(1)金刚石
在晶体中,碳原子以sp3杂化轨道与周围_4_个碳原子以共价键相结合,C-C键间的夹角为109.5°。
(2)二氧化硅
硅、氧原子个数比为1∶2。
5.原子晶体的物理性质
根据下表中有关数据分析,并填写表下面的空白。
晶体 键能/kJ·mol-1 熔点/℃ 硬度 金刚石 (C-C)347 3 350 10 碳化硅 (C-Si)301 2 600 9 晶体硅 (Si-Si)226 1 415 7
(1)键能:C-C>C-Si>Si-Si;熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅;硬度:金刚石>碳化硅>晶体硅(用">"或"<"填空)。
(2)规律:原子晶体具有很高的熔点,很大的硬度;对结构相似的原子晶体来说,原子半径越小, 键长越短,键能越大,晶体的熔点就越高。
[特别提醒]
(1)1个C原子形成4个C-C键,每个C-C键被两个C原子共用,故每个C原子占用C-C键数目为4×=2,即1 mol金刚石含有2 mol C-C键。
(2)金刚石晶体中最小环上有6个碳原子,SiO2晶体中最小环上有12个原子(6个O原子和6个Si原子)。
1.根据金刚石的结构特点,你能分析其硬度大的原因是什么吗?
提示:在金刚石晶体内部,每个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合,形成一种致密的三维结构,破坏这种三维结构中的C-C共价键需要很高的能量,所以金刚石的硬度很大。
2.从金刚石的结构出发,分析晶体硅、碳化硅的结构是怎样的?