3.2.2 共价晶体-【化学一起课件】高中化学选择性必修2同步课件PPT（人教版2019）

选择性必修二 高中化学 第三章 晶体结构与性质 第二节 第2课时 MOLECULAR CRYSTALS AND COVALENT CRYSTALS - MOLECULAR CRYSTAL 学习目标 LEARNING OBJECTIVES 知道共价晶体的特性和结构特点。 知道常见的共价晶体。 能借助金刚石和二氧化硅晶体模型说明共价晶体中粒子及粒子间的相互作用。  知道共价晶体结构与性质之间的联系。 【复习回顾】 【思考交流】 思考：C元素和Si元素位于元素周期表的同一主族，为什么二氧化碳晶体和二氧化硅晶体的熔沸点差异很大？ 干冰 SiO2 物质 熔点/℃ 沸点/℃ CO2 -56.2 （在527 kPa下测得） -78.5 SiO2 1 723 2 230 共价晶体 【复习回顾】 【思考交流】 问题1：回顾CO2（干冰）晶体结构特点。 CO2（干冰）晶体由CO2分子构成，是分子晶体。 在干冰晶体中，每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，属于分子密堆积。 在CO2分子内部，是碳原子和氧原子之间通过共用电子对形成的共价键。 在CO2分子之间，存在范德华力。范德华力比共价键弱，因此，CO2晶体的熔沸点较低。 二氧化碳（CO2）晶胞 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题2：以下为金刚石的晶体结构示意图，对比其与干冰晶体在结构上的不同点。 金刚石的外观结构 金刚石内部碳原子的排列情况 金刚石的晶胞 碳原子 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题2：以下为金刚石的晶体结构示意图，对比其与干冰晶体在结构上的不同点。 金刚石晶体 干冰晶体 构成粒子 碳原子 CO2分子 粒子间的 相互作用力 碳原子之间的 共价键 分子内：共价键 分子间：范德华力 晶体类型 共价晶体 分子晶体 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 共价晶体 相邻原子间以共价键结合而形成的空间立体网状结构的晶体。 原子 共价键 共价晶体 构成粒子 粒子间的 作用力 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题3：根据金刚石的晶体结构示意图，分析其中碳原子的杂化方式，并尝试描述金刚石的结构特点。 在金刚石中,C采取sp3杂化，每个碳原子以共价单键对称地与4个碳原子结合，C-C-C夹角为109°28`。 金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键的三维骨架结构。 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题4：根据金刚石的晶体结构示意图，完成下列问题： 晶体中最小的碳环由_______个碳组成，且_______同一平面内； 6 不在 晶体中每个C参与了____条C－C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原子数与C－C键数之比为____； 4 1:2 12g 金刚石含有____个C原子，含有____个C－C键。 NA 2NA 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题5：计算一个金刚石晶胞中的碳原子个数。 金刚石的晶胞 顶点 体内 面心 顶点： 8 1 8× = 1 面心： 2 1 6× = 3 体内： 4 1＋3＋4＝8 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 【思考交流】 问题6：从金刚石结构的角度解释金刚石熔点高，硬度大的原因。 高硬度、高熔点是许多有共价键三维骨架结构的共价晶体的特性。 C-C键参数 键长 154 pm 键能 347.7 kJ·mol-1 金刚石性质 熔点 ＞3 500 ℃ 硬度大 金刚石是原子晶体，晶体内部的作用力是原子之间的共价键，金刚石晶体熔化需要破坏原子之间的共价键，而C-C的键长短，键能大，因此，金刚石晶体的熔点高，硬度大。 共价晶体 【任务1】通过金刚石晶体模型认识共价晶体的结构 常见的共价晶体 ① 某些单质： 同主族：硅（Si）锗（Ge）和灰锡（Sn） 同周期：硼 ② 某些非金属化合物： 二氧化硅(SiO2)、金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等 ③ 极少数金属氧化物，如刚玉（Al2O3） 共价晶体 【任务2】认识二氧化硅的晶体结构 低温二氧化硅晶体的用途 二氧化硅晶体中硅氧四面体螺旋结构 石英的左、右型晶体 石英表 共价晶体 【任务2】认识二氧化硅的晶体结构 把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子，每两个硅原子之间增加一个氧原子，即形成SiO2的晶体结构。 共价晶体 【任务2】认识二氧化硅的晶体结构 【思考交流】 问题7：根据SiO2晶体结构，完成下列问题。 SiO2晶体结构示意图 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