第3章第2节 分子晶体与共价晶体（第2课时 共价晶体）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修2）

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》 第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时　共价晶体 二、共价晶体 1．定义：所有原子都以 相互结合形成 结构的晶体叫共价晶体。 2．构成微粒及微粒间的作用力 共价晶体 3．典型的共价晶体 （1）金刚石 金刚石的多面体外形 晶体结构和晶胞示意图 ①每个碳原子均以 个共价键对称地与相邻的 个碳原子相结合； ②金刚石中的碳采取 杂化轨道形成共价键三维骨架结构，C—C—C夹角为 ； ③金刚石的熔点很高，硬度很大(天然存在的最硬的物质)，请解释原因。 【深度思考】 ①晶体中碳原子个数与C—C的键数之比为 ； ②晶体中最小碳环是 元环，在上述晶体结构图中画出一个最小的碳环（相应的碳原子涂黑）； ③一个金刚石晶胞中含有________个碳原子； ④若晶胞的边长为apm，晶体中两个最近的碳原子之间的距离为______ pm。 （2）二氧化硅晶体 ①二氧化硅的结构：二氧化硅有多种结构。最常见的是低温石英(αSiO2)：低温石英的结构中有顶角相连的形成 螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有 ，如图所示。 ②二氧化硅的用途：是制造水泥、玻璃和下列高科技产品的重要原料，请根据图片写出产品的名称。 4．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些 二氧化硅(SiO2)等 【思考与讨论】怎样从原子结构角度理解金刚石、晶体硅和锗的熔点和硬度依次下降。 【资料卡片】下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是　 。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 ①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大 ④构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大 【预习作业】 1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。) （1）凡是由原子构成的晶体都是共价晶体 ( ) （2）具有共价键的晶体叫共价晶体（ ） （3）共价晶体中含有共价键，原子间结合力强，故共价晶体硬度大、延展性强（ ） （4）1 mol金刚石晶体中含有4 mol碳碳键(　　) （5）CO2和SiO2中化学键类型相同，晶体类型也相同( ) （6）由于共价键的键能远大于分子间作用力，故共价晶体的熔点比分子晶体高( ) （7）低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性( ) 2．下列物质的晶体直接由原子构成的一组是(　　) ①CO2　②SiO2　③晶体Si　④白磷　⑤氨基乙酸　⑥固态He A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．②③⑥ D．①②⑤⑥ 3．美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是(　　) A．该共价晶体中含有极性键 B．该共价晶体易气化，可用作制冷材料 C．该共价晶体有很高的熔、沸点 D．该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料 4．下列晶体性质的比较中不正确的是(　　) A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>PH3 C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4 5．某石英结构如图，我们可以将此晶体结构想象为:在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据晶体结构图，下列说法不正确的是(　　) A.石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B.每个O原子通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C. 1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol硅氧键 D. 在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，故二氧化硅的分子式SiO2 6．（1）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学