3.2 第2课时共价晶体 课件-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

第一章 化学反应的热效应 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体 第三章 晶体结构与性质 1 导 学习目标：1.能说出共价晶体的概念 2.能判断哪些物质属于共价晶体 3.能背诵共价晶体的物理性质 （5分钟） 重点：判断哪些物质属于共价晶体、共价晶体的物理性质 难点：判断哪些物质属于共价晶体、共价晶体的物理性质 新课导入 干冰 熔点/℃ -56.2 (527 kPa) 沸点/℃ -78.5 二氧化硅 熔点/℃ 1723 沸点/℃ 2230 思考 碳和硅元素同为第四主族的元素，从其形成的化合物外形来看，均为晶体，而两种晶体的熔沸点却相差很大，这是为什么呢？ 思（6分钟） 阅读课本81—84页，完成导纲初步学习。 要求：认真阅读，边读边勾画出你认为的重点 议 + 展（8分钟） 议论要求：2分钟 小组长组织好小组讨论。讨论过程中认真听讲并进行相关记录。 展示要求：6分钟 起立、声音洪亮、语言规范。其他同学认真看、细心听，简单记录！并做好补充质疑纠错的准备！ 1.概念 相邻原子之间以共价键相结合形成的具有三维骨架结构的晶体 2.构成微粒及微粒间作用力 构成微粒 原子 相互作用 共价键 判断方法 注意： 由于所有原子间均以共价键相结合，所以晶体中不存在单个分子，无分子式，化学式表示原子最简整数比。原子晶体中唯一的作用力是共价键，即影响化学性质稳定性，又影响物理性质熔沸点、硬度的大小。 任务一 共价晶体的概念与性质 3.常见的共价晶体 ①某些单质：以碳为中心，同主族向下，同周期向左向右：金刚石（C）、硅（Si）、锗（Ge）、灰锡（Sn） 、硼（B）、高聚氮等 ②某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 ③极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3) 硼 刚玉 碳化硅 任务一 共价晶体的概念与性质 石墨不是 4.物理特性 问题：下表列出了一些原子晶体的熔点和硬度，请根据表中数据分析：原子晶体的有什么特点？并从微观角度解释原因。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 熔点/℃ >3500 3000 2700 1710 1410 1211 ①熔点高（结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔点、沸点越高。） 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 金刚石钻石 氮化硅（Si3N4）航天耐高温材料 碳化硅（SiC） 砂轮 任务一 共价晶体的概念与性质 1.金刚石晶体 ①在晶体中每个碳原子以 个共价单键与 相邻的 个碳原子相结合，成为正四面体，C-C-C夹角为 ，碳原子采取 杂化。 4 4 109°28' sp3 每个C形成4个C—C，每个C—C占有 个C，即C原子与C—C数目之比为 。1mol C原子中含 mol C-C共价键。C原子的配位数为_____个 2 2 1：2 正四面体 任务二 典型共价晶体的结构特征 4 熔点很高：> 3500 0C 硬度最大：摩氏10度 1.金刚石晶体 最小环为六元环 ②晶体中最小的碳环有 个碳原子，且不在同一平面，最多 个碳原子在同一平面。 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 4 正四面体 任务二 典型共价晶体的结构特征 12 6 每个六元环占 碳原子, 个C-C键 0.5 12 6 2.二氧化硅晶体 1.二氧化硅晶体中硅原子采取 杂化 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。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1︰2的比例所组成的立体网状的晶体。 2. 1mol SiO2中含 Si—O键。 4 2 4mol 3.SiO2晶胞中包含有 个Si原子 个O原子。 8 16 任务二 典型共价晶体的结构特征 sp3 4.最小的环是由 6 个Si原子和 6 个O原子组成的 12 元环 思 + 议（8分钟） 要求：完成导纲合作学习部分 前2分钟独立思考； 后6分钟小组讨论，小组长组织好小组讨 论。讨论过程中认真听讲并进行相关记录。 思考1：怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？ 共价晶体 金刚石 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500 1 410 1 211 硬度* 10 6.5 6.0 三种物质中，每个原子均以sp3杂化形式与相邻的四个原子形成σ键，整体上形成三维骨架结构，同属于共价晶体，熔点都比较高。熔点的相对高低与共价键的强弱有关，共价键越强，熔点越高。金刚石、硅和锗的结构差别在于碳、硅、锗原子半径依次递增。C-C键、Si-Si键、 Ge-Ge键的键长依次递增，键长越长，键能越小，所以熔点和硬度依次下降。 合作学习 思考2：“具有共价键的晶体叫做共价晶体”，这种说法对吗？为什么？ 答案：错误。“具有共价键”并不是判断共价晶体的唯一条件，分子晶体除了单原子分子外，如H2O、CO2等大多数分子中也含有共价键，很多离子晶体，如NH4Cl、NaOH、KNO3等，在阴阳离子的内部也含有共价键。共价晶体除具有共价键外，还要求形成晶体的粒子是原子，共价晶体的微观空间里没有分子。 展（3分钟） 激情展示我最棒 要求：起立、声音洪亮、语言规范 “我提问”“我回答”“我质疑”“我补充” 其他同学认真看、细心听，简单记录！ 并做好补充质疑纠错的准备！ 检 （8分钟） 【随堂检测 】 一、判断正误 1.由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。(    ) 2.共价晶体的熔沸点高低、硬度大小、密度大小都是由共价键的强弱决定的。(    ) 3.共价晶体的构成粒子是原子,共价晶体内部的作用力只有共价键。(    ) 4.共价晶体内每个原子周围与其键合的原子数的多少是由共价键的饱和性决定的。(    ) 5.共价晶体的微观空间里可能会有分子。(    ) 6.共价晶体内共价键的方向性决定了共价晶体都呈三维骨架结构。(     ) 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的熔点高。 （    ） 分子晶体和共价晶体对比 晶体类型 共价晶体 分子晶体 概念 相邻原子间以共价键相结合而形成的空间立体网状结构的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 组成微粒 原子 分子 微粒间作用力 共价键 分子间作用力 物理性质 熔、沸点高，硬度大，不溶于常见的溶剂，不导电，个别为半导体 熔、沸点较低，硬度较小，部分溶于水，不导电，部分溶于水导电 熔化时破坏的作用力 破坏共价键 一定破坏范德华力，有时还破坏氢键，如冰熔化 实例 金刚石、二氧化硅等 冰、干冰等 $