2018-2019版高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第1課時學案 魯科版選修3.doc
《2018-2019版高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第1課時學案 魯科版選修3.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019版高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第1課時學案 魯科版選修3.doc(14頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第1課時 原子晶體 [學習目標定位] 知道原子晶體的概念,熟知常見的原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),能從原子結(jié)構(gòu)的特點,分析理解其物理特性。 一、常見的原子晶體的結(jié)構(gòu) 1.金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示?;卮鹣铝袉栴}: (1)在晶體中每個碳原子以4個共價單鍵對稱地與相鄰的4個碳原子相結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),這些正四面體向空間發(fā)展,構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 (2)晶體中相鄰碳碳鍵的夾角為109.5,碳原子采取了sp3雜化。 (3)最小環(huán)上有6個碳原子。 (4)晶體中C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2。 (5)晶體中C—C鍵鍵長很短,鍵能很大,故金剛石的硬度很大,熔點很高。 (6)1 mol C原子組成的金剛石中含有2 mol C—C鍵。 2.二氧化硅是由硅原子和氧原子組成的空間立體網(wǎng)狀的原子晶體。其結(jié)構(gòu)示意圖如下: 觀察分析二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖,回答下列問題: (1)在二氧化硅晶體中,每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子,同時每個O原子與2個Si原子結(jié)合。 (2)在二氧化硅晶體中,位于四面體中心的原子是硅原子,位于四面體四個頂點上的原子是氧原子。 (3)在二氧化硅晶體中,硅原子采取sp3雜化,Si—O—Si鍵與Si—O—Si鍵的夾角是109.5。 (4)二氧化硅晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)是12,包括6個O原子和6個Si原子。 (5)1 mol二氧化硅晶體中含有4 mol Si—O鍵。 (1)原子晶體:相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 ①構(gòu)成原子晶體的基本微粒是原子。 ②形成原子晶體的作用力是共價鍵。在原子晶體中只存在共價鍵(極性鍵或非極性鍵),沒有分子間作用力和其他相互作用。 (2)原子晶體的結(jié)構(gòu)特征 ①由于共價鍵的方向性和飽和性,每個中心原子周圍排列的原子數(shù)目是有限的,故原子不遵循緊密堆積原則。 ②原子晶體呈空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),原子晶體中不存在單個分子,原子晶體的化學式僅僅表示晶體中的原子個數(shù)關(guān)系。 (3)常見的原子晶體:①常見的非金屬單質(zhì),如金剛石(C)、硼(B)、晶體硅(Si)等。②某些非金屬化合物,如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。 例1 下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)成的一組是( ) ①CO2?、赟iO2?、劬wSi?、馨琢住、莅被宜帷、薰虘B(tài)He A.①②③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.②③⑥ D.①②⑤⑥ 答案 C 例2 下列有關(guān)原子晶體的敘述不正確的是( ) A.金剛石和二氧化硅晶體的最小結(jié)構(gòu)單元都是正四面體 B.含1 mol C的金剛石中C—C鍵數(shù)目是2NA,1 mol SiO2晶體中Si—O鍵數(shù)目是4NA C.水晶和干冰在熔化時,晶體中的共價鍵都會斷裂 D.SiO2晶體是原子晶體,所以晶體中不存在分子,SiO2不是它的分子式 答案 C 解析 金剛石是1個中心碳原子連接4個碳原子,二氧化硅是1個中心硅原子連接4個氧原子,均為正四面體,A項正確;金剛石中,1個C原子與另外4個C原子形成4個C—C鍵,這個C原子對每個單鍵的貢獻只有,所以1 mol C原子形成的C—C鍵為4 mol=2 mol,而二氧化硅晶體中1個Si原子分別與4個O原子形成4個Si—O鍵,則1 mol SiO2晶體中Si—O鍵為4 mol,B項正確;干冰熔化時只破壞分子間作用力,共價鍵不會斷裂,C項錯誤;原子晶體的構(gòu)成微粒是原子不是分子,D項正確。 