3.2.2共价晶体 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节　分子晶体与共价晶体 第2课时　共价晶体 第三章　晶体结构与性质 [学习目标] 1.能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构成 微粒之间的作用和对共价晶体物理性质的影响(重点)。 2.能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法对 晶胞进行分析(重、难点)。 知识回顾 什么是分子晶体？分子晶体通常具有的物理性质？ 只含有分子的晶体；硬度小，熔、沸点低，不导电。 下图为金刚石的结构，猜测是否为分子晶体？ 硬度大，构成微粒为原子。 否，为共价晶体。 一、共价晶体的概念及性质 1. 概念 相邻原子间都以共价键结合，整个晶体是一个共价键三维骨架结构。 2. 粒子及粒子间的相互作用 构成微粒：原子 存在的作用力： 共价键 3.常见的共价晶体与物质类别 (1)某些非金属单质：晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。 (2)某些非金属化合物：碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等。 (3)某些氧化物：二氧化硅(SiO2)等。 B C 4.共价晶体的物理性质 ——熔、沸点很高；硬度很大 (1)由于原子间以较强共价键相结合，熔化时破坏共价键需要很高的温度，所以熔点高。 (2)结构相似，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 试分析原因？ r与熔点关系？ 一、共价晶体的概念及性质 1.正误判断 (1)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体 (2)共价晶体在固态或熔化时均不导电 (3)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 (4)二氧化硅和干冰虽然是同一主族的氧化物，但属于不同的晶体类型 √ × × × 应用体验 一、共价晶体的概念及性质 应用体验 2.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 √ 一、共价晶体的概念及性质 应用体验 3.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 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 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 √ 一、共价晶体的概念及性质 晶体熔、沸点和硬度的比较方法 (1)先判断晶体类型。主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力。 一般来说熔、沸点和硬度，共价晶体高于分子晶体。 (2)对于同一类型的晶体 ①共价晶体的熔沸点、硬度取决于共价键的强弱： r原子越小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。 ②分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与M有关， 同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。 归纳总结 一、共价晶体的概念及性质 二、常见共价晶体的结构分析 1. 金刚石晶体 每个C以共价单键对称地与相邻的4个C结合 C—C—C夹角为109°28′ 思考交流 1.晶体中，C的杂化方式？ 2.最小碳环由多少个C组成？它们是否在同一平面内？ 3.C数与C—C键数比为多少？ 4.每个C被多少个六元环共用，1个碳环占有的碳原子数为多少？ sp3杂化 6个C组成；不在同平面内，最多有4个C在同一平面。 每个C形成4个C—C，每个C—C占有2个C，即C原子与C—C数目之比为1∶2。 每个C被12个六元环共用，1个碳环占有的碳原子为0.5个。 二、常见共价晶体的结构分析 2. 二氧化硅 (1)二氧化硅晶体 ①1个Si和 个O形成4个共价键，每个O和 个Si相结合。 ②1 mol SiO2中含 mol Si—O。 ③最小环由 个Si和 个O构成。 ④每个Si被 个12元环共用，每个O被 个12元环共用。 4 2 4 6 6 12 6 (2)低温石英 顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链， 这一结构决定了它具有手性。 二、常见共价晶体的结构分析 应用体验 1.正误判断 (1)金刚石晶体中最小碳环是六元环，且6个碳原子在同一平面内 (2)金刚石晶体中每个碳原子被12个碳原子环所共有，每个C—C被6个六元环共用 (3)1 mol金刚石晶体中含有4 mol碳碳键 (4)1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol硅氧键 √ × × √ 二、常见共价晶体的结构分析 应用体验 2.下列关于SiO2晶体空间结构的叙述正确的是 A.最小的环上，有3个硅原子