第三章 第二节 第二课时 共价晶体-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（单选版）

该高中化学课件聚焦共价晶体，系统讲解其结构特点、典型晶体（金刚石、SiO₂）的三维骨架结构及物理性质，通过对比分子晶体的构成微粒与作用力，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于依托金刚石、SiO₂晶胞模型分析及键能-熔点对比表格，发展“证据推理与模型认知”素养，如通过金刚石碳原子成键方式推导8电子稳定结构。采用模型建构与分层练习结合的教学方法，助力学生深化“结构决定性质”的化学观念，也为教师提供系统的教学资源与测评工具。

0 第三章　晶体结构与 性质 第二节　分子晶体与共价晶体 第二课时　共价晶体 1.知道共价晶体的结构特点，能辨识常见的共价晶体。2.认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构，能借助共价晶体的晶体结构模型说明共价晶体中粒子间的相互作用，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 1.共价晶体 (1)概念：相邻原子间以共价键结合形成_______________结构的晶体，不存在单个的小分子。 (2) (3)物理性质 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_______，而破坏它们需要很高的温度，所以一般熔点_____，硬度_____。 共价键三维骨架 原子 共价键 共价键 很高 很大 学习理解 5 2.金刚石的晶体结构 (1)金刚石是典型的_________，天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形。C—C—C夹角为________，即金刚石中的碳以____杂化轨道形成共价键。 (2)金刚石里的C—C共价键的键长_____，键能很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度_____，而且熔点也_____ 。 共价晶体 109°28′ 很短 最大 很高 sp3 学习理解 6 3.SiO2的结构及应用 (1)SiO2有多种结构,最常见的是_________,其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_____，被广泛用作压电材料。 (2)SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、 _____、________、硅光电池、芯片和__________的原料。 4.其他常见的共价晶体 (1)某些单质，如硼、___、锗和灰锡等。 (2)某些非金属化合物，如_______ (俗称金刚砂)、Si3N4、氮化硼(BN)等。 低温石英 硅氧四面体 手性 玻璃 单晶硅 光导纤维 硅 碳化硅 学习理解 7 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)含有共价键的晶体一定是共价晶体。(　　) (2)共价晶体中共价键越强，熔点越高。(　　) (3)共价晶体可能含有离子键。(　　) (4)共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力。(　　) (5)SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连。(　　) (6)金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环所共用，每个C—C被6个六元环所共用。(　　) (7)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。(　　) × √ × × × √ × 学习理解 8 探究应用 知识点一　典型共价晶体的结构模型 典型共价晶体的结构模型 1.金刚石 (1)晶体结构与晶胞 探究应用 10 探究应用 11 2.二氧化硅 (1)晶体结构与晶胞 探究应用 12 探究应用 13 [练1]　金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。金刚石的结构如图所示，下列判断错误的是(　　) A.金刚石与甲烷中的键角相同，所以二者的晶体类型也相同 B.金刚石中C原子最外层均为8电子稳定结构 C.金刚石中碳原子个数与C—C键键数之比为1∶2 D.金刚石的熔点高，在打孔过程中需要进行浇水冷却 探究应用 14 解析：A项，金刚石是共价晶体，CH4是分子晶体，二者的晶体类型不同，错误；B项，金刚石中每个C原子参与形成4个共价键，则每个C原子最外层均为8电子稳定结构，正确；C项，金刚石中每个C原子都参与了4个C—C键的形成，而每个C—C键为2个C原子共用，故碳原子个数与C—C键键数之比为1∶2，正确；D项，金刚石的熔点高，但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化，正确。 探究应用 15 [练2]　二氧化硅晶体是立体网状结构，其晶体模型如图所示。下列有关二氧化硅晶体的说法正确的是(　　) A.二氧化硅晶体最小环上含有12个原子 B.每个硅原子为4个最小环所共有 C.从晶体结构可知，1 mol SiO2拥有2 mol Si—O键 D.SiO2晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的 解析：二氧化硅晶体和金刚石晶体的结构类似，每个硅原子为12个最小环所共有，B错误；1个Si与4个O形成Si—O键，则1 mol SiO2拥有4 mol Si—O键，C错误；SiO2晶体中只含极性共价键，不含非极性共价键，D错误。 探究应用 16 知识点二 共价晶体的判断及其物理特性 　 1.共价晶体、分子晶体的判断方法 (1)依据构成晶体的微粒种类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1000 ℃以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。 探究应用 17 (3)依据晶体的导电性判断 分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。