3.2.2 共价晶体 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

共价晶体 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 思考与讨论： 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？ 情境导入 熔点/oC 状态（室温） CO2 -56.2 气态 SiO2 1723 固态 干冰 SiO2 目标一 共价晶体的概念及性质 (1)概念 相邻原子间以共价键相结合形成三维骨架结构的晶体叫做共价晶体。 (2)构成共价晶体的微粒 共价晶体 构成粒子 原子 粒子间的作用力 共价键 思考：具有共价键的晶体叫做共价晶体，这种说法对吗？ 不对，大部分分子晶体中也含有共价键，如：干冰，冰 1.共价晶体的结构特点及物理性质 (3)物理性质 ①熔点很高 ②硬度很大 ③一般不导电，但晶体硅是半导体 ④难溶于一般溶剂 结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔点越高。 2. 常见共价晶体及物质类别 (3)极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3) (1)某些单质：以碳为中心， 如：硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石和灰锡(Sn)等 Si3N4材料的导弹天线罩制品 (2)某些非金属化合物： 如：碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 Al2O3有两种结构，其中一种结构属于共价晶体，俗称刚玉。 5 3. 分子晶体与共价晶体的比较 晶体类型 共价晶体 分子晶体 概念 组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性 相邻原子间以共价键相结合而形成三维骨架结构 分子间以分子间作用力结合 原子 分子 共价键 分子间作用力 很大 较小 很大 较小 不溶于任何溶剂 部分溶于水 不导电，个别为半导体 固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电 导思 1. 正误判断 (1)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体(　　) (2)具有共价键的晶体一定是共价晶体(　　) (3)共价晶体在固态或熔化时均不导电(　　) (4)共价晶体由于硬度及熔、沸点都较高，故常温时不与其他物质反应(　　) × × × × 2. 碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2物理性质为什么差异很大？ 提示　CO2的晶体是分子晶体，晶体中CO2分子之间通过范德华力相结合。SiO2是共价晶体，硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成三维骨架结构，晶体中不存在小分子。 (1)使共价晶体熔化，需要破坏的粒子间作用力是什么？使金刚石、碳化硅、晶体硅熔化分别破坏的这种具体的作用力又是什么？ 3. 金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们的键长、键能、熔点和硬度的数据。 晶体 键长/pm 键能/(kJ·mol－1) 熔点/℃ 硬度 金刚石 154 348 >3 500 10 碳化硅 184 301 2 700 9.5 晶体硅 234 226 1 410 6.5 提示　使共价晶体熔化，需要破坏共价键。使金刚石、碳化硅、晶体硅熔化分别破坏的是C—C、C—Si、Si—Si。 (2)共价晶体的熔点和硬度等物理性质与共价晶体中共价键的键长、键能之间存在什么关系？ 3. 金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们的键长、键能、熔点和硬度的数据。 晶体 键长/pm 键能/(kJ·mol－1) 熔点/℃ 硬度 金刚石 154 348 >3 500 10 碳化硅 184 301 2 700 9.5 晶体硅 234 226 1 410 6.5 提示　结构相似的共价晶体，其原子间形成共价键的键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高，硬度就越大。 3. 金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们的键长、键能、熔点和硬度的数据。 晶体 键长/pm 键能/(kJ·mol－1) 熔点/℃ 硬度 金刚石 154 348 >3 500 10 碳化硅 184 301 2 700 9.5 晶体硅 234 226 1 410 6.5 (3)如果不提供上述表格中的数据，根据元素周期表，你能判断金刚石、碳化硅、晶体硅的键长、键能、熔点和硬度的相对大小吗？说出你的判断方法。 提示　能。根据元素周期表，碳和硅为同一主族元素，原子半径：C＜Si，因此键长大小顺序为C—C＜C—Si＜Si—Si，键能大小顺序为C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点和硬度大小顺序为金刚石>碳化硅＞晶体硅。 导练 1. 下列有关共价晶体的叙述错误的是（ ） A.共价晶体中，只存在共价键 B.共价晶体具有三维骨架结构 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 D 2. 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