規(guī)律總結(jié) (1)晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似,即將金剛石中的碳原子換成硅原子。不同的是,硅晶體中的Si—Si鍵的鍵長比金剛石中的C—C鍵的鍵長長。 (2)SiO2晶體結(jié)構(gòu)相當于晶體硅結(jié)構(gòu)中每個Si—Si鍵中間插入一個O原子。 (3)碳化硅晶體與金剛石結(jié)構(gòu)相似,其空間結(jié)構(gòu)中碳原子和硅原子交替排列。碳原子和硅原子個數(shù)之比為1∶1。 二、原子晶體的性質(zhì)與共價鍵的關(guān)系 晶體硅(Si)和金剛砂(SiC)都是與金剛石相似的原子晶體。其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)比較如下表所示: 晶體 鍵能/kJmol-1 鍵長/pm 熔點/℃ 摩氏硬度 金剛石 (C—C)347 154 3 350 10 金剛砂 (C—Si)301 186 2 600 9 晶體硅 (Si—Si)226 234 1 415 7 請根據(jù)上表中的數(shù)據(jù),分析其熔點、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。 答案 鍵長越短,鍵能越大,熔點越高,硬度越大;反之,鍵長越長,鍵能越小,熔點越低,硬度越小。 (1)由于原子晶體中原子間以較強的共價鍵相結(jié)合,故原子晶體:①熔、沸點很高;②硬度大;③一般不導(dǎo)電;④難溶于溶劑。 (2)原子晶體具有不同的結(jié)構(gòu)類型,對于結(jié)構(gòu)相似的原子晶體來說,原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,晶體的穩(wěn)定性越高,熔、沸點越高,硬度越大。 提醒 原子晶體的熔、沸點不一定高于金屬晶體和離子晶體。如MgO(2 800 ℃)>SiO2(1 713 ℃)、鎢(3 410 ℃)>SiO2(1 713 ℃)。 例3 根據(jù)下列物質(zhì)的性質(zhì),判斷其屬于原子晶體的是( ) A.熔點2 700 ℃,導(dǎo)電性強,延展性強 B.無色晶體,熔點3 550 ℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機溶劑 C.無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點為800 ℃,熔化時能導(dǎo)電 D.熔點-56.6 ℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時不導(dǎo)電 答案 B 解析 原子晶體一般不導(dǎo)電,沒有延展性,A項錯誤;原子晶體難溶于水,C項錯誤;原子晶體一般熔點很高,硬度很大,D項錯誤。 例4 下表是某些原子晶體的熔點和硬度。 原子晶體 金剛石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 鍺 熔點/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7.0 6.5 6.0 分析表中的數(shù)據(jù),判斷下列敘述正確的是( ) A.構(gòu)成原子晶體的原子種類越多,晶體的熔點越高 B.構(gòu)成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大,晶體的熔點越高 C.構(gòu)成原子晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越大 D.構(gòu)成原子晶體的原子的相對分子質(zhì)量越大,晶體的硬度越大 答案 B 1.下列物質(zhì)中,屬于原子晶體的化合物是( ) A.無色水晶 B.晶體硅 C.金剛石 D.干冰 答案 A 解析 A項,無色水晶是原子晶體,屬于化合物;B項,晶體硅是單質(zhì);C項,金剛石是單質(zhì);D項,干冰是分子晶體。 2.下列有關(guān)原子晶體的敘述中正確的是( ) A.原子晶體中只存在非極性共價鍵 B.原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高 C.在SiO2晶體中,1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵 D.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 答案 D 解析 原子晶體單質(zhì)中含有非極性共價鍵,原子晶體化合物中存在極性共價鍵;在SiO2晶體中,1個硅原子與周圍4個氧原子形成4個Si—O鍵;金屬晶體的熔點差別很大,有些金屬晶體(如W)熔點可能高于某些原子晶體的熔點。 3.二氧化硅晶體是空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如圖所示,下列關(guān)于二氧化硅晶體的說法中正確的是 ( ) A.1 mol SiO2晶體中Si—O鍵為2 mol B.