第3章 第2节 第2课时 共价晶体-【创新教程】2024-2025学年高中化学选择性必修第二册五维课堂（人教版2019）

２．A　[干冰晶体中 CO２ 分子间作用力只是范德华力,分子采 取密堆积,一个分子周围有１２个紧邻的分子;冰晶体中水分 子间除了范德华力之外还存在氢键,由于氢键具有方向性和 饱和性,故每个水分子周围只有４个紧邻的水分子,采取非 密堆积的方式,空间利用率小,因而密度小.干冰熔化只需 克服范德华力,冰融化需要克服范德华力和氢键,由于氢键 作用力比范德华力大,所以干冰比冰的熔点低得多,而且常 压下易升华.] ３．解析:(１)该化合物熔点为２５３K,沸点为３７６K,熔、沸点较 低,所以为分子晶体.(２)组成和结构相似的分子晶体,相对 分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,所以 ClF３ 的 熔、沸点比BrF３ 的低. 答案:(１)分子　(２)低　(３)１２　４ 随堂自测􀅰夯基础 １．C　[分子晶体的特征是熔、沸点较低,常温下氨为气体可以 证明氨为分子晶体.] ２．B　[A．分子晶体是由分子构成的,A正确;B．固态或熔融态 时,分子晶体既不电离也没有自由移动的电子,均不能导电, B错误;C．分子间以分子间作用力相结合,C正确;D．分子 晶体的熔、沸点一般比较低,D正确.] ３．A　[根据提供信息,可以判断BeCl２ 为分子晶体.BeCl２ 在熔 融态不导电,A项正确,BeCl２ 溶液由于Be２＋ 水解呈酸性,B项错 误;BeCl２、BeBr２ 均为分子晶体,组成和结构相似的分子晶体,相 对分子质量越大,熔点越高,则熔点 BeCl２＜BeBr２,C项错误; BeCl２ 与 AlCl３ 性质相似,由 AlCl３ 能与 NaOH 溶液反应可以类 推BeCl２ 能与 NaOH溶液反应,D项错误.] ４．C　[由图可知,每个水分子(处于四面体的中心)与４个水 分子(处于四面体的四个顶点)形成四个氢键,因为每个氢键 都是由２个水分子共同形成的,所以每个水分子形成的氢键 数为４×１２＝２ .] ５．解析:(１)各组物质均为分子晶体,根据分子晶体熔、沸点的 判断规律,分子间作用力越大,相对分子质量越大,分子极性 越大,分子间存在氢键,则晶体的熔、沸点越高,较容易比较 六组物质熔、沸点的高低. (２)由 AlCl３ 的熔点低以及在１８０℃时开始升华判断 AlCl３ 晶体为分子晶体.若验证一种化合物是共价化合物还是离 子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电是共价化 合物,导电则是离子化合物. 答案:(１)①＜　②＞　③＞　④＜　⑤＞　⑥＞ (２)①分子　②在熔融状态下,实验其是否导电,若不导电是 共价化合物,若导电是离子化合物 第２课时　共价晶体 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 １．(１)原子　共价键　(２)网状　２．非金属单质　非金属化合 物　氧化物　３．(１)很高　(２)小　短　大　高 知识点二 １．(１)sp３　１０９°２８′　(２)４　正四面体　(３)６ ２．(１)硅氧四面体　①sp３　１０９°２８′　②４　４　Si　O　２　２　 ２　１∶２　③１２　６　６ 自我评价 １．(１)×　提示:冰、干冰晶体中 H２O、CO２ 的分子内都含有共 价键,但属于分子晶体. (２)√　提示:共价晶体中原子间由共价键相结合,熔化时破 坏共价键,共价键越强,熔化时所需能量越多,熔点越高. (３)×　提示:共价晶体中不含分子. (４)×　(５)×　(６)√　(７)√ ２．提示:二氧化硅为共价晶体,晶体中不存在单个分子,其化学 式为Si与 O的最简个数比,而不是分子式. 重难突破􀅰释疑惑 重难点一　思考探究 (１)提示:共价晶体. (２)提示:共价键. (３)提示:立方相氮化硼的晶体与金刚石相似,晶体中含有８个 原子,B、N原子数目之比为１∶１,含有４个 B原子,４个 N 原子. (４)提示:不同.分子晶体为分子,共价晶体为原子. (５)提示:不同,前者为分子间作用力,后者为共价键. 典例示范 [典例１]　C　[A 项 中 注 意 NH３ 分 子 间 存 在 氢 键,故 沸 点 NH３＞PH３,正确;B项中三种物质的组成和结构相似,且均 为分子晶体,熔点随相对分子质量的增大而升高,正确;C项 中白磷和冰都是分子晶体,硬度小,而二氧化硅是共价晶体, 硬度大,错误;D项中的三种物质都是共价晶体,由于原子半 径 C＜Si,所以键长 C－C＜C－Si＜Si－Si,故键能 C－C＞C －Si＞Si－Si,而键能越大,共价晶体的硬度越大,正确.] 