3.2.2共价晶体 导学案 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章 晶体结构与性 第二节　分子晶体与共价晶体 第2课时　共价晶体 【学习目标】 1. 了解共价晶体的知识。 2. 了解两种典型共价晶体的组成和结构。 【新知预习】 学习目标一、共价晶体 1．定义：所有原子都以 相互结合形成 结构的晶体叫共价晶体。 2．构成微粒及微粒间的作用力 共价晶体 3．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 某些氧化物 4、共价晶体的特点 学习目标二、两种典型的共价晶体 （1）金刚石 金刚石的多面体外形 晶体结构和晶胞示意图 ①每个碳原子均以 个共价键对称地与相邻的 个碳原子相结合； ②金刚石中的碳采取 杂化轨道形成共价键三维骨架结构，C—C—C夹角为 ； ③金刚石的熔点很高，硬度很大(天然存在的最硬的物质)，请解释原因。 （2）二氧化硅晶体 ①二氧化硅的结构：二氧化硅有多种结构。最常见的是低温石英(αSiO2)：低温石英的结构中有顶角相连的 形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有 ，如图所示。 ②二氧化硅的用途：是制造水泥、玻璃和下列高科技产品的重要原料，请根据图片写出产品的名称。 【合作探究 深度学习】 1、 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？ 2、典型共价晶体 （Ⅰ）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 1、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 碳原子在同一平面。 2、每个C原子被 个六元环共用，1个碳环占有的碳原子为 个。 （Ⅱ）二氧化硅晶体 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。 2、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 。 3、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； 4、在SiO2 晶体中，最小环为 元环，由 个Si原子和 个O原子构成。 每个十二元环中平均含有硅原子 ： 每个十二元环中平均含有Si-O键： 1 mol SiO2中含 mol Si-O键 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 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 。 思考与讨论：比较下表中共价晶体熔点和硬度，它们有什么特点？ 问题1:与分子晶体相比,共价晶体的熔点普遍较高，为什么? 问题2:由表中可知,金刚石、硅和锗的熔点和硬度均依次降低，如何解释? 问题3：从哪些角度可以区分共价晶体与分子晶体? 【知识梳理】 【及时演练】 1．(2011·全国·高考真题)NA代表阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是 A．12 g金刚石中含有化学键的数目为4NA 2．（2023·广西南宁·南宁三中校联考模拟预测）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 B．60g二氧化硅晶体中含有NA个Si-O键 3．(2022·四川成都·统考一模)NA为阿伏加德罗常数的值，60gSiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si—O键和C—C键 4.（2022·上海虹口·统考一模）下列有关化学用语的说法正确的是B．二氧化硅的分子式是SiO2 5. 金刚石晶胞结构如图所示，回答下列问题。 (1)一个金刚石晶胞中含有________个碳原子。 (2)已知晶胞参数为a pm，则金刚石的密度为______________ g·cm－3。 (3)晶体中两个最近的碳原子之间的距离为______ pm。 (4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？