子形成几个共价键？3 3：在金刚石晶体中碳原子个数与在金刚石晶体中碳原子个数与CC共价键共价键个数之比是多少？个数之比是多少？4:4:在金刚石在金刚石晶体中最小碳环由几个碳原子来组晶体中最小碳环由几个碳原子来组成成?5.在金刚石晶胞中占有的碳原子数？在金刚石晶胞中占有的碳原子数？问题：问题：4个个1：26个个4个个8个个第72页，共83页，编辑于2022年，星期二18010928SiO共价键共价键二氧化硅的晶体结构第73页，共83页，编辑于2022年
33、，星期二1.在在SiO2晶体中，每个硅原子与晶体中，每个硅原子与 个氧原子结合；个氧原子结合；每个氧原子与每个氧原子与 个硅原子结合；在个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原晶体中硅原子与氧原子个数之比是子与氧原子个数之比是 。2.在在SiO2 晶体中，每个硅原子形成晶体中，每个硅原子形成 个共价键；个共价键；每个氧原子形成每个氧原子形成 个共价键；硅原子个数与个共价键；硅原子个数与SiO 共价键个数之比是共价键个数之比是 ；氧原子个数与；氧原子个数与SiO 共价键个数之比是共价键个数之比是 。3.在在SiOSiO2 2 晶体中，最小环为晶体中，最小环为 元环。元环。问题：问题：21：24421：
34、41：212第74页，共83页，编辑于2022年，星期二n教科书教科书 P47第75页，共83页，编辑于2022年，星期二原子晶体的物理特性n n在原子晶体中，由于原子间在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的所以原子晶体的n n熔点和沸点高熔点和沸点高n n硬度大硬度大n n一般不导电一般不导电n n且难溶于一些常见的溶剂且难溶于一些常见的溶剂第76页，共83页，编辑于2022年，星期二常见的原子晶体n n某些非金属单质：某些非金属单质：n n金刚石（金刚石（C）、晶体硅）、晶体硅(Si)、晶体硼（
35、、晶体硼（B）等）等n n某些非金属化合物：某些非金属化合物：n n碳化硅（碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（）晶体、氮化硼（BN）晶体）晶体n n某些氧化物：某些氧化物：n n二氧化硅（二氧化硅（SiO2）晶体、）晶体、Al2O3第77页，共83页，编辑于2022年，星期二解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，解释：结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高键长越短，键能越大，晶体熔点越高金刚石硅锗金刚石硅锗1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？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具有共价键
36、的晶体叫做原子晶体”。这种说法。这种说法对吗？为什么？对吗？为什么？第78页，共83页，编辑于2022年，星期二1.2003年美国科学杂志报道：在超高压下，科学年美国科学杂志报道：在超高压下，科学家用激光器将家用激光器将CO2加热到加热到1800K，成功制得了类似石，成功制得了类似石英的英的CO2原子晶体。下列关于原子晶体。下列关于CO2晶体的叙述中不晶体的叙述中不正确的是正确的是()A.晶体中晶体中C、O原子个数比为原子个数比为1 2 B.该晶体的熔点、沸点高、硬度大该晶体的熔点、沸点高、硬度大 C.晶体中晶体中COC键角为键角为180 D.晶体中晶体中C、O原子最外层都满足原子最外层都满足
37、8电子结构电子结构C 练练 习习第79页，共83页，编辑于2022年，星期二2.氮化硅是一种新合成的材料，它是一种超硬、氮化硅是一种新合成的材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作克服的作用力与氮化硅熔化所克服的微粒间的作用力都相同的是用力都相同的是 ()A.硝石和金刚石硝石和金刚石 B.晶体硅和水晶晶体硅和水晶C.冰和干冰冰和干冰 D.萘和蒽萘和蒽B 练练 习习第80页，共83页，编辑于2022年，星期二3.碳化硅（碳化硅（SiC）具有类似金刚石的结构，）具有类似金刚石的结构，其中碳原子
38、和硅原子的位置是交替的。在下列其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体三种晶体金刚石金刚石晶体硅晶体硅碳化硅中，它们碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是的熔点从高到低的顺序是 （）A.B.C.D.A 练练 习习第81页，共83页，编辑于2022年，星期二4.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、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。反应获得。(1)氮化硅晶体属于氮化硅晶体属于_晶体。晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，已知氮化硅的晶体结构中，原子
39、间都以单键相连，且且N原子和原子和N原子，原子，Si原子与原子与Si原子不直接相连，同时每原子不直接相连，同时每个原子都满足个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式电子稳定结构，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，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为为_.原子原子Si3N4 练练 习习3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl强热强热第82页，共83页，编辑于2022年，星期二5.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据单质硼有无定形和
40、晶体两种，参考下表数据金刚石金刚石金刚石金刚石晶体硅晶体硅晶体硅晶体硅晶体硼晶体硼晶体硼晶体硼熔点熔点熔点熔点382338231683168325732573沸点沸点沸点沸点510051002628262828232823硬度硬度硬度硬度10107.07.09.59.5 晶体硼的晶体类型属于晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是晶体，理由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个个B原子。通过视原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由察图形及推算，此晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中个硼原子构成。其中BB键键的键角为的键角为_。共含有。共含有_个个BB原子原子熔点高、硬度大熔点高、硬度大熔点高、硬度大熔点高、硬度大 121260 60 30 练练 习习第83页，共83页，编辑于2022年，星期二