3.2.2分子晶体与共价晶体 课件 2022-2023学年高二化学人教版（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 导入新课 思考与交流 比较CO2和金刚石的一些物理性质和结构，试判断金刚石晶体是否属于分子晶体？ 化学式 状态 (室温) 熔点/℃ CO2 气态 −78.5 金刚石 固态 ＞3500 干冰晶胞 金刚石晶体结构和晶胞示意图 二、共价晶体 1、概念： 相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。 共价晶体 构成微粒 微粒间作用力 原子 共价键 练、关于共价晶体的叙述错误的是( ) A. 共价晶体中，只存在共价键 B. 共价晶体具有空间网状结构 C. 共价晶体中不存在独立的分子 D. 共价晶体熔化时不破坏共价键 二、共价晶体 2、共价晶体的类别 思考与交流 除了金刚石，还有哪些物质属于共价晶体呢？让我们沿着元素周期表一起寻找。 (1)某些单质：以碳为中心 同主族向下：硅(Si)、锗(Ge)、灰锡(Sn)等 同周期向左、向右：硼(B) (2)某些非金属化合物：二氧化硅(SiO2)、 金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)等 二、共价晶体 3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构 二、共价晶体 3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构 金刚石晶胞示意图 金刚石的晶体结构 (1)每个碳与相邻____个碳以______键结合， 形成_________结构；键角为_______，碳原子采取了____杂化。 (2)最小碳环由__个C组成且不在同一平面内， 每个C被___个最小环共用，每个环平均拥有___个C，平均拥有_____个C−C键。 (3)1mol金刚石中含有C−C共价键数 ____mol。 4 共价 正四面体 109o28′ sp3 6 金刚石晶胞中的均摊问题 金刚石结构中最小的环状结构为六元环，以标记为O的碳原子为着眼点，通过该碳原子的bOc“V形”可以形成两个六元环；而通过O碳原子的“V形”共有6个(aOb、aOc、aOd、 bOd、cOd)。 结论：金刚石中六元环结构与碳原子数目比为 2 : 1 因此通过O碳原子的六元环共6×2=12个，(即:一个O碳原子为12个六元环共用)一个六元环对环上任意一个碳原子的占有为1/12，一个六元环实际享有6×1/12 ═ 0.5个碳原子 金刚石晶胞中的均摊问题 以标记为aO的C−C为着眼点，通过该C−C的“V形”共有3个(aOb、aOc、aOd)。 因此通过aOC－C键的六元环共3×2=6个，(即:一根aOC－C键为6个六元环共用)一个六元环对环上任意一根C−C键的占有为1/6，一个六元环实际享有6×1/6 ＝1根C−C键 结论：金刚石中六元环结构与C−C键数目比为 1 : 1 在金刚石晶胞中： 六元环结构 : 碳原子数目 : C−C键数目＝2 : 1 : 2 归纳总结 二、共价晶体 3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构 金刚石的晶体结构 (1)每个碳与相邻____个碳以______键结合， 形成_________结构；键角为_______，碳原子采取了____杂化。 (2)最小碳环由__个C组成且不在同一平面内， 每个C被___个最小环共用；每个环平均拥有_____个C，每个环平均拥有____个C−C键。 (3)1mol金刚石中含有C−C共价键数 ____mol。 4 共价 正四面体 109o28′ sp3 6 12 1/2 1 2 在金刚石晶胞中： 六元环结构 : 碳原子数目 : C−C键数目＝2 : 1 : 2 归纳总结 金刚石模型的演变(等电子体原理) 1、与碳同族单质(如Si、Ge)都具有与金刚石相似的结构 2、第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) 3、与第ⅣA族同周期的元素间根据等电子体原理，如：BN、GaAs等也可形成与金刚石结构相似的晶体。 金刚石 晶体硅 SiC GaAs 金刚石模型的衍生(方石英SiO2) 晶体硅的晶胞中，在Si−Si键之间插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常见的SiO2晶胞)。 二、共价晶体 3、共价晶体的结构——二氧化硅的晶体结构 (1)晶体中每个硅原子与