高中化学《分子晶体与原子晶体》教案3 新人教版选修3

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1、分子晶体与原子晶体[复习]分子晶体的有关内容。[过渡]下面我们学习微观空间里没有分子的晶体—原子晶体。[板书]二、原子晶体[讲解]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。[板书]1、原子晶体：原子都以共价键相结合，是三维的共价键网状结构。[投影]图3-14金刚石的多面体外型、晶体结构、晶胞示意图：[讲解]金刚石是典型的原子晶体。天然金刚石的单一晶体经常呈现规则多面体的外形，在

2、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4个碳原子结合，C--C--C夹角为109°28′，即金刚石中的碳取sp3杂化轨道形成共价键。[板书]2、金刚石结构：正四面体网状空间结构，C--C--C夹角为109°28′，sp3杂化。[设问]金刚石的物理性质与C--C共价键参数有什么关系？[讲解]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。[板

3、书]特点：硬度最大、熔点高。[讲述]自然界里有许多矿物和岩石，化学式都是Si02，也是典型的原子晶体。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。[板书]3、SiO2原子晶体：制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。[投影]以二氧化硅为原料的高科技产品：[讲述]常见的原子晶体。[板书]4、(1)某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)和锗(Ge)等；(2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等；(3)某些

4、氧化物，如氧化铝(A12O3)等。[探究思考]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?[自学1]资料卡片—某些原子的熔点和硬度“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，原子晶体金刚石氮化硼碳化硅氧化铝石英硅锗

5、熔点／℃3900300027002030171014101211硬度°109．59．5976．56．0[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lo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。……[例题]1996年诺贝化

6、学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体（如下图所示），该结构的建立基于以下考虑：①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；②C60分子只含有五边形和六边形；③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数－棱边数=2据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：（1）固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是________，理由是：_____________。（2）试估计C60

7、跟F2在一定条件下，能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_________________，并简述其理由：______________。（3）通过计算,确定C60分子所含单键数。C60分子所含单键数为____________。（4）C70分子也已制得，它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。C70分子中所含五边形数为____________，六边形数为_________。解答:（1）金刚石；金刚石属原子晶体，而固体C60不是，故

8、金刚石熔点较高。（2）可能；因C60分子含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60（只要指出“C60含30个双键”即可）（3）依题意，C60分子形成的化学键数为：1/2(3×60)=90,也可由欧拉定理计算键数(即棱边数)：60+(12+20)－2=90C60分子中单键为：90－30=60[答“2×30（双键数）=60即可]（4）设C70分子中五边形数为x，六边形数为y。依题意可得方程组：解得：五边形数x=12，六边形数y=25[课堂练习]1.证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的