3.2.2 共价晶体（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

共价晶体 TITLE TITLE 选择性必修2 第三章 第二节 01 02 目录 典型的共价晶体分析 共价晶体 01 第一部分 共价晶体 新课导入 熔点/℃ 沸点/℃ -56.2 -78.5 熔点/℃ 沸点/℃ 1723 2230 干冰（CO2） 二氧化硅（SiO2） 同为第四主族元素的氧化物，两种晶体的熔沸点却相差很大，这是为什么呢？ 构成 粒子 分子 原子 共价键 分子间 作用力 分子晶体 共价晶体 粒子间的 相互作用 熔点低 熔点高 4 一、共价晶体 碳原子 共价键 1. 构成粒子： 原子 共价键 2. 粒子间相互作用： 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体 除了金刚石，还有哪些物质属于共价晶体呢？ 一、共价晶体 1、某些单质： 硅（Si）、锗（Ge）、 灰锡（Sn）、硼（B）等 2、某些非金属化合物： 二氧化硅(SiO2)、 金刚砂（SiC）、 氮化硅（Si3N4）等 01 第二部分 典型的共价晶体 二、典型的共价晶体—金刚石 109°28' C—C键 键长(pm) 键能 (kJ/mol) 熔点(℃) 硬度 154 347.7 ＞3500 天然最大 很高 很短 很大 碳原子都采取sp3杂化，109º 28´，三维骨架 熔点高，硬度大，不导电 ——影响共价晶体物理性质的主要因素 共价键 键长越短，键能越大。 原子半径：Si > C 键长：Si-Si ＞ C-C ，键能小 金刚石 硅 熔点/℃ ＞3500 1410 硬度 10 6.5 对比金刚石和硅晶体熔点，分析它们的结构异同点 熔点和硬度： 硅晶体＜金刚石 二、典型的共价晶体—金刚石 109º28´ 共价键 【思考】 碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？ 1mol金刚石可以形成多少个C-C共价键？ 1 ：2 2NA 最小环上有多少个碳原子，是否在同一平面内？ 6个 不在同一平面 面心 顶点 体内 8 × 8 1 = 1 6 × 2 1 = 3 4 一个金刚石晶胞内含有 8个 碳原子 二、典型的共价晶体—金刚石 总结 共价晶体 以强共价键结合， 熔点高、硬度大。 对比分子晶体和共价晶体的数据，总结共价晶体的物理特性。 分子晶体 硫化氢 甲烷 尿素 熔点/℃ －85.6 －182.5 132.7 共价晶体 金刚石 碳化硅 硅 熔点/℃ ＞3500 2700 1410 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。 12 硅（Si） 二氧化硅（SiO2） 二、典型的共价晶体—二氧化硅 由共价键形成三维骨架结构，高硬度、高熔点 共同点： 不同点： 最小的环为6元环 最小的环为12元环 熔点：1415℃ 熔点：1713℃ 半径：Si > O 键长：Si-O＜Si-Si 键能：Si-O＞Si-Si 二、典型的共价晶体—二氧化硅 用途： 石英的左、右型晶体 低温石英：硅氧四面体相连构成的螺旋链 石英表 二、典型的共价晶体—二氧化硅 用途： 【思考与讨论】 1）怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 共价晶体 金刚石 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500 1 410 1 211 硬度* 10 6.5 6.0 同属于共价晶体，熔点和硬度都很高 C、Si、Ge原子半径依次递增， C-C、Si-Si、Ge-Ge键长依次递增，键能减小 【思考与讨论】 2）“具有共价键的晶体叫做共价晶体”，这种说法对么？为什么？ 不对。 分子晶体中的CO2、H2O等大多数分子也有共价键 很多离子晶体，如NaOH、KNO3、NH4Cl等，在阴离子或阳离子内部也含有共价键 共价晶体： 具有共价键，构成粒子——原子 【归纳总结】 晶体的类型判断： 构成晶体的粒子、粒子间的作用力、性质 共价 晶体 分子 晶体 有氢键 只有 范德华力 键能越大，熔点越高 氢键的数目 相对分子质量大小 判断 键能的大小 判断 分子间的作用力 【练习】 1. 在二氧化硅晶体中原子未排列成紧密堆积结构，其原因是（ ） A．共价键具有饱和性 B．共价键具有方向性 C．二氧化硅是化合物 D．二氧化硅是由非金属元素原子构成的 AB 2、下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是（ ）A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连B．通常状况下，1molSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子D．1mol金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