3.2.2《共价晶体》 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修二

共价晶体 回忆分子晶体有哪些性质？ 熔点和沸点较低 硬度较小 物质 熔点/℃ 沸点/℃ CO2 -56.2 -78.5 SiO2 1723 2230 SiO2是分子晶体吗， 为什么 为什么CO2与SiO2的熔沸点相差这么多 结构决定性质 分子晶体 共价晶体 常见的共价晶体 一、共价晶体的概念、构成、作用力 1. 概念：所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体 2. 构成粒子：原子 3. 粒子间作用力：共价键 共价晶体的微观空间里没有分子 二、典型共价晶体的结构分析 金刚石 金刚石晶胞中含有几个碳原子 金刚石的晶胞 顶角位置： 面上位置： 体内位置： 1+3+4 = 8 金刚石晶胞含有的碳原子数 = 二、典型共价晶体的结构分析 金刚石 金刚石的晶胞 二、典型共价晶体的结构分析 金刚石的晶胞 一个碳原子形成 4 个共价键 只占一半 2NA 金刚石中，1mol C 形成的共价键数目是多少？ 二、典型共价晶体的结构分析 二氧化硅 109º28´ Si O 共价键 01 02 03 在SiO2晶体中，每个硅原子与 个氧原子结合；每个氧原子与 个硅原子结合； 在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。 2 1：2 4 ②在SiO2 晶体中，每个硅原子形成 个共价键； 每个氧原子形成 个共价键； 4 2 ③ 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。 12 二、典型共价晶体的结构分析 二氧化硅 二、典型共价晶体的结构分析 二氧化硅 二氧化硅有多种结构，最常见的是低温石英（α-SiO2） 低温石英的结构中有顶角相连形成硅氧四面体螺旋上升的长链 这一结构决定了它具有手性 石英的左、右型晶体 二、典型共价晶体的结构分析 二氧化硅 用途： 制作水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅石电池、芯片、光导纤维 三、常见的共价晶体 ①某些单质 如硼（B） 硅（Si） 锗（Ge） 锡（Sn）等 ②某些非金属氧化物 如碳化硅(SiC) 二氧化硅(SiO2) 氮化硅(Si3N4)等 ③极少数金属氧化物 如刚玉(ɑ-Al2O3) 三、常见的共价晶体 从金刚石结构的角度出发，思考金刚石熔点高，硬度大的原因。 金刚石的晶胞 C－C键参数 键长154pm 键能347.7kJ·mol－1 金刚石性质 熔点＞3 500℃，硬度大 根据下表数据，归纳共价晶体的性质特点，并加以解释 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ＞3500 3000 2700 1710 1410 1211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.1 硬度很大 一般不导电，但晶体硅、锗是半导体 难溶于一般的溶剂 较高的熔点 共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合， 要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量 四、共价晶体的物理性质 晶体类型 共价晶体 分子晶体 组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性 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 小结 ①依据组成晶体的粒子和 粒子间的作用力判断 ② 依据晶体的熔点判断 方法与技巧 组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。 共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。 1. 判断共价晶体和分子晶体的方法 ③依据物质的状态判断 方法与技巧 一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。 ④依据物质的挥发性判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。 1. 判断共价晶体和分子晶体的方法 19 2. 分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较 不同类型的晶体熔、沸点 共价晶体 > 分子晶体 方法与技巧 同分异构体 支链 比较 分子极性 比较 范德华力 看是否含有氢键 有分子间氢键的熔沸点高 都有分子间氢键，看氢键的个数，个数越多熔沸点越高 组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高 相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。 同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。 同一类型的晶体熔、沸点 方法与技巧 分子晶体 二、共价晶体 ① 晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。 ② 若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。 一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 同一类型的晶体熔、沸点 方法与技巧 共价晶体 二、共价晶体 原子半