内容正文:
第2课时 共价晶体
第三章 第二节
课程标准
1.能结合金刚石和晶体硅的晶体结构描述共价晶体中微粒排列的周期 性规律。
2.借助金刚石和晶体硅等的模型认识共价晶体的结构特点,并能说明 共价晶体中的微粒及微粒间的相互作用。
知识点一 共价晶体的结构和性质
随 堂 演 练
知识点二 典型的共价晶体
课 时 精 练
内
容
索
引
索引
知识点一 共价晶体的结构和性质
新知导学
1.共价晶体的结构特点
(1)构成粒子及作用力
(2)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键______结构,不存在单个的小分子,是一个“巨分子”。
原子
共价键
网状
2.共价晶体与物质的类别
物质种类 实例
某些______ 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等
某些______________ 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等
某些________ 二氧化硅(SiO2)等
单质
非金属化合物
氧化物
3 .共价晶体的熔、沸点
(1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合,熔化时必须破坏共价键,而破坏它们需要很高的温度,所以共价晶体具有______的熔点。
(2)结构相似的共价晶体,原子半径越____,键长越____,键能越____,晶体的熔点越____。
很高
小
短
大
高
微自测 判断正误
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.SiO2和干冰都是同一主族元素的氧化物,二者晶体类型相同( )
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( )
×
×
×
×
交流研讨
1.“具有共价键的晶体叫做共价晶体”。这种说法对吗?为什么?
提示:此说法不对。“具有共价键”并不是判定共价晶体的唯一条件,大部分分子晶体中也有共价键,如冰和干冰晶体都是分子晶体,但H2O和CO2中存在共价键。对共价晶体的认识除了要求“具有共价键”外,还要求形成晶体的粒子是原子。
2.碳和硅同主族,它们的氧化物CO2和SiO2,为什么物理性质差异很大?
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,每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。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空间网状结构,晶体中不存在小分子。
实践应用
1.下列物质的晶体直接由原子构成的一组是
①CO2 ②SiO2 ③晶体Si ④白磷 ⑤氨基乙酸 ⑥固态He
A.①②③④⑤⑥ B.②③④⑥
C.②③⑥ D.①②⑤⑥
CO2、白磷、氨基乙酸属于分子晶体,其晶体由分子构成;固态He为单质,属于单原子的分子晶体;SiO2、晶体Si属于共价晶体,其晶体直接由原子构成。
√
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
共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键,构成共价晶体的原子半径越小,键长越短,键能越大,对应共价晶体的熔、沸点越高,硬度越大。
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗
熔点/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211
硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0
①构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高
③构成共价晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大
④构成共价晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
索引
√
索引
知识点二 典型的共价晶体
新知导学
1.金刚石
(1)碳原子采取_____杂化,C—C—C夹角为___________。
(2)每个碳原子与周围紧邻的___个碳原子结合,形成共价键三维骨架结构。
(3)最小碳环由___个碳原子组成,且最小环上有4个碳原子在同一平面内;每个碳原子被12个六元环共用。
sp3
109°28′
4
6
2.二氧化硅晶体
(1)二氧化硅的结构
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(α▬SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的____________形成螺旋上升的长链,这一结构决定了它具有手性(左、右型)。
①Si原子采取_____杂化,正四面体内O—Si—O键角为___________。
硅氧四面体
sp3
109°28′
②每个Si原子与___个O原子形成___个共价键,_____原子位于正四面体的中心,____原子位于正四面体的顶点,同时每个O原子被___个硅氧正四面体共用;每个O原子和__