学以致用 １．D　[共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内 的共价键,构成共价晶体的原子半径越小,键长越短,键能越 大,对应共价晶体的熔、沸点越高,硬度越大.] ２．C　[A．因键能 C－C＞Si－Si、C－H＞Si－H,故 C２H６ 的键 能总和大于Si２H６,键能越大越稳定,故C２H６ 的稳定性大于 Si２H６,A正确;B．SiC的成键和结构与金刚石类似均为原子 晶体,金刚石的硬度很大,类比可推测SiC的硬度和很大,B 正确;C．SiH４ 中 Si的化合价为＋４价,C 的非金属性强于 Si,则 C的氧化性强于Si,则Si的阴离子的还原性强于 C的 阴离子,则SiH４ 的还原性较强,C错误;D．Si原子的半径大 于 C原子,在形成化学键时纺锤形的 p轨道很难相互重叠 形成π键,故Si原子间难形成双键,D正确;故选 C.] 重难点二　思考探究 (１)提示:不能.因为共价晶体是一个三维的网状结构,无小分 子存在. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３０１􀅰 参考答案 (２)提示:①构成粒子不同,共价晶体中只存在原子,没有小分 子.②相互作用不同,共价晶体中存在的是共价键. (３)提示:SiO２ 晶体中最小环上有１２个原子.１molSiO２ 中含 有４molSi－O. (４)提示:１２个 典例示范 [典例２]　B　[SiCl４ 是分子晶体,Si３N４ 是共价晶体,A 项错 误;Si３N４ 是共价晶体,是空间网状结构,B项正确;Si３N４ 中 一个Si周围有４个氮,１个氮周围有３个硅,C项错误;SiCl４ 是分子晶体,在熔化过程中克服的是分子间作用力,化学键 不断裂,D项错误.] 学以致用 ３．D　[晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构,其中有一 个位于正四面体的中心,另外四个位于四面体的顶点,故SiO２ 的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有 两个硅原子,在晶体中Si原子与 O原子的原子个数比为１∶２, “SiO２”仅表示石英的组成,故没有单个的SiO２ 分子.] ４．解析:(１)SiC晶体中,每个Si原子与４个 C原子形成４个σ 键,故Si采取sp３ 杂化,每个 Si原子距最近的 C 原子有４ 个.SiC晶胞中,碳原子数为６× １２＋８× １ ８ ＝４ 个,硅原子 位于晶胞内,SiC晶胞中硅原子数为４个,１个晶胞的质量为 １６０g􀅰mol－１ NA g ,体积为a３cm３,因此晶体密度:bg􀅰cm－３＝ １６０g􀅰mol－１ NA􀅰a３cm３ ,故 NA＝ １６０ a３b mol－１. (２)立方氮化硼晶胞中,含有 N原子数为６×１２＋８× １ ８＝４ 个,B原子位于晶胞内,立方氮化硼晶胞中含硼原子４个. 每个硼原子与４个氮原子形成４个σ键,故硼原子采取sp３ 杂化,每个立方氮化硼晶胞的质量为１００ NA g ,体积为a３cm３, 故密度为 １００ a３􀅰NA g􀅰cm－３. 答案:(１)sp３　４　１６０a３b mol－１　(２)４　４　sp３　 １００a３􀅰NA 随堂自测􀅰夯基础 １．B　[A项中 SO２ 和 SiO２ 的化学键相同,都是极性共价键, 但晶体类型不同,SO２ 晶体属于分子晶体,SiO２ 晶体属于共 价晶体;B项,CO２ 和 H２O 中的化学键都是极性共价键,且 都属于分子晶体;C项中 BN 和 HCl的化学键相同,都为极 性共价键,但晶体类型不同,BN 晶体属于共价晶体,HCl晶 体属于分子晶体;D 项,CCl４ 和 KCl中的化学键不同,CCl４ 中为极性共价键,KCl中为离子键.] ２．D　[由题给条件可知,X 为氢元素,Y 为氧元素,Z为硅元 素,W 为碳元素.则 WX４ 为 CH４;X２Y 为 H２O,其晶体为 分子晶体;ZW 为 SiC,属于共价晶体;ZY２ 为 SiO２,SiO２ 难 溶于水,也不能与水反应.] ３．C　[A．新型材料 B４C 可用于制作切削工具和高温热交换 器,表明了B４C具有硬度大、熔点高的特性,而分子晶体硬 度小、熔沸点低,A错误;B．