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

第三章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 课时2 共价晶体 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 课堂导入 碳和硅元素同为第四主族的元素，从其形成的氧化物外形来看均为晶体，但两种晶体的熔沸点却相差很大，这是为什么呢？ 干冰 熔点： -56.2 ℃ 沸点： -78.5 ℃ 二氧化硅 熔点： 1723 ℃ 沸点： 2230 ℃ 分子晶体 分子间作用力 熔沸点低 课堂学习 既然干冰属于分子晶体，分子间作用力较化学键来说较弱，导致干冰的熔沸点低，那二氧化硅的熔沸点如此之高，是否能够说明二氧化硅并不属于分子晶体，其结构又是怎样的呢？ 共价晶体的概念及性质 共价晶体：晶体中相邻原子间都以共价键结合，整个晶体是一个共价键三维骨架结构，叫作共价晶体，也称原子晶体。 共价晶体 构成微粒 原子 微粒间作用力 共价键 物理性质 熔沸点高 课堂学习 共价晶体的概念及性质 硼 刚玉 碳化硅 物质类别 实例 某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物 二氧化硅(SiO2)、七氧化二锰(Mn2O7) 、三氧化二铬(Cr2O3)等 课堂学习 观察表格中的数据，除了共价晶体熔沸点很高之外，你还能得到哪些信息或者规律？ 共价晶体的概念及性质 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/℃ ＞3500 3000 2700 1710 1410 1211 硬度* 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 (1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔沸点，同时硬度很大。 (2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 课堂学习 共价晶体的概念及性质 晶体的类型 分子晶体 共价晶体 概念 以分子间作用力结合 相邻原子间以共价键结合 组成的粒子 分子 原子 作用力 分子间作用力 共价键 熔点 较低 较高 硬度 小 大 根据所学的相关知识，补充下面的表格，思考如何比较晶体之间的熔沸点大小？ 晶体的类型 分子晶体 共价晶体 概念 组成的粒子 作用力 熔点 硬度 课堂学习 共价晶体的概念及性质 晶体熔、沸点和硬度的比较方法 先判断晶体类型 主要依据是构成晶体的微粒及其微粒间的作用力，对于不同类型的晶体，一般来说，共价晶体的熔、沸点、硬度高于分子晶体。 对于同一类型的晶体 ①共价晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱。原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。 ②分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。 根据元素周期表，你能判断金刚石、碳化硅、晶体硅的键长、键能、熔点和硬度的相对大小吗？ 根据元素周期表，碳和硅为同一主族元素，原子半径：C＜Si，因此键长大小顺序为C—C＜C—Si＜Si—Si，键能大小顺序为C—C＞C—Si＞Si—Si，熔点和硬度大小顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅。 课堂巩固 正误判断 1. 由原子构成的晶体一定是共价晶体。 4. 同族元素形成的单质和氧化物晶体类型不一定相同。 2. 只含有共价键的晶体一定是共价晶体。 3. 共价晶体的键能很大，常温下不与其他物质反应。 × × × √ (1)在金刚石晶体中，每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合，C－C－C夹角为109°28′，即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构。 (2)晶体中最小的碳环由6个碳原子组成，且不在同一平面内，最多有4个碳原子在同一平面。 (3)每个C形成4个C－C，每个C-C占有2个C，即C原子与C-C数目之比为1：2。 (4)每个C原子被12个六元环共用，1个碳环占有的碳原子为0.5个。 课堂学习 根据右图中金刚石的结构，你有什么发现？ 常见共价晶体的结构 注意：每个碳原子连接4个碳碳键，形成一个碳碳键需要2个碳原子，每个碳原子分摊的数目为0.5mol，1molC形成的共价键为2个碳原子共用，故共价键数目为2mol。 课堂学习 根据下图中金刚石的结构，应当如何选取其晶胞？ 你能计算出一个金刚石晶胞中有多少碳原子吗？ 在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心，以及晶胞的内部存在4个，故该晶胞中实际含有的碳原子数为8。 常见共价晶体的结构 课堂学习 你能根据金刚石的晶体结构推测硅单质的晶体结构吗，通过硅单质的晶体结构又是否能推测出二氧化硅的晶体结构？ 常见共价晶