高中化学分子晶体和原子晶体教学设计
发布:佚名 时间:2010-6-3 9:28:00 来源:京翰教育中心 录入:杨 人气:696
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（二）原子晶体：
相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体称为原子晶体。构成原子晶体的微粒是原子，微粒间的相互作用力是共价键，由于共价键的键能比分子间作用力要大得多，因此原子晶体具有很高的熔沸点和硬度，一般不导电（硅属于半导体材料），一般不溶于溶剂等性质。
常见的原子晶体有：金刚石、晶体硅、二氧化硅和碳化硅等。
如金刚石的晶体结构和晶胞、二氧化硅的晶体结构：
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金刚石的晶体结构中，每个碳原子与四个碳原子相互结合形成四个共价键，形成正四面体型结构，晶体中每个最小的环为六元环；另外二氧化硅晶体结构与金刚石相似，每个最小的环由六个氧原子和六个硅原子构成，为十二元环，每个硅原子结合四个氧原子、每个氧原子结合二个硅原子，因此晶体中硅、氧原子的个数比为1：2，则二氧化硅的化学式为SiO2，晶体中每个硅原子被12个环所共有。
说明：
2、原子晶体中原子间以共价键相互连接，但并不是存在共价键的晶体就是原子晶体。如：水、干冰等晶体都存在共价键，但它们属于分子晶体。
3、判断晶体类型的依据：
（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。
对分子晶体,构成晶体的微粒是分子，微粒间的相互作用是分子间作用力；对于原子晶体，构成晶体的微粒是原子，微粒间的相互作用是共价键。
（2）看物质的物理性质（如：熔、沸点或硬度）。一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多，硬度、密度也要大得多。
（3）依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体。
（4）依据硬度和机械性能判断：原子晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。
5、CO2、SiO2都属于第ⅣA族的氧化物，但两者的熔沸点、硬度等物理性质存在较大的差异，但CO2却比SiO2稳定得多：主要是因为CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，所以熔化时CO2是破坏范德华力而SiO2是破坏化学键。所以SiO2熔沸点高。而破坏CO2分子与SiO2时，都是破坏共价键，而C-O键能>Si-O键能，所以CO2分子更稳定。
（三）过渡型晶体（混合型晶体）
，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中可以强热燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。它既具有金属晶体的性质（导电性），又具有分子晶体的性质（质地很软），同时还具备原子晶体的特性（熔沸点高）等。因此化学上把石墨称为过渡型晶体（又称混合型晶体）。
石墨晶体是一种层状结构：层与层之间以分子间作用力相互连接，而同一层内各原子间以共价键相互结合。如图所示：
所以石墨晶体的质地较软、熔沸点很高。
说明：
1、石墨为层状结构，各层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。
2、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。石墨层状结构中六个碳原子构成平面六元环，平均每个环占有2个碳原子、三个碳碳键。
3、在金刚石中每个碳原子与相邻的四个碳原子经共价键结合形成正四面体结构，碳原子所有外层电子均参与成键，无自由电子，所以不导电。而石墨晶体中，每个碳原子以三个共价键与另外三个碳原子相连，在同一平面内形成正六边形的环。这样每个碳原子上仍有一个电子未参与成键，电子比较自由，相当于金属中的自由电子，所以石墨能导电。