3.2.2 共价晶体 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章 第二节 第二课时 共价晶体 1 【导入】 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 结论：SiO2不是分子晶体。 那它是什么晶体呢？ 思+议 阅读课本81-83，完成导学案86-87 1.共价晶体的结构有哪些特点？ 2.金刚石有哪些结构特点？ 3.二氧化硅有哪些结构特征？碳化硅呢？ 4.如何判断共价晶体？与分子晶体有何异同点？ 3 1.共价晶体: 定义： 构成微粒： 微粒之间的作用： 气化或熔化时破坏的作用： 分类： 展+评 原子间以共价键相结合形成的空间网状结构的晶体。 原子 共价键 共价键 4 ①熔沸点高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。 ②硬度大。 ③一般不导电(但晶体Si是半导体)。 ④难溶于一般溶剂。 2、共价晶体的通性 5 109º28´ (1)每个碳原子以 个共价单键与相邻的 个碳原子相结合，成为 体。晶体中C-C-C夹角为 ，碳原子采取了 杂化。 (2)C个数与C-C键数之比为 。 (3)最小环上有 个C组成， 最多 个C在同一平面， 每个C被12个六元环共用. 四 4 正四面 109°28' sp3 1:2 6 4 典型的共价晶体——金刚石 6 观察晶体硅， 并总结结构特征。 晶体硅: 晶体硅晶胞的 个顶点和 个面心； 晶胞内部有 个Si原子， 每个晶体硅晶胞中含有 个Si原子。 典型的共价晶体——Si Si 8 6 4 8 7 a. C、Si都采取 杂化，C—Si键角 。 b. 每个Si(C)与周围紧邻的4个C(Si)以 结合成 体。 在空间伸展形成空间网状结构。 c. 最小碳环由6原子（3个C和3个Si）组成，且不在同一平面内。 d. 每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子。 典型的共价晶体——SiC sp3 109°28′ 4个共价键 正四面 8 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)。 典型的共价晶体——SiO2 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。 9 180º 109º28´ 共价键 1mol SiO2含4mol Si—O键，Si、O采取 杂化。 正四面体内O—Si—O键角为 。 每个Si和4个O形成 个共价键。 每个Si周围有 个O；每个O周围有 个Si。 实际上，SiO2晶体是由Si和O按1：2所组成的立体网状的晶体。 最小碳环是由6个Si和6个O组成的12元环。 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 典型的共价晶体——SiO2 sp3 109°28′ 4 4 2 10 思考 (1)SiO2是二氧化硅的分子式吗？ 二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子， 其