3.2.2 共价晶体 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（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2课时 共价晶体 课程标准 核心素养目标 1.能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构成微粒之间的作用对共价晶体物理性质的影响。 2.能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法对晶胞进行分析。 1．宏观辨识与微观探析：通过研究共价晶体的结构与性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．证据推理和模型认知：通过典型共价晶体的晶胞模型来研究晶体内部的结构，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。 一、共价晶体的概念及其性质 1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相邻原子间以 相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。 (2)构成微粒及微粒间作用 (3)物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点 ，硬度 ， 溶于常见溶剂，一般 导电。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长 ，键能越大，晶体的熔点 。 2．常见共价晶体及物质类别 (1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 (2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。 (3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。 二、常见共价晶体结构分析 1．金刚石晶体 金刚石晶体中，每个碳原子均以4个 对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为 的正四面体结构(即金刚石中的碳采取 杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是 元环。 2.二氧化硅晶体 (1)二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个 对称地与相邻的 个氧原子相结合，每个氧原子与 个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。晶体结构中最小的环上有 个硅原子和 个氧原子，硅、氧原子个数比为 。 (2)低温石英的结构中有顶角相连的 形成螺旋上升的长链，而没有封闭的 。这一结构决定了它具有 。 探究一　分子晶体、共价晶体的比较与应用 例1.现有以下8种晶体： A．干冰　B．CS2　C．金刚石　D．SiC　E．晶体硅　F．水晶　G．冰　H．晶体氩 (1)属于分子晶体，且分子的空间结构为直线形的是________________(填字母，下同)。 (2)通过非极性键形成的共价晶体是________；晶体内不含化学键的是________。 (3)直接由原子构成的晶体是________。 (4)受热熔化时，化学键发生变化的是________，干冰的熔点比冰的熔点低得多，原因是________________________________________________________________________。 (5)金刚石、SiC、晶体硅都是同主族元素组成的晶体，它们的熔点高低顺序为______>_______> _______(用名称填空)，其原因是___________________________________________________。 1．共价晶体和分子晶体的比较 类型 比较 分子晶体 共价晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合而形成的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成共价键三维骨架结构的晶体 构成晶体微粒 分子 原子 微粒之间的作用力 分子间作用力 共价键 物理性质 熔、沸点 较低 很高 硬度 较小 很大 导电性 本身不导电，溶于水时发生电离后可导电 绝缘体(或半导体) 延展性 无 无 溶解性 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 不溶于任何常见溶剂 典型实例 部分非金属单质(如P4、硫等)、部分非金属氧化物(如CO2、SO2等)、酸(如H2SO4等)、所有非金属氢化物(如甲烷、硫化氢等)、绝大多数有机物(有机盐除外) 金刚石、晶体硅、二氧化硅等 2.判断分子晶体和共价晶体的方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 (2)依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔点高，常在1 000 ℃以上，而分子晶体的熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。 (3)依据晶体的硬度与机械性能判断 共价晶体的硬度大，分子晶体的硬度小且较脆。 (4)依据导电性判断 分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；共价晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。 (5)记忆常见