共价晶体多数为非导体，但晶体Si、晶体Ge为半导体。 (4)依据晶体的硬度和机械性能判断 共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。 (5)依据物质的分类判断 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、所有非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 探究应用 18 2.共价晶体的物理特性及熔点比较 (1)共价晶体的物理性质 ①一般熔点都很高、硬度都很大。 ②一般不导电，但晶体硅是半导体。 ③难溶于常见的溶剂。 探究应用 19 (2)共价晶体熔点比较 对结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。如金刚石、碳化硅、晶体硅的物理性质见下表： 由于金刚石、碳化硅、晶体硅的结构相似，C原子半径小于Si原子半径，键能：C—C键>C—Si键>Si—Si键，所以三者的熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。 晶体 键能/(kJ·mol－1) 熔点/℃ 硬度 金刚石 (C—C)347 3350 10 碳化硅 (C—Si)301 2600 9 晶体硅 (Si—Si)226 1415 7 探究应用 20 [练3]　下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是(　　) A.共价晶体硬度通常比分子晶体大 B.共价晶体的熔点较高 C.分子晶体中有的水溶液能导电 D.金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体 解析：由于共价晶体中粒子间以共价键结合，而分子晶体中分子间以分子间作用力结合，故共价晶体比分子晶体的熔点高，硬度大，A、B正确。有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电，如H2SO4、HCl，C正确。干冰(固态CO2)是分子晶体，D错误。 探究应用 21 [练4]　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(　　) 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 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 摩氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 探究应用 22 解析：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。 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 摩氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 探究应用 23 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 25 随堂提升 1.下列关于金刚石的说法中，错误的是(　　) A.晶体中不存在独立的分子 B.碳原子间以共价键相结合 C.是天然存在的硬度最大的物质 D.化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应 解析：金刚石是碳原子间以共价键结合形成的空间网状结构的共价晶体，不存在单个的分子。在天然存在的物质中，金刚石的硬度最大。在高温下金刚石可以与氧气反应。 总结提升 26 2.根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是(　　) A.SiCl4是分子晶体 B.晶体硼是共价晶体 C.AlCl3是分子晶体，加热能升华 D.金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱 AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －60 2300 3550 1410 沸点/℃ 183 57 2550 4827 2355 总结提升 27 解析：碳原子的半径比硅原子的半径小，金刚石中的C—C键键长比晶体硅中的Si—Si键键长短，金刚石中的C—C键键能比晶体硅中的Si—Si键键能大，金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强，D错误。 AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －60 2300 3550 1410 沸点/℃ 183 57 2550 4827 2355 总结提升 28 3.CO2晶体的熔点比SiO2晶体的低，其原因是(　　) A.CO2的相对分子质量比SiO2的相对分子质量小 B.C=O键的键能小于Si—O键的键能 C.C的原子半径小于Si的原子半径 D.CO2为分子晶体，熔化时克服分子间作用力，SiO2为共价晶体，熔化时要破坏Si—O共价键 总结提升 29 4.氮化碳部分结构如图所示，其中β­氮化碳的硬度 超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有 关氮化碳的说法错误的是(　　) A.β­氮化碳属于共价晶体，其化学键比金刚石的更稳定 B.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构 C.β­氮化碳的化学式为C3N4，其中氮显－3价，碳显＋4价 D.该晶体与金刚石结构相似，都是原子间以非极性键形成的空间网状结构 总结提升 30 总结提升 31 5.科学家在实验室里成功地将CO2在高压下转化为类似SiO2的共价晶体。下列关于该CO2晶体的叙述中不正确的是(　　) A.该晶体中C、O原子个数比为1∶2 B.该晶体中O—C—O的键角为180° C.该晶体的熔、沸点高，硬度大 D.该晶体中C、O原子最外层都满足8电子稳定结构 总结提升 32 解析：由SiO2共价晶体的结构可以得出CO2共价晶体的结构。