B４C属于共价晶体,组成微粒是 C、B原子,不含分子,因此 B４C 不是该物质的分子式,B错 误;C新型材料 B４C可用于制作切削工具和高温热交换器, 表明了B４C具有硬度大、熔点高的特性,说明该物质属于共 价晶体,C正确;D．共价晶体中原子间以共价键相结合,B４C 的电子式应为∶B∶ C ‥ B ‥ ‥ B ‥ ∶B∶,D错误.] ４．C　[１２４gP４ 含有的P－P键的个数为６NA,A项错误;１２g 石墨中含有 C—C键的个数为１．５NA,B项错误;６０gSiO２ 中含Si－O键的个数为４NA,D项错误.] ５．解析:A组熔点很高,应是共价晶体,共价晶体熔化时破坏的 是共价键;B组是分子晶体,且结构相似,一般是相对分子质 量越大,熔点越高;HF的相对分子质量最小但熔点比 HCl 高,出现反常的原因是 HF分子间存在氢键,HF熔化时除 了破坏范德华力,还要破坏氢键,所需能量更多,因而熔点更 高.分子晶体在固态和熔化状态都不导电. 答案:(１)共价　共价键　(２)HF分子间能形成氢键　(３) ③④ 第三节　金属晶体与离子晶体 第１课时　金属键与金属晶体 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 １．金属阳离子　自由电子　２．金属阳离子　自由电子　３．金 属单质　合金　４．价层电子　所有金属原子 知识点二 １．自由电子　２．相对滑动　排列方式　电子气 自我评价 １．(１)×　提示:金属晶体的熔点差异很大,如钨熔点很高,超 过３０００℃,有的则很低,如汞在常温下为液体. (２)×　提示:金属受外力作用发生变形而不易折断,是因为 金属晶体 中 各 层 发 生 相 对 滑 动,但 不 会 改 变 原 来 的 排 列 方式. (３)×　(４)√　(５)×　(６)√ ２．(１)分子晶体　(２)共价晶体　(３)分子晶体 (４)金属晶体 重难突破􀅰释疑惑 重难点　思考探究 (１)提示:没有改变.金属被压成薄片、拉丝、制成导线的过程 仅是改变金属形状的物理变化,其成分没有改变. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４０１􀅰 化学􀅰选择性必修二 第２课时　共价晶体 课标要点 核心素养 １．借助共价晶体模型认识共价 晶体的结构特点 ２．能够从化学键的特征,分析理 解共价晶体的物理特性 １．宏观辨识与微观探析: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和对分子晶体 物理性质的影响 ２．证据推理与模型认知:能利用共价晶体的通性推断常见的 共价晶体,理解共价晶体中微粒的堆积模型,并能利用均摊 法对晶胞进行分析 [知识梳理] [知识点一]　共价晶体的结构和性质 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．共价晶体的结构特点 (１)构成粒子及作用力 共价晶体 构成粒子:　　　 粒子间作用力:　　　{ (２)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键 　　　结构,不存在单个的小分子,是一个 “巨分子”. ２．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些 　　　　 晶体硼、晶体硅、晶体锗、 金刚石等 某些 　　　　　　 碳 化 硅 (SiC)、氮 化 硅 (Si３N４)、氮化硼(BN)等 某些　　　 二氧化硅(SiO２)等 ３．共价晶体的熔、沸点 (１)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结 合,熔化时必需破坏共价键,而破坏它们需 要很高的温度,所以共价晶体具有　　　 的熔点. (２)结构相似的共价晶体,原子半径越　　,键长 越　　,键能越　　,晶体的熔点越　　. [知识点二]　常见的共价晶体 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．金刚石 (１)碳 原 子 采 取　　杂 化,C－C—C 夹 角 为　　　　. (２)每个碳原子与周围紧邻的　　个碳原子以 共价键结合成　　　　结构,向空间伸展 形成空间网状结构. (３)最小碳环由　　个碳原子组成,且最小环 上有４个碳原子在同一平面内,每个碳原 子被１２个六元环共用. ２．二氧化硅晶体 (１)二氧化硅的结构 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧 化物,有多种结构,最常见的是低温石英 (αＧSiO２).