3.2.2 共价晶体（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019）

第2课时　共价晶体 [学习目标] 1.借助共价晶体模型认识晶体的结构特点。(证据推理与模型认知)　2.能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。(宏观辨识与微观探析) 共价晶体的结构和性质 1．共价晶体的结构特点 共价晶体 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物 二氧化硅(SiO2)等 3.共价晶体的特性 高硬度、高熔点是许多有共价键三维骨架结构的共价晶体的特性。 两种典型的共价晶体 物质 金刚石 二氧化硅 模型 结构 特点 (1)C—C—C夹角为 109°28′。 (2)每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合。 (3)碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构 二氧化硅晶体结构相当于将金刚石中的碳原子全都换成了硅原子，同时在每两个硅原子之间增添一个氧原子。 (1)O—Si—O夹角为109°28′。 (2)每个硅原子均以4个共价键单键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成空间网状结构。 (3)硅原子采取sp3杂化轨道形成共价键 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。(×) (2)具有共价键的晶体叫作共价晶体。(×) (3)共价晶体在固态或熔化时都不导电。(×) (4)SO2与SiO2的化学键类型相同，晶体类型也相同。(×) (5)60 g SiO2晶体中含4 mol Si—O键。(√) (6)化学式CO2和SiO2表示的物质组成意义相同。(×) (1)共价晶体中都有共价键，但含有共价键的不一定是共价晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。 (2)共价晶体在固态和熔化时都不导电，但个别为半导体。 (3)1 mol SiO2 中含4 mol Si—O键。 (4)共价晶体中不存在单个的分子。如共价晶体SiO2表示在晶胞中硅原子和氧原子的物质的量之比为1∶2。CO2表示一分子的二氧化碳由一个碳原子和两个氧原子组成。 分子晶体与共价晶体比较 1．干冰(二氧化碳晶体)和水晶(二氧化硅晶体)受热熔化时克服的作用力是否相同？ 答案　不同。干冰克服的是分子间作用力，水晶克服的是共价键。 2．干冰易升华，水晶具有耐磨性，性质的差异原因是什么？ 答案　干冰是由分子组成的，组成微粒是分子，微粒间(分子间)作用力是分子间作用力。水晶是由原子组成的，微粒间作用力是共价键。 1．分子晶体、共价晶的比较 晶体类型 分子晶体 共价晶体 组成粒子 分子 原子 粒子间的 作用力 范德华力 (某些含氢键) 共价键 (极性键、 非极性键) 熔化时需克 服的作用力 较弱的分子间作用力 很强的共价键 物理性质 熔、沸点 较低 很高 硬度 较小 很大 导电性 固态和熔化时都不导电，但某些分子晶体溶于水导电，如HCl 固态和熔化时都不导电，但个别为半导体 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 决定熔、沸点高低的因素 分子间作用力的大小 结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高 2.分子晶体和共价晶体的判断方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子或原子，微粒间的作用力是分子间作用力。 (2)依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔点高，常在1 000 ℃以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。 (3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断 共价晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。 (4)依据导电性判断 分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；共价晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。 【例题1】 C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。 (1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是______________。SiC和晶体Si的熔沸点高低顺序是______________。 (2)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：__________________________________________，SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“＜”“＝”或“＞”)。　 (