3.2.2共价晶体-【备课优选】2022-2023学年高二化学同步优选备课课件（人教版2019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 学习目标 1.借助共价晶体等模型认识晶体的结构特点。 2.能应用共价晶体的相关知识解释一些实验现象或某些化学事实及其研究的应用价值。 3.学会比较晶体的熔、沸点。 核心素养 1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。 物质 熔点/℃ 沸点/℃ CO2 -56.2 （在527 kPa下测得） -78.5 SiO2 1 723 2 230 思考与讨论：CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体     纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。地壳中含有极少量的金刚石，它是天然存在的最硬的物质。经过仔细的打磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石。 【新课导入】 一、定义 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。 共价晶体 构成粒子 原子 粒子间的作用力 共价键 整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 化学式表示原子个数比 二、典型的共价晶体 金刚石(C) 、硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等 石英(SiO2) 、碳化硅(SiC，俗称金刚砂) 、氮化硅(Si3N4) 、氮化硼(BN) 、C3N4等 3、极少数金属氧化物 1、某些单质 2、某些非金属氧化物 氮化铝(AlN) 、刚玉(ɑ-Al2O3) 原子间全部通过共价键相结合；晶体为空间网状结构；晶体中没有单个分子存在，化学式只表示原子个数比 金刚石 二氧化硅 三、典型共价晶体的结构特征 正四面体 1、金刚石 共价键 晶体中碳原子与C-C键数目比1:2 8 ①每个C周围有 个C，围成空间 形，晶体中C-C-C夹角为109°28'，C的杂化轨道类型是 。 ②C原子与碳碳键之比为（ ） ③最小碳环为（ ）且不共面，最多4个碳原子在同一平面 4 正四面体 sp3杂化 1 ：2 六元环 金刚石的晶体结构特征 ④一个C原子被 个环共用，每个环平均有 个C原子 12 1/2 ⑤一个C-C键被 个环共用，每个环平均有 个C-C键 6 1 10 ⑥金刚石是 晶胞，一个晶胞中平均含有 原子数 8 金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图 面心立方 2、二氧化硅晶体 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，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硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。 石英的左、右型晶体 晶体硅结构 思考与讨论:已知SiO2晶体骨架结构与晶体硅相似，根据SiO2中Si元素和O元素的比例，你能否在晶体硅的骨架结构基础上将O原子合理地填充进去以形成SiO2 骨架结构？ √ SiO SiO2 SiO4 晶体硅结构 二氧化硅晶体结构 2、二氧化硅晶体 109º28´ Si O 共价键 ①硅原子都采取sp3杂化，每个Si周围有 个O，每个O周围有 个Si，硅氧构成空间 形 （注意：以“O”为中心的“Si-O”键的夹角不是180度） 二氧化硅的晶体结构特征 4 2 正四面体 ③二氧化硅晶体结构中最小的环为 元环 二氧化硅的晶体结构特征 ②1mol SiO2中共价键为 mol 4 12 二氧化硅的用途 单晶硅 硅芯片 硅太阳能电池 二氧化硅光导纤维 （以SiO2为原料制造的高科技产品） 熔点很高；硬度很大；一般不导电(晶体硅半导体)；难溶于一般溶剂 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 某些共价晶体的熔点和硬度 四、物理性质： 熔化破坏共价键，需要很高的能量。 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。 思考：为什么熔点很高？ 结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高，硬度越大，金刚石 ＞晶体硅＞晶体锗 1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 2、“具有共价键的晶体叫做共价晶体”。这种说法对吗？