将CO2由分子晶体转化为共价晶体，其C、O组成比不变，只是化学键和原子排列发生变化，A正确；该晶体含以碳原子为中心的四面体结构，故O—C—O的键角不可能为180°，B错误；类比SiO2晶体性质可推知该晶体熔、沸点高，硬度大，C正确；晶体中每个碳原子通过4个单键与氧原子相连，最外层达到8电子稳定结构，而每个氧原子也通过2个单键与碳原子相连，最外层达到8电子稳定结构，D正确。 总结提升 33 6.金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构(如图所示)， 在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单 键相结合。试回答： (1)金刚砂属于_____晶体，金刚砂的熔点比金刚石的 熔点____。 (2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合了__个碳原子，其键角是________。 (3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有____个硅原子。 共价 低 4 109°28′ 3 总结提升 34 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.下列物质属于共价晶体的是(　　) ①干冰　②SiO2　③晶体硅　④白磷　⑤氨基乙酸　⑥固态He A.①③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.②③ D.①②⑤⑥ 解析：干冰、白磷、氨基乙酸和固态He属于分子晶体，SiO2和晶体硅属于共价晶体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 36 2.下列有关共价晶体的叙述错误的是(　　) A.共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B.共价晶体具有空间网状结构 C.共价晶体中不存在独立的分子 D.共价晶体熔化时不破坏共价键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 37 3.根据下列物质的性质判断为共价晶体的是(　　) A.微溶于水，硬度小，熔点－56.6 ℃，固体或液体不导电 B.熔点3140 ℃，电的良导体，加压可变形 C.熔点3530 ℃，不导电，难溶于水和有机溶剂，硬度大 D.熔点801 ℃，易溶于水，熔化时导电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 38 4.下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　) ①SiO2和SO3　②金刚石和白磷　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和单质碘 A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑥ D.①③⑤ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 39 5.下列晶体性质的比较中错误的是(　　) A.熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B.沸点：NH3>PH3 C.硬度：白磷>冰>二氧化硅 D.熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4 解析： A项，三种物质都是共价晶体，因为C的原子半径小于Si的，所以键长：C—C键<C—Si键<Si—Si键，键能：C—C键>C—Si键>Si—Si键，键能越大，共价晶体的熔点越高，正确；B项，NH3和PH3都是分子晶体，但NH3分子间存在氢键，故NH3的沸点较高，正确；C项，二氧化硅是共价晶体，硬度较大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，错误；D项，卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 40 6.下列说法正确的是(用NA代表阿伏加德罗常数的值)(　　) A.在含2 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA B.30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子 C.金刚石的熔点高与C—C键的键能有关 D.晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体 解析： 1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键，所以在含2 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为NA，A错误；二氧化硅晶体属于共价晶体，所以二氧化硅晶体中没有分子，B错误；晶体硅属于共价晶体，晶体氖是分子晶体，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 41 7.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si—Si之间 插入O原子。根据SiO2晶胞结构图，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，故石英的分子式为SiO2 解析：在SiO2晶体中，每个Si原子与四个O原子以Si—O共价键相连，每个O原子与两个Si原子以Si—O共价键相连，彼此结合形成三维骨架结构，不存在单个的SiO2分子，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 42 8.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晶体是立体网状结构 C.C3N4的熔点比Si3N4的低 D.SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 解析：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。Si3N4是共价晶体，其晶体为立体网状结构。