3.2.2 分子晶体与共价晶体 第2课时-2023-2024学年高二化学同步教学精品课件（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 0 第2课时 新课引入 熔点/℃ 沸点/℃ -56.2 -78.5 熔点/℃ 沸点/℃ 1723 2230 干冰（CO2） 二氧化硅（SiO2） 同为第四主族元素的氧化物，两种晶体的熔沸点却相差很大，这是为什么呢？ 构成 粒子 分子 原子 共价键 分子间 作用力 分子晶体 ? 粒子间的 相互作用 熔点低 熔点高 二、共价晶体 碳原子 共价键 构成粒子： 原子 共价键 粒子间相互作用： 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体 1.概念： 除了金刚石，还有哪些物质属于共价晶体呢？ 想一想 用Si代替C原子形成的是什么晶体？ 如果Si原子间插入O原子呢？ 想一想 180º 109º28´ Si O 共价键 二氧化硅晶体结构示意图 二、共价晶体 2、常见的共价晶体（P82） 某些单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、晶体锗(Ge)、灰锡等 某些非金属化合物： 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体、Si3N4 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）晶体 思考 109°28' C—C键 键长(pm) 键能 (kJ/mol) 熔点(℃) 硬度 154 347.7 ＞3500 天然最大 很高 很短 很大 熔点高，硬度大，不导电 ——影响共价晶体物理性质的主要因素 共价键 键长越短，键能越大 金刚石晶体的熔沸点、硬度都有什么特点呢? 二、共价晶体 （1）三高 高熔点 高沸点 高硬度 （2）一般不导电，但晶体硅、锗是半导体 （3）熔沸点变化规律：取决于共价键的强弱 原子半径越小 晶体熔沸点越高 键长越短 键能越大 （4）难溶于一般的溶剂 3、物理性质 思考与讨论 1）怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 共价晶体 金刚石 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500 1 410 1 211 硬度* 10 6.5 6.0 同属于共价晶体，熔点和硬度都很高 C、Si、Ge原子半径依次递增， C-C、Si-Si、Ge-Ge键长依次递增，键能减小 思考与讨论 2）“具有共价键的晶体叫做共价晶体”，这种说法对么？为什么？ 不对。 分子晶体中的CO2、H2O等大多数分子也有共价键 很多离子晶体，如NaOH、KNO3、NH4Cl等，在阴离子或阳离子内部也含有共价键 共价晶体： 具有共价键，构成粒子——原子 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—金刚石 键能：347.7 kJ/mol（很大） 109º 28´，三维骨架 键长：154 pm（很短） 熔点很高：大于 3500 0C 硬度最大 结构决定性质 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—金刚石 面心 顶点 体内 8 × 8 1 = 1 6 × 2 1 = 3 4 一个金刚石晶胞内含有 8个 碳原子 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—金刚石 每个碳原子连接4个碳碳键，形成一个碳碳键需要2个碳原子，每个碳原子分摊的数目为1/2 mol 109º28´ 共价键 Q1.碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？ Q2.1mol金刚石可以形成多少个C-C共价键？ 1 ：2 2NA 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—金刚石 Q3.最小环上有多少个碳原子，是否在同一平面内？有几个原子共平面？ 6个 不在同一平面 4个 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—金刚石 Q4.每个碳原子可形成 个六元环,每个C-C键可以形成 个六元环？ 12 6 Q5.每个六元环占 碳原子, 个C-C键？ 0.5 1 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—二氧化硅 晶体中Si、O原子个数比为_______ 1∶2 Si 1 O 4 × ＝ 2 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—二氧化硅 1.Si原子与O原子个数比为： 1﹕(4×1／2)=1﹕2 2.Si原子个数与Si—O键数之比为： 1﹕4 3.SiO2晶体中，每个最小的环上有12个原子（6个Si和6个O） 二、共价晶体 对比 硅（Si） 二氧化硅（SiO2） 由共价键形成三维骨架结构，高硬度、高熔点 共同点： 不同点： 最小的环为6元环 最小的环为12元环 熔点：1415℃ 熔点：1713℃ 半径：Si > O 键长：Si-O＜Si-Si 键能：Si-O＞Si-Si 二、共价晶体 4.典型的共价晶体—二氧化硅 石英晶体中的硅氧四面体相连构成的螺旋链 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(α­SiO2)。 黄沙、石英矿脉、花岗石