3.2.2 共价晶体-【导学案】2023-2024学年高二化学精品学案（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 第二课时 共价晶体 学习目标 课程目标 学科素养 1.借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。 2.能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。 a. 宏观辨识与微观探析：结合常见的共价晶体的实例，认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。 b. 证据推理与模型认知：借助共价晶体等模型认识晶体的结构特点， 教学重点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系 教学难点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系 自主学习 一、共价晶体 1.常见晶体的结构分析 (1)金刚石晶体 ①在晶体中每个碳原子以 个共价单键与相邻的 个碳原子相结合，成为正四面体。 ②晶体中C-C-C夹角为 ，碳原子采取了 杂化。 ③最小环上有 个碳原子。 ④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为 。 ⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为 。 (2) 二氧化硅晶体 ①每个硅原子与相邻的 个氧原子以共价键相结合构成 结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为 。 ②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与 个Si原子成键，最小的环是 元环。 ③每个最小的环实际拥有的硅原子为 ，氧原子数为 。 ④1molSiO2晶体中含Si—O键数目为 ，在SiO2晶体中Si、O原子均采取 杂化。 ⑤SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【小结】 1、 共价晶体 1、 共价晶体的概念： 2、 组成微粒： 3、 微粒间的作用力： 4、 分类： 5、 共价晶体的通性 ①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。 ②硬度 。 ③一般不导电，但晶体硅是半导体。 ④难溶于一般溶剂。 【思考·讨论】 (1)SiO2是二氧化硅的分子式吗？ (2)观察对比晶体硅、碳化硅、二氧化硅的晶胞，并总结结构特征。 晶体硅晶胞　　碳化硅晶胞　　二氧化硅晶胞 (3)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？ (4)怎么从原子结构的角度理解金刚石、硅 、锗的熔点和硬度依次下降？ 【知识构建】 1. 判断共价晶体和分子晶体的方法 2. 共价晶体与分子晶体熔沸点高低的比较方法 3. 共价晶体与分子晶体的比较 学习过程 【导入新课】 纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。地壳中含有极少量的金刚石，它是天然存在的最硬的物质。经过仔细的打磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石。 【讲解】 【典例剖析】 1. 金刚石晶体 (1) 在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。向空间伸展形成空间网状结构。 (2) 晶体中C-C-C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。 (3) 最小环上有6个碳原子。 (4) 每个碳原子被12个六元环共用。 (5) 晶体中碳原子个数与C-C键数之比为1:(4×1/2)=1:2。 (6) 在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部4个，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为8×(1/8)+6×(1/2)+4=8。 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，熔点1713℃，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结