第三章第二节分子晶体与共价晶体（2）（导学案）（附带答案解析）- 2023-2024学年高二化学同步教学课件+导学案（人教版2019选择性必修2）

第三章第二节 分子晶体与共价晶体（2） 【学习目标】 1、知道共价晶体的概念，能够从共价晶体的结构特点理解其物理特性 2、能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与性质的关系 【主干知识梳理】 一、共价晶体的概念和组成 1、概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体叫做共价晶体 2、空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子” 3、构成的微粒：原子 4、微粒间的作用力：共价键 5、熔化时破坏的作用力：共价键 【思考】①能否说有共价键的晶体是共价晶体？ ②能否说构成微粒为原子的是共价晶体？ ③能否说原子间均以共价键连接的为共价晶体？ ④共价晶体中是否存在单个的小分子？ 6、常见共价晶体 (1)某些单质：硼(B)、硅(Si)、金刚石、锗(Ge)等 (2)某些非金属化合物：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 (3)极少数金属化合物：刚玉(α­Al2O3)、氮化铝(AlN)等 【微点拨】 ①共价晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式 ②由原子组成的晶体不一定是共价晶体。如：稀有气体组成的晶体属于分子晶体 ③共价晶体中一定存在共价键，但晶体中有共价键却不一定都是共价晶体，还可以是分子晶体或离子晶体 【对点训练1】 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 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 3、氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是(　　) A．C60和金刚石 B．晶体硅和水晶 C．冰和干冰 D．碘和金刚砂 4、下列关于金刚石的说法中，错误的是(　　) A．晶体中不存在独立的分子 B．碳原子间以共价键相结合 C．是天然存在的硬度最大的物质 D．化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应 5、下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．分子晶体熔化时化学键不被破坏 B．白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合 C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体 D．构成分子晶体的结构粒子中可能存在共价键 6、下列说法正确的是(　　) A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．共价晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高 C．分子晶体中，共价键的键能越大，该晶体的熔、沸点就越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定 二、常见共价晶体的结构特征 1、金刚石 金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r 晶体结构模型 C—C—C夹角为109°28′ 金刚石的晶胞 金刚石的晶胞 (1)每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 (2)碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′ (3)金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子 (4)最小碳环由6个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有4个碳原子在同一平面内 (5)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 (6)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 (7)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 2、晶体Si：由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构相同。将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞 (1)每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个硅原子相结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个硅晶胞中含有8个硅原子，最小的碳环为6元环，硅原子为sp3杂化 (3)每个硅原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个硅原子 (4)硅原子数与Si—Si键数之比为1∶2，1mol Si中含有2 mol共价键 3、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