3.2.2共价晶体 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节 分子晶体与共价晶体 第二课时 共价晶体 结论：SiO2不是分子晶体。 那它是什么晶体呢？ 【讨论】 CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体？ 熔点/oC 状态（室温） CO2 -56.2 气态 SiO2 1723 固态 常见的共价晶体 金刚石 二氧化硅 任务一：通过金刚石晶体的结构认识共价晶体结构，组成共价晶体的微粒是什么？微粒间作用力是什么？ 碳原子 共价键 组成微粒： 作用力： ①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有 个 金刚石晶体结构分析 正四面体 最小环为六元环 ②每个碳原子都采取 杂化 sp3 ③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为 109°28' ④晶体中最小的碳环由___个碳组成，且_____同一平面内 6 不在 ⑥晶体中C：C—C为 ； 12g金刚石中C—C数目为 。 4 2NA 1：2 ⑤每个碳原子可形成　　个六元环,每个C-C键可以形成　个六元环。 ６ 12 5 ⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______　 8 8×1/8+6×1/2+4=8 金刚石晶体结构分析 6 所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体叫共价晶体。整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 1.共价晶体的概念 一、共价晶体 2.构成共价晶体的微粒 共价晶体是由原子构成的，微粒间的作用力是共价键，气化或熔化时破坏的作用力为共价键。 3.共价晶体的物理性质 ①熔点很高 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。 ②硬度很大 ③一般不导电，但晶体硅是半导体 ④难溶于一般溶剂 4.常见的共价晶体 ①某些单质：如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等 ②某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等 ③极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3) 任务二：认识二氧化硅的晶体结构，二氧化硅晶体结构与金刚石晶体结构有什么相同点和不同点？ 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(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。 石英的左右型晶体 石英晶体中的硅氧四面体相连构成的螺旋链 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。 109º28´ Si O 共价键 ②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； 二氧化硅晶体的结构分析 ③ 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。 4 2 12 ①每个Si原子都采取 杂化和 个O原子形成 个共价键；每个Si原子周围结合 个O原子，同时每个O原子跟 个Si原子相结合。SiO2晶体是由Si原子和O原子按 比例所组成的立体网状的晶体。 sp3 4 4 4 2 1：2 12 硅原子个数与Si－O 共价键个数之是 ； 氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 。 ⑤60g 二氧化硅含有_____个Si原子 含有_____个O原子 含有_____ 个Si-O键 NA 2NA 4NA ④每个十二元环中平均含有硅原子 1：4 1：2 每个十二元环中平均含有Si－O键 12×1/6=2 6×1/12=1/2 晶体SiO2的多种重要用途： 制造： 水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片、 光导纤维 怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？ 思考1： 碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2，为什么物理性质差异很大？ 思考2： 硅晶体结构与金刚石极其相似，只是将碳原子换成了硅原子。请推测晶体硅中 Si－Si 键的键参数与金刚石中 C－C 键的键参数相比，有什么变化？ 思考3： 1.依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。 2.依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。 任务三：判断共价晶体和分子晶体的方法 3.依据物质的状态判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。 1.不同类型的晶体熔、沸点： 共价晶体>分子晶体 任务四：分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较 分子晶体: ①看是否含有氢键 有分子间氢键的熔沸点高 都有分子间氢键，看氢键的个数，个数越多熔沸点越高 ②比较范德华力 组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高 ③比较分子极性 相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。 ④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。 2.同一类型的晶体熔、沸点： 如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C<Si，则键长：C-C < C-Si < Si-Si，故键能：C-C<C-Si<Si-Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。 共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。 键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 1.不同类型的晶体熔、沸点： 共价晶体>分子晶体 任务四：分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较 2.同一类型的晶体熔、沸点： 1.分子晶体中一定存在共价键。 (　　) 2.干冰升华的过程中破坏了共价键。(　　) 3.二氧化硅和干冰虽然是同一主族元素形成的氧化物,但属于不同的晶体类型。(　　) 4.分子晶体的熔、沸点比较低,共价晶体的熔、沸点比较高。(　　) 5.含有共价键的晶体都是共价晶体。(　　) 6.SiO2是二氧化硅的分子式。(　　) 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) √ 　　 √ 　　 × × × × 2.在学习分子晶体后,某化学兴趣小组的同学查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下: 根据这些数据分析,你认为属于分子晶体的是(　　) A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4 C.NaCl、CaCl2 D.全部 氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 B 3.碳化硅(SiC)是一种晶体,具有类似于金刚石的结构,其中C原子和Si原子的位置是交替排列的。有下列三种晶体:①金刚石　 ②晶体硅　③碳化硅,它们的熔点从高到低的顺序是(　　) A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③ A 4.有下列几种晶体:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金刚石;E.晶体氩; F.干冰。 (1)属于分子晶体的是　　　　　,直接由原子构成的分子晶体是　　　　　。  (2)属于共价晶体的化合物是　　　　　　　　。  (3)直接由原子构成的晶体是　　　　　　　　。  (4)受热熔化时,需克服共价键的是　　　　　　。  BCEF E A ADE AD THANK YOU Asadal has been running one of the biggest domain and web hosting sites in Korea since March 1998. More than 3,000,000 people have.visited our website, www.asadal.com for domain registration and web hosting $