根据C、Si的原子半径推知C—N键的键能比Si—N键的键能大，故C3N4的熔点比Si3N4的高。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 43 9.如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物 质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子， 则C物质的化学式可能为(　　) A.AB B.A5B4 C.AB2 D.A2B5 解析：由图可知，每个A原子形成4个键，每个A—A中插入一个B原子，每个B原子形成2个键，故C物质中每个A原子形成4个A—B，每个B原子形成2个B—A，则A、B原子个数比为1∶2，所以其化学式可能是AB2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 44 10.与石墨结构相似的六方氮化硼(BN)晶体在高温、高压下可以转化为立方氮化硼(BN)，立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当。下列分析正确的是(　　) A.六方氮化硼转化为立方氮化硼是物理变化 B.立方氮化硼(BN)中氮元素的化合价为＋3价 C.和Si—Si相比，B—N的键长更长 D.立方氮化硼比晶体硅的熔点更高，硬度更大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 45 解析：由题干信息可知，六方氮化硼和立方氮化硼的结构不同，性质不同，故六方氮化硼转化为立方氮化硼的过程中有新物质生成，属于化学变化，A错误；由于N的电负性大于B的电负性，因此立方氮化硼(BN)中氮元素的化合价为－3价，B错误；Si的原子半径大于B和N的原子半径，故立方氮化硼中B—N的键长比晶体硅中Si—Si的键长更短，键能更大，故立方氮化硼的熔点比晶体硅的更高，硬度更大，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 46 11.C3N4和Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料，下列说法正确的是(　　) ①C3N4和Si3N4晶体中N的化合价均为＋3 ②C3N4和Si3N4晶体中都含有共价键 ③C3N4晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度大 ④C3N4和Si3N4晶体均为分子晶体 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 47 解析：氮元素的电负性强于碳元素和硅元素，故C3N4和Si3N4中，氮元素显－3价，①错误；三种元素都是非金属元素，形成的二元化合物都是共价化合物，②正确；两种晶体都是共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，则键长C—N<Si—N，键能C—N>Si—N，故C3N4晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度大，③正确，④错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 48 A.图a表示As4的结构，As4分子中成键电 子对与孤电子对数目之比为3∶1 B.图b所示晶态单质硼的熔点为2180 ℃， 它属于共价晶体 C.图c表示BAs的晶胞结构，As原子的配位数为4 D.图c表示BAs的晶胞结构，BAs的硬度小于BN的硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 49 解析：As是第ⅤA族元素，As4分子中成键电子对数目为6，孤电子对数目为4，故成键电子对与孤电子对数目之比为3∶2，故A错误；晶态单质硼具有较高熔点，属于共价晶体，故B正确；由题图可知，大球表示As原子，As原子的配位数为4，故C正确；BN也属于共价晶体，原子半径：N<As，键长：B—N<B—As，键能：B—N>B—As，则硬度：BN>BAs，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 50 二、非选择题 13.单质硼有无定形和结晶形两种，参考下表所示数据回答下列问题： (1)晶体硼属于______晶体，理由是___________________________。 物质 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点/℃ >3500 1412 2180 沸点/℃ 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 共价 晶体硼的熔、沸点高，硬度大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 51 (2)已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，该结构单元中有20个正三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此结构单元是由______个硼原子构成的，其中B—B—B的键角为_____，该结构单元共含有_____个B—B。 12 60° 30 物质 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点/℃ >3500 1412 2180 沸点/℃ 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 52 物质 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点/℃ >3500 1412 2180 沸点/℃ 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 53 14.请回答下列问题： (1)31Ga基态原子的核外电子排布式是__________________________________。 某种半导体材料由Ga和As两种元素组成，该半导体材料的化学式是______，其晶体结构类型可能为__________。 (2)立方氮化硼结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为a cm，立方氮化硼晶胞中含有___个氮原子、___个硼原子。 1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) GaAs 共价晶体 4 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 54 15.(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图甲所 示，则金刚砂晶体类型为________；在SiC中，每个C原子 周围最近的C原子数目为____；若晶胞的边长为a pm，则 金刚砂的密度表达式为_______________________________。 (2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN晶体与该硅晶 体相似。则GaN晶体中，每个Ga原子与___个N原子相连，与 同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为____________。 若该硅晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则 晶体中最近的两个硅原子之间的距离为_____________cm(用代数式表示即可)。 共价晶体 12 4 正四面体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 56 　　　　　　　　　　　　　 R (2)结构特点 ①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构； ②晶体中C—C—C夹角为109°28′，碳原子采取sp3杂化； ③最小环上有6个碳原子且六个碳原子不在同一平面内，每个碳原子被12个六元环共用； ④晶体中C原子个数与C—C键个数之比为1∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)))＝1∶2。 (2)结构特点 ①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构； ②每个正四面体占有1个Si，4个“eq \f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O，6个Si； ④晶体中Si原子个数与Si—O键个数比为1∶4。 [注意]　共价晶体中，没有独立存在的分子，如SiO2仅是代表二氧化硅晶体的元素组成及Si、O原子个数比值的化学式，而不是二氧化硅晶体的分子式。 解析：A项，由题给信息知β­氮化碳属于共价晶体，N原子半径小于C原子半径，键长：C—N键<C—C键，故C—N键比C—C键更稳定，正确；B项，晶体中N、C原子间形成单键，1个N原子分别与3个C原子形成共用电子对，N原子最外层电子数为5＋3＝8，1个C原子分别与4个N原子形成共用电子对，C原子最外层电子数为4＋4＝8，正确；C项，晶体结构图中虚线部分是晶体的最小重复单元，其中实际含有的C原子数为4×eq \f(1,4)＋4×eq \f(1,2)＝3，N原子数为4，化学式为C3N4，因为N元素的电负性比C元素的大，故N显负价(－3)，C显正价(＋4)，正确；D项，金刚石晶体中只含C—C非极性键，C3N4晶体中只含C—N极性键，错误。 12.《科学》杂志曾报道合成了一种新的具有超高热导率的半导体材料——砷化硼(BAs)。通过反应4BI3(g)＋As4(g)eq \o(,\s\up12(800℃))4BAs(s，晶体)＋6I2(g)可制备BAs晶体。下列说法错误的是(　　) 解析：(1)从题表可知，晶体硼的熔、沸点以及硬度都介于晶体硅和金刚石之间，而金刚石和晶体硅均为共价晶体，故晶体硼也属于共价晶体。 (2)从题图可得出，每个顶点上的硼原子均为5个正三角形所共有，故分摊到每个正三角形的硼原子数为eq \f(1,5)，每个正三角形含有的硼原子数为eq \f(1,5)×3，每个结构单元含有的硼原子数为20×eq \f(1,5)×3＝12，而每个B—B为2个正三角形所共有，故每个结构单元含B—B的个数为20×eq \f(1,2)×3＝30。 解析：(2)金刚石晶胞是立方体，其中8个顶角有8个碳原子，6个面心有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＋4＝8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N原子和4个B原子。 eq \f(4×40 g·mol－1,（a×10－10 cm）3×6.02×1023 mol－1) eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(224,ρNA)) 解析：(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，硬度大，属于共价晶体；每 个碳原子周围最近的碳原子数目为3×8×eq \f(1,2)＝12；该晶胞中C原子个 数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Si原子个数为4，晶胞边长为a×10－10 cm，体积 V＝(a×10－10 cm)3，ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(4×40 g·mol－1,（a×10－10 cm）3×6.02×1023 mol－1)。 (2)在晶体Si的晶胞中含有Si原子的数目是8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＋4＝8，则V＝eq \f(m,ρ)＝eq \f(\f(28×8,NA),ρ) cm3＝eq \f(224,ρNA) cm3，晶胞的边长a＝eq \r(3,V)＝eq \r(3,\f(224,ρNA)) cm，在晶胞中两个最近的Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的eq \f(1,4)，即eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(224,ρNA)) cm。 $