二氧化硅晶體的分子式是SiO2 C.晶體中Si、O原子最外電子層都滿足8電子結(jié)構(gòu) D.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為8 答案 C 解析 A選項錯誤,SiO2晶體中,1個硅原子與周圍4個氧原子形成Si—O鍵,所以1 mol SiO2晶體中Si—O鍵為4 mol;B選項錯誤,晶體中1個硅原子與周圍4個氧原子形成共價鍵,1個氧原子與周圍2個硅原子形成共價鍵,SiO2表示晶體中Si、O原子個數(shù)比為1∶2,并不是分子式;C選項正確,1個硅原子分別與4個氧原子形成4對共用電子對,1個氧原子分別與2個硅原子形成2對共用電子對,所以Si、O原子最外電子層都滿足8電子結(jié)構(gòu);D選項錯誤,晶體中最小環(huán)上硅與氧交替連接,SiO2晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12,其中6個為硅原子,6個為氧原子。 4.科學家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松,與此同時再用射頻電火花噴射氮氣,此時碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱,這種化合物可能比金剛石更堅硬。其原因可能是 ( ) A.碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體 B.碳氮鍵鍵長比金剛石中的碳碳鍵鍵長更短 C.氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多 D.碳、氮單質(zhì)的化學性質(zhì)均不活潑 答案 B 解析 由“這種化合物可能比金剛石更堅硬”可知,該晶體應(yīng)該是一種原子晶體,原子晶體的結(jié)構(gòu)是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu),A選項錯誤;氮原子的半徑比碳原子的半徑小,二者所形成的共價鍵的鍵長要比碳碳鍵的鍵長短,所以該晶體的硬度應(yīng)該比金剛石更高,B選項正確;原子的電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會影響所形成的晶體的硬度等,所以C、D選項錯誤。 5.回答下列問題: (1)氮化碳和氮化硅晶體結(jié)構(gòu)相似,是新型的非金屬高溫陶瓷材料,它們的硬度大、熔點高,化學性質(zhì)穩(wěn)定。 ①氮化硅的硬度________(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度,原因是________________ ________________________________________________________________________。 ②已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且氮原子與氮原子不直接相連、硅原子與硅原子不直接相連,同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),請寫出氮化硅的化學式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似。 ①在GaN晶體中,每個Ga原子與______個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為____________,GaN屬于______晶體。 ②三種新型半導(dǎo)體材料的熔點由高到低的順序為_________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)①小于 氮化硅和氮化碳均為原子晶體,氮化硅中N—Si鍵的鍵長比氮化碳中C—N鍵的鍵長長,鍵能小?、赟i3N4 (2)①4 正四面體 原子?、贕aN>GaP>GaAs 解析 (1)①氮化硅和氮化碳均為原子晶體。氮化硅中N—Si鍵的鍵長比氮化碳中C—N鍵的鍵長長,鍵能小,所以氮化硅硬度比氮化碳小。 ②由題意知,氮化硅晶體中每個Si原子連接4個N原子,每個N原子連接3個Si原子,Si和N原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其化學式為Si3N4。 (2)①GaN與單晶硅結(jié)構(gòu)相似,所以每個Ga原子與4個N原子形成共價鍵,每個N原子與4個Ga原子形成共價鍵。與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu),GaN與晶體硅都是原子晶體。②原子半徑越小,共價鍵越強,晶體的熔點越高。 [對點訓練] 題組1 原子晶體的結(jié)構(gòu) 1.下列有關(guān)原子晶體的敘述錯誤的是( ) A.原子晶體中,原子不遵循緊密堆積原則 B.原子晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) C.原子晶體中不存在獨立的分子 D.