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 化学组：綦蕊 学习目标 1.借助共价晶体等模型认识晶体的结构特点。 2.能应用共价晶体的相关知识解释一些实验现象或某些化学事实及其研究的应用价值。 3.学会比较晶体的熔、沸点。 核心素养 1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。 【复习回顾】 1、影响分子晶体熔沸点的因素是什么？ 2、碳和硅元素位于元素周期表中同一主族，且二氧化碳和二氧化硅晶体均含有共价键，为什么熔沸点差异那么大？ CO2面心立方 二氧化硅中的Si采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构 共价晶体 1、概念：相邻原子之间以共价键相结合形成的具 有空间网状结构的晶体。 构成粒子 共价晶体 原子 粒子间的作用力 共价键 注意：①并非所有的由原子构成的晶体都是共价晶体，如稀有气体 ②共价晶体熔化时破坏共价键，所以熔沸点很高，硬度很大 ③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”。化学式表示原子个数比。 金刚石结构示意图 典型共价晶体的结构分析------金刚石 正四面体 最小环为六元环 ①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有　　个以共价键结合形成 。 ②每个碳原子都采取____杂化 ③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为_________. ④晶体中最小的碳环由___个碳组成，且_____同一平面内； sp3 109°28' 6 不在 4 正四面体 6 典型共价晶体的结构分析------金刚石 ⑥晶体中C原子与C—C键数之比为： 。 1：2 ⑤每个碳原子可形成12个六元环,每个 C-C键可以形成6个六元环。 ⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______　 8 8×1/8+6×1/2+4=8 ⑧12g 金刚石含有_____个C原子 含有_____ 个C-C键 NA 2NA 7 金刚石晶胞的结构特点 金刚石 晶体硅 SiC GaAs 金刚石模型的演变 —— 等电子体原理 (1)与碳同族单质(如Si、Ge)都具有与金刚石相似的结构； (2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) (3)与第ⅣA族同周期的元素间根据等电子体原理， 如BN、GaAs等也可形成与金刚石结构相似的晶体。 109º 28´，三维骨架 键能：347.7 kJ/mol 键长：154 pm（很短） 熔点很高： 大于 3500 0C 硬度最大： 摩氏 10 度 结构决定性质 金刚石的用途 板书 共价晶体 定义：相邻原子间以共价键结合形成的具有空间网状 结构的晶体。 金刚石 最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内 每个C紧邻的C有4个，成正四面体 sp3杂化，109°28′ 晶体中碳原子数与C-C键数之比为1：2 每个碳原子为12个环所共用，每条C-C键为6个环所共用 二氧化硅晶体 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)。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。 黄沙 花岗岩 石英矿 水晶 二氧化硅晶体 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，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。被广泛用作压电材料，如石英手表。 石英的左、右型晶体 石英晶体中硅氧四面体相连构成的螺旋链 典型共价晶体的结构分析------二氧化硅 109º28´ Si O 共价键 15 2 4 ① 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；每个正四面体占有___个Si，__个O。故SiO2晶体中Si与O之为______。 典型共价晶体的结构分析------二氧化硅 1 : 2 109º28´ 1 2 ②最小环上有____个原子(____个Si和____个O)。 每个Si被___个最小环共用，每个Si—O—Si键被___个最小环共用，每个最小的环实际拥有的硅原子为___________，氧原子数为_____________。 12 6