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 结构决定了它具有手性. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４６􀅰 化学􀅰选择性必修二 ①Si原子采取　　　杂化,正四面体内 O—Si—O键角为　　　. ②每个Si原子与　　个O原子形成　　 个共价键,　　原子位于正四面体的中心, 　　原子位于正四面体的顶点,同时每个 O原子被　　个硅氧正四面体共用;每个 O原子和　　个Si原子形成　　个共价 键,晶体中Si原子与O原子个数比为　　 　　　　　　　. ③最小环上有　　个原子,包括　　个O 原子和　　个Si原子. (２)二氧化硅的用途 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅电 池、芯片和光导纤维的原料. [自我评价] １．[判一判] (对的在括号内打“√”,错的在括号内打 “×”) (１)具有共价键的晶体都是共价晶体.(　　) (２)共价晶体中,共价键越强,熔点越高. (　　) (３)共价晶体的化学式表示其分子式.(　　) (４)凡是由原子构成的晶体都是共价晶体. (　　) (５)CO２ 和SiO２ 中化学键类型相同,晶体类型 也相同. (　　) (６)１molSiO２ 晶体中含４molSi－O键. (　　) (７)由于共价键的键能远大于分子间作用力, 故共价晶体的熔点比分子晶体高.(　　) ２．[想一想] SiO２ 是二氧化硅的分子式吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　　　　共价晶体与分子晶体的比较和判断 [情境素材] 氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮 化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,只 有层状结构,可作高温润滑剂.立方相氮化 硼是超硬材料,有优异的耐磨性.它们的晶 体结构如图所示. ◉[思考探究] (１)立方相氮化硼是什么晶体? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)立方相氮化硼中作用力是什么? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)立方相氮化硼的晶胞中,含有B原子、N原 子各多少个? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (４)分子晶体和共价晶体的构成粒子相同吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (５)分子晶体和共价晶体受热熔化时克服粒子 间作用力相同吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５６􀅰 第三章　晶体结构与性质 [核心突破] １．共价晶体与分子晶体的结构特征 (１)共价晶体的结构特征 在共价晶体中,各原子均以共价键结合,因 为共价键有方向性和饱和性,所以中心原 子周围的原子数目是有限的,原子不采取 密堆积方式. (２)分子晶体的结构特征 ①分子间不存在氢键的分子晶体,由于范德华 力没有方向性和饱和性,所以分子尽可能采取 密堆积方式. ②分子间存在氢键的分子晶体,由于氢键 具有方向性和饱和性,所以分子不能采取 密堆积方式. ２．共价晶体与分子晶体熔、沸点高低的比较 (１)晶体类型不同:共价晶体＞分子晶体 理由:共价晶体的熔、沸点与共价键有关, 分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关. 共价键的作用力远大于分子间作用力. (２)晶体类型相同 ①共价晶体 一般来说,对结构相似的共价晶体来说,键 长越短,键能越大,晶体的熔、沸点越高. 例如:金刚石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶 体硅. ②分子晶体 a．若分子间有氢键,则分子间作用力比结 构相似的同类晶体大,故熔、沸点较高.如 HF＞HI;NH３＞PH３;H２O＞H２Te. b．