原子晶體熔化時不破壞共價鍵 答案 D 解析 A項,原子晶體中原子之間通過共價鍵相連,而共價鍵具有方向性和飽和性,所以原子晶體中,原子不遵循緊密堆積原則;B項,原子晶體是相鄰原子之間通過共價鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);C項,原子晶體是由原子以共價鍵相結(jié)合形成的,不存在獨立的分子;D項,原子晶體是原子通過共價鍵連接的,熔化時需要破壞共價鍵。 2.在單質(zhì)的晶體中一定不存在的微粒是( ) A.原子 B.分子 C.陰離子 D.陽離子 答案 C 解析 A項,例如金剛石由碳原子組成;B項,例如I2由碘分子組成;D項,例如金屬Cu由Cu2+和自由電子組成;C項中陰離子只能存在于離子化合物中。 3.下列關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是( ) A.存在四面體結(jié)構(gòu)單元,O原子處于中心,Si原子處于4個頂角 B.最小的環(huán)上,有3個Si原子和3個O原子 C.最小的環(huán)上,Si原子和O原子個數(shù)之比為1∶2 D.最小的環(huán)上,有6個Si原子和6個O原子 答案 D 解析 二氧化硅是原子晶體,為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),存在四面體結(jié)構(gòu),硅原子處于中心,氧原子處于4個頂角,所以A項錯誤;晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似(金剛石中最小碳環(huán)為6個碳原子),而SiO2晶體只是在兩個Si原子間插入1個O原子,即最小環(huán)含6個Si原子和6個O原子。 4.下列說法正確的是( ) A.在含4 mol Si—O鍵的二氧化硅晶體中,氧原子的數(shù)目為4NA B.金剛石晶體中,碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2 C.30 g二氧化硅晶體中含有0.5NA個二氧化硅分子 D.晶體硅、晶體氖均是由相應(yīng)原子直接構(gòu)成的原子晶體 答案 B 解析 在二氧化硅晶體中,每個硅原子形成4個Si—O鍵,故含有4 mol Si—O鍵的二氧化硅晶體的物質(zhì)的量為1 mol,即含有2NA個氧原子,A項錯誤;金剛石中每個碳原子均與另外4個碳原子形成共價鍵,且每兩個碳原子形成一個C—C鍵,故1 mol碳原子構(gòu)成的金剛石中共有2 mol C—C鍵,因此碳原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2,B項正確;二氧化硅晶體中不存在分子,C項錯誤;氖晶體是由單原子分子靠分子間作用力結(jié)合在一起形成的,屬于分子晶體,D項錯誤。 題組2 原子晶體的性質(zhì)及判斷 5.氮化鋁(AlN)常用做砂輪及高溫爐襯材料,熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電,可知它屬于( ) A.離子晶體 B.原子晶體 C.分子晶體 D.無法判斷 答案 B 解析 熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電的化合物必定是共價化合物,排除是離子化合物的可能,又因為具有耐高溫的性能,所以必定是原子晶體。 6.下列事實能說明剛玉(Al2O3)是一種原子晶體的是( ) ①Al2O3是兩性氧化物?、谟捕群艽蟆、鬯娜埸c為2 045 ℃?、軒缀醪蝗苡谒、葑匀唤缰械膭傆裼屑t寶石和藍寶石 A.①②③ B.②③④ C.④⑤ D.②⑤ 答案 B 解析?、僦傅氖茿l2O3的分類,⑤指的是剛玉的種類,這兩項都無法說明Al2O3是一種原子晶體。 7.AB型共價化合物晶體,若其原子最外層電子數(shù)之和為8,常是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的原子晶體。已知金剛石不導(dǎo)電而導(dǎo)熱;鋯石(ZrO2)不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱,卻硬似鉆石;近期用制耐熱器的碳化硅制成了假鉆石,則識別它們的可行方法是( ) A.能在玻璃上刻劃出痕跡的為金剛石 B.很硬不導(dǎo)電而導(dǎo)熱的是金剛石和碳化硅 C.既可導(dǎo)電又可導(dǎo)熱的是碳化硅 D.不導(dǎo)電的為鋯石 答案 B 解析 金剛石、SiC、鋯石均為原子晶體,但物理性質(zhì)有差異。 8.下列物質(zhì)的熔點順序判斷不正確的是( ) A.Li>Na>K>Rb B.原子晶體>離子晶體>金屬晶體 C.金剛石>碳化硅>晶體硅 D.NaCl>KCl>CsCl 答案 B 解析 晶體熔、沸點高低取決于結(jié)構(gòu)微粒間作用力的大小,即金屬鍵、共價鍵、離子鍵、分子間作用力的大小。金屬晶體的熔點差別很大,可能比離子晶體的熔、沸點高,離子晶體的熔、沸點與離子半徑和離子所帶電荷數(shù)有關(guān),電荷數(shù)相同時,離子半徑越小,晶體的熔、沸點越高,原子晶體中原子的半徑越小,熔點越高。 題組3 原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查 9.磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。右圖為其晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元,其中的每個原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.磷化硼晶體的化學式為BP,屬于離子晶體 B.磷化硼晶體的熔點高,且熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 C.磷化硼晶體中每個原子均形成4個共價鍵 D.磷化硼晶體結(jié)構(gòu)微粒的空間堆積方式與氯化鈉相同 答案 C 解析 根據(jù)題意,磷化硼為超硬耐磨材料,說明其晶體類型為原子晶體,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,A項和B項錯誤;磷化硼原子間均為共價鍵,由圖可以發(fā)現(xiàn),每個原子均形成4個共價鍵,C正確;由磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)可以看出,它的配位數(shù)為4,而NaCl晶體的配位數(shù)為6,二者結(jié)構(gòu)微粒的堆積方式明顯不同,故D錯誤。 10.在40 GPa高壓下,用激光器加熱到1 800 K時,科學家成功地制得了原子晶體CO2,下列有關(guān)這種CO2晶體推斷正確的是( ) A.原子晶體CO2易升華,可用做制冷劑 B.原子晶體CO2的硬度和耐磨性都不如水晶 C.原子晶體CO2有很高的熔、沸點,很大的硬度,可用做耐磨材料 D.每摩爾原子晶體CO2含2 mol C—O鍵,每摩爾C原子與4 mol O原子形成共價鍵 答案 C 解析 原子晶體CO2中C和O原子之間以共價鍵結(jié)合成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),共價鍵作用強,所以其具有很高的熔、沸點,很大的硬度,A不正確,C正確;CO2與SiO2組成相似,將SiO2晶體中的Si原子換成C原子就是原子晶體CO2的結(jié)構(gòu),由于C—O鍵的鍵長小于Si—O鍵的鍵長,C—O鍵的鍵能大于Si—O鍵的鍵能,所以原子晶體CO2的硬度和耐磨性都強于水晶,B不正確;在原子晶體CO2中,每個C原子都處于4個氧原子構(gòu)成的四面體的中心,所以每摩爾原子晶體CO2中含有4 mol C—O鍵,每摩爾C原子與4 mol O原子形成共價鍵,D不正確。 11.已知氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的高硬度材料,且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于該晶體的說法錯誤的是( ) A.氮化碳屬于原子晶體,比金剛石中的硬度更大 B.該晶體中每個碳原子與4個氮原子相連,每個氮原子與3個碳原子相連,氮化碳的化學式為C3N4 C.該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu) D.該晶體與金剛石相似,都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 答案 D 解析 氮化碳為高硬度材料且是由非金屬元素組成,因此該晶體應(yīng)為原子晶體。又因為C—C鍵鍵長大于C—N鍵鍵長,故C—N鍵的鍵能大于C—C鍵,硬度更大的是氮化碳,A項正確;每個C原子與4個N原子形成共價單鍵,每個N原子與3個C原子形成共價單鍵,C原子和N原子的最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以氮化碳的化學式為C3N4,B、C項正確;氮化碳晶體原子間以N—C極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),D項錯誤。 12.氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑;立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是( ) A.六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電 B.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大 C.兩種晶體均為分子晶體 D.六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形 答案 D 解析 A項,六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動的電子或離子,所以不導(dǎo)電,錯誤;B項,立方相氮化硼中只含有σ鍵,錯誤;C項,立方相氮化硼是原子晶體,錯誤;D項,由六方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)可知,每個硼原子與相鄰3個氮原子構(gòu)成平面三角形,正確。 [綜合強化] 13.