怎样从原子结构的角度理解金刚石中每个碳原子被12个环共用、硅和锗的熔点和硬度依次下降？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-08-08 05:01 标签： 金刚石每个碳原子连接
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黑龙江省虎林市高级中学高二化学 32《分子晶体原子晶体》课件 新人教版.ppt 36页
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黑龙江省虎林市高级中学高二化学 32《分子晶体原子晶体》课件 新人教版
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交流·讨论 雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由。 为什么不同的晶体，它们的物理性质各不相同？ 观察与思考： 下列两种晶体有什么共同点？ 分子晶体 概念：分子间以分子间作用力（范德华力，氢键）相结合的晶体叫分子晶体。 构成粒子：分子（构成分子的原子间以共价键结合） 构成粒子间的相互作用：分子间作用力。 气化或熔化是破坏的作用力：分子间作用力。
分子晶体的物理特性： 较低的熔点和沸点 较小的硬度（多数分子晶体在常温时为气态或液态） 一般都是绝缘体，固态或熔融状态也不导电。 溶解性与溶质、溶剂的分子的极性相关——相似相溶。
典型的分子晶体： 所有非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX 所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60
部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2，P4O6、P4O10 大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖 晶体分子结构特征
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（每个分子周围有12个紧邻的分子，如：C60、干冰 、I2、O2）
（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（如：HF 、冰、NH3 ） 笼装化合物 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。
碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？ 二氧化硅晶体结构示意图 金刚石的晶体结构示意图 观察·思考 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子晶体有何物理特性？ 常见的原子晶体 某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)等 某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）晶体、Al2O3 石墨晶体结构 石墨 石墨为什么很软？ 石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。 石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？ 石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。 石墨属于哪类晶体？为什么？ 石墨为混合键型晶体 原子晶体和分子晶体的差异 讨论·总结 分子晶体有什么特点？ 哪些晶体是分子晶体？ 原子晶体有什么特点？哪些晶体是原子晶体？ 氢键对分子晶体的结构与性质有何影响？ 总结对比原子晶体和分子晶体的差异。
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
知识拓展－石墨 知识拓展－石墨 * 分子晶体和原子晶体 碘晶体结构 干冰晶体结构 稀有气体分子为单原子分子，无共价键。 组成和结构相似时，相对分子质量越大分子间作用力越大，熔沸点越高。有氢键时，熔沸点升高。 分子晶体有哪些物理特性，为什么？ 原因：分子间作用力很弱 下列属于分子晶体的性质的是（
） A、熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B、能溶于CS2，熔点112.8 ℃ ，沸点444.6 ℃ C、熔点1400 ℃ ，可做半导体材料，难溶于水 D、熔点97.81 ℃ ，质软，导电，密度0.97g/cm-3
B 下列属于分子晶体的一组物质是（
） A、CaO、NO、CO B、CCl4、H2 O2、He C、CO2、SO2、NaCl D、CH4、O2、Na2 O B 分子的密堆积 （与每个分子距离最近的相同分子共有12个 ） 氧（O2）的晶体结构 碳60的晶胞 分子的密堆积 （与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个 ） 干冰的晶体结构图 冰中１个水分子周围有４个水分子 冰的结构 氢键具有方向性 分子的非密堆积 思考与交流 180o 109o28′ Si O 共价键 二氧化硅的晶体结构 二氧化碳的晶体结构 109o28′ 共价键 原子晶体 概念：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。 构成粒子：原子 构成粒子之间的作用：共价键 熔化时需克服的作用：共价键 原子晶体中，成键元素原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高。 练习 1、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C 原子和Si原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（
） A、 ① ③ ②
B、 ② ③ ① C、 ③ ① ②
D、 ② ① ③ A 思考：
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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
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电子层增大,即所成的σ键长增大,电子云密度减小,易变形,易断裂
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