组成和结构相似的分子晶体,一般相对 分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越 高.如I２＞Br２＞Cl２＞F２;SnH４＞GeH４＞ SiH４＞CH４. c．组成和结构不相似的物质(相对分子质 量接近),分子的极性越大,范德华力越大, 熔、沸点越高.如CO＞N２. d．同类别的同分异构体,支链越多,熔、沸 点越低.如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷. ◉[典例示范] [典例１]　下列晶体性质的比较中不正确的是 (　　) A．沸点:NH３＞PH３ B．熔点:SiI４＞SiBr４＞SiCl４ C．硬度:白磷＞冰＞二氧化硅 D．硬度:金刚石＞碳化硅＞晶体硅 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[思维建模] 解答有关晶体熔沸点比较问题的思维流程 如下: 晶体类型 作用力→ 熔沸点→ 共价晶体 共价键→ 共价键强,熔沸点高→ 分子晶体 分子间作用力 (氢键、范德华力) → 分子间作用 力强,熔沸点高 → [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 晶体熔沸点比较方法 ①判断晶体类型 →分析作用力强弱 → 得出熔沸点高低. ②不同晶体熔沸点:共价晶体＞分子晶体; ③分子晶体熔沸点影响的三要素:氢键、范 德华力、极性.④共价晶体的作用力为共 价键:键长短、键能大,熔沸点高. ◉[学以致用] １．下表是某些共价晶体的熔点和硬度,分析表 中的数据,判断下列叙述正确的是 (　　) 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ３９００ ３０００ ２７００ １７１０ １４１０ １２１１ 硬度 １０ ９．５ ９．５ ７ ６．５ ６．０ ①构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔 点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键的键能 越大,晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子半径越大,晶体的硬 度越大 ④构成共价晶体的原子半径越小,晶体的硬 度越大 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６６􀅰 化学􀅰选择性必修二 ２．下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论 述错误的是 (　　) A．键能C－C＞Si－Si、C－H＞Si－H,因此 C２H６ 稳定性大于Si２H６ B．立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似 的共价晶体,因此具有很高的硬度 C．SiH４ 中Si的化合价为＋４,CH４ 中C的 化合 价 为 －４,因 此 SiH４ 还 原 性 小 于CH４ D．Si原子间难形成双键而C原子间可以, 是因为Si的原子半径大于C,难形成p－ pπ键 　　部析典型共价晶体的结构 [情境素材] 科 学 研 究 表 明,３０亿 年 前,在地壳下２００km 左 右的地幔中,处在高温、 高压岩浆中的碳元素逐 渐形成了具有正四面体结构的金刚石.火 山爆发时,金刚石在岩浆中上升到接近地表 时急速冷却,形成含有少量金刚石的原生矿 床.金刚石具有诸多不同凡响的优良性质: 熔点高(＞３５００℃),不导电,硬度极高.这 些性质显然是由金刚石的结构决定的. 下图是金刚石和SiO２ 的晶体结构模型. ◉[思考探究] (１)分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型,判 断共价晶体的化学式是否可以代表其分 子式? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)以金刚石为例,说明共价晶体的微观结构 与分子晶体有哪些不同? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)分析二氧化硅晶体结构模型,判断晶体中 最小的环有多少个原子? １molSiO２ 中含 有多少摩尔Si－O? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (４)金 刚石晶体中每个碳原子连接几个六 元环? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 [核心突破] 金刚石(晶体硅)、碳化硅、二氧化硅的晶胞 １．金刚石(晶体硅) 金刚石(晶体硅)晶胞的每个顶点和面心均 有１个C(Si)原子,晶胞内部有４个C(Si) 原子,每 个 金 刚 石(晶 体 硅)晶 胞 中 含 有 ８个C(Si)原子. ２．碳化硅晶胞 (１)碳、硅原子都采取sp３ 杂化,C－Si键角为 １０９°２８′. (２)每个硅(碳)原子与周围紧邻的４个碳(硅) 原子以共价键结合成正四面体结构,向空 间伸展形成空间网状结构. (３)最小碳环由６个原子组成且不在同一平面 内,其中包括３个C原子和３个Si原子. (４)每个SiC晶胞中含有４个C原子和４个Si 原子. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７６􀅰 第三章　晶体结构与性质 ３．二氧化硅晶胞 SiO２ 晶体结构相当于在晶体硅结构中每２ 个Si原子中间插入一个O原子,参照金刚 石晶胞模型,在SiO２ 晶胞中有８个Si原子 位于立方晶胞的顶点,有６个Si原子位于 立方晶胞的面心,还有４个Si原子与１６个 O原子在晶胞内构成４个硅氧四面体,均匀 排列于晶胞内.每个SiO２ 晶胞中含有８个 Si原子和１６个O原子. ◉[典例示范] [典例２]　将SiCl４ 与过量的液氨反应可生成 化合物Si(NH２)４.将该化合物在无氧条件 下高温灼烧,可得到氮化硅(Si３N４)固体,氮 化硅是一种新型耐高温、耐磨材料,在工业 上有广泛的应用.下列推断可能正确的是 (　　) A．SiCl４、Si３N４ 的晶体类型相同 B．Si３N４ 晶体是空间网状结构 C．Si３N４ 中一个Si周围有３个氮,１个氮周 围有４个硅 D．SiCl４ 晶体在熔化过程中化学键断裂 [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (１)共价晶体都是空间网状结构. (２)共价晶体中原子之间以共价键结合,键 长越短、键能越大,共价键越强,共价晶体 的熔沸点越商,硬度越大. ◉[学以致用] ３．我们可以将SiO２ 的晶体结构想象为:在晶体 硅的Si—Si键之间插入O原子.根据SiO２ 晶 体结构图,下列说法不正确的是 (　　) A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性 键与４个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与２个 Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比 为１∶２,可用“SiO２”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子,故能叫分子式 ４．碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似, 碳化硅硬度仅次于金刚石,立方氮化硼硬度 与金刚石相当,其晶胞结构如图所示. 请回答下列问题: (１)碳化硅晶体中,硅原子杂化类型为　　 　　,每个硅原子周围与其距离最近的碳原 子有　　　　个;设晶胞边长为acm,密度为 bg􀅰cm－３,则阿伏加德罗常数的值可表示为 　　　　　　　　(用含a、b的式子表示). (２)立方氮化硼晶胞中有　　　　个硼原 子,　　　　个氮原子,硼原子的杂化类型 为　　　　,若晶胞的边长为acm,则立方 氮化硼的密度表达式为　　　　g􀅰cm－３ (设NA 为阿伏加德罗常数的值). 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体 类型都相同的是 (　　) A．SO２ 和SiO２ B．CO２ 和 H２O C．BN和 HCl D．CCl４ 和KCl ２．X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含 量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于 Y,W可以形成自然界最硬的共价晶体.下 列叙述错误的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８６􀅰 化学􀅰选择性必修二