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下表數(shù)據(jù): 金剛石 晶體硅 晶體硼 熔點/K >3 823 1 683 2 573 沸點/K 5 100 2 628 2 823 硬度 10 7.0 9.5 (1)晶體硼的晶體類型屬于________晶體,理由是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖),其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點,每個頂點上各有1個B原子。通過觀察圖形及推算,此晶體結(jié)構(gòu)單元由________個B原子組成,鍵角為________。 答案 (1)原子 晶體硼的熔、沸點和硬度都介于晶體硅和金剛石之間,而金剛石和晶體硅均為原子晶體,B與C相鄰且與Si處于對角線位置,也應(yīng)為原子晶體 (2)12 60 解析 (2)每個三角形的頂點被5個三角形所共有,所以,此頂點完全屬于一個三角形的只占到,每個三角形中有3個這樣的點,且晶體B中有20個這樣的三角形,因此,晶體B中這樣的頂點(B原子)有20=12個。又因晶體B中的三角形面為正三角形,所以鍵角為60。 14.(1)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為______________,微粒之間存在的作用力是__________________。 (2)晶胞有兩個基本要素:①原子坐標參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,),C為(,,0)。則D原子的坐標參數(shù)為__________________________。 ②晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76 pm,其密度為________ gcm-3(列出計算式即可)。 已知:Ge的相對原子質(zhì)量為73。 答案 (1)sp3 共價鍵(或非極性共價鍵) (2)①(,,)?、?07 解析 (1)類比金剛石,晶體鍺是原子晶體,每個鍺原子與其周圍的4個鍺原子形成4個單鍵,故鍺原子采用sp3雜化,鍺原子間以共價鍵(或非極性共價鍵)結(jié)合。(2)①對照晶胞圖示及A、B、C點坐標,選A點為參照點,可知D在體對角線的處,運用比例關(guān)系可得D的坐標參數(shù)為(,,);②因為其晶胞類似金剛石晶胞,故其晶胞內(nèi)含8個Ge原子,ρ==107 gcm-3。 15.(1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,則金剛砂晶體類型為________;在SiC中,每個C原子周圍最近的C原子數(shù)目為______________;若晶胞的邊長為a pm,則金剛砂的密度表達式為______________________________。 (2)硅的某種單質(zhì)的晶胞如圖乙所示。GaN晶體與該硅晶體相似。則GaN晶體中,每個Ga原子與________個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為______________________。若該硅晶體的密度為ρ gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中最近的兩個硅原子之間的距離為____________ cm(用代數(shù)式表示即可)。 答案 (1)原子晶體 12 (2)4 正四面體 解析 (1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,硬度大,屬于原子晶體;每個碳原子連接4個硅原子,每個硅原子又連接其他3個碳原子,所以每個碳原子周圍最近的碳原子數(shù)目為34=12;該晶胞中C原子個數(shù)為8+6=4,Si原子個數(shù)為4,晶胞邊長為a10-10 cm,體積V=(a10-10 cm)3,ρ==。 (2)根據(jù)物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)可知,在GaN晶體中,每個Ga原子與4個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正四面體。在晶體Si的晶胞中含有Si原子的數(shù)目是8+6+4=8,則根據(jù)晶胞的密度ρ=可知V== cm3= cm3,晶胞的邊長a== cm,在晶胞中兩個最近的Si原子之間的距離為晶胞體對角線長的,即 cm。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認領(lǐng)!既往收益都歸您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2018-2019版高中化學 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第1課時學案 魯科版選修3 2018 2019 高中化學 物質(zhì) 聚集 狀態(tài) 性質(zhì) 原子 晶體 分子 課時 魯科版
鏈接地址:http://zhongcaozhi.com.cn/p-6079041.html