2019-2020学年鲁科版选修3 第3章第3节 原子晶体与分子晶体 学案
2019-2020学年鲁科版选修3 第3章第3节 原子晶体与分子晶体 学案第3页

  物理性质方面来说,原子晶体的稳定性表现在熔点和沸点很高,硬度很大。以金刚石、硅、锗为例,从碳到锗,电子层数增多,原子半径依次增大,C-C键、Si-Si键、Ge-Ge键的键长依次增长,键长越长,共价键越不稳定,因此键的稳定性:C-C键>Si-Si键>Ge-Ge键,所以,金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。

  

  常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼、二氧化硅、碳化硅。

  

   下表是某些原子晶体的熔点和硬度。

原子晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0   分析表中的数据,判断下列叙述正确的是 (  )

  A.构成原子晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高

  B.构成原子晶体的原子间的共价键键能越大,晶体的熔点越低

  C.构成原子晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大

  D.构成原子晶体的原子的半径越小,晶体的硬度越大

  [解析] 原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关,而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。即原子半径越小,键能越大,熔点、硬度越高。

  [答案] D

  

   原子晶体的结构

  1.在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个 C-C 键间的夹角是(  )

  A.6个、120°       B.5个、108°

  C.4个、109.5° D.6个、109.5°

  解析:选D。根据金刚石的结构特点可知最小环上碳原子数为6个,每个碳原子上任意两个C-C键间夹角为109.5°。

  2.据报道:用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子"炸松",再用一个射频电火花喷射出氮气,可使碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜,该碳氮化合物的硬度比金刚石还大,则下列分析正确的是(  )

  A.该碳氮化合物呈片层状结构

B.该碳氮化合物呈空间网状结构