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2课时：共价晶体 第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 1、知道共价晶体的结构特点，认识金刚石晶体中的碳原子的三维骨架结构，能借助共价晶体模型说明共价晶体中粒子间的相互作用。 2、能结合具体实例，说出分子晶体、共价晶体的粒子间相互作用与其性质的关系（熔点、硬度等） 知识导航 一、共价晶体 碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？ 熔点/oC 沸点/oC 状态（室温） CO2 -56.2 -78.5 气态 SiO2 1723 2230 固态 干冰 SiO2 分子晶体 共价晶体 知识梳理 1、概念 共价键 共价键 一、共价晶体 构成微粒 原子 微粒间作用 所有原子都以 相互结合形成三维的空间立体网状结构的晶体 2、常见的共价晶体：P82 (1)某些单质(高熔点/ⅣA为主)：晶体硼、金刚石、晶体硅、晶体锗、灰锡； (2)某些第ⅣA族形成的化合物： SiO2、碳化硅SiC(金刚砂)、Si3N4、C3N4； (3)刚玉（Al2O3）、BN。 四硅两碳一硼氮 知识梳理 3.特点 熔沸点高、硬度大、性质稳定 硬度大≠强度大，耐撞击 No! 一、共价晶体 知识梳理 4、典型的共价晶体 金刚石 微粒 作用力 C的杂化轨道类型 C如何构成晶体 C原子与C—C键之比 键角 键长 键能 物质的熔沸点 物质的硬度 物质的稳定性 碳原子 共价键 sp3 每个C与4个C形成单键，且4个C在正四面体的4个顶角 109°28′ 较短 较大 稳定 金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构。 (立体网状) 1:2 较高，熔点＞3500℃ 硬度最大 晶胞中碳原子数___　 8 (2)晶体中最小的碳环由 个碳原子组成，且不在同一平面内，最多有 个碳原子在同一平面。 6 4 正四面体 最小环为六元环 4、典型的共价晶体 金刚石晶体 (3)每个C原子被 个六元环共用，1个碳环占有的碳原子为 个。 12 0.5 知识梳理 4、典型的共价晶体 二氧化硅晶体 晶体硅的结构 二氧化硅的结构 SiO2晶体结构相当于在晶体硅结构中每2个Si原子中间插入1个O原子 知识梳理 (1) 一个SiO2晶胞中含有Si原子 个；含O原子 个； SiO2晶体是由Si原子和O原子按______的比例所组成的立体网状的晶体。(化学式≠分子式) 单个的SiO2分子存在。 没有 4、典型的共价晶体 二氧化硅晶体 8 16 1:2 知识梳理 (1) 在SiO2晶体中，每个硅原子采取sp3杂化与 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)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； (3)在SiO2 晶体中，最小环为 元环，由 个Si原子和 个O原子构成。 2 1：2 4 2 12 4 6 6 4、典型的共价晶体 二氧化硅晶体 知识梳理 Si原子个数与Si-O 共价键个数之是 ； O原子个数与Si-O 共价键个数之比是 。 (4)每个十二元环中平均含有硅原子 1：4 1：2 = 6× = 每个十二元环中平均含有Si-O键 = 12× =2 (5)60 g 二氧化硅含有_____个Si原子 含有_____个O原子 含有_____ 个Si-O键 NA 2NA 4NA 1 mol SiO2中含 mol Si-O键 4 4、典型的共价晶体 二氧化硅晶体 知识梳理 SiO2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(α­-SiO2)。 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。 石英的左、右型晶体 二氧化硅晶体 P81 石英手表 知识梳理 二氧化硅——重要用途 水泥 单晶硅 玻璃 单晶硅制的芯片 硅太阳能 电池 二氧化硅 光导纤维 4、典型的共价晶体 知识梳理 5、共价晶体的性质 思考：比较下表中共价晶体熔点和硬度，它们有什么特点？ 某些共价晶体的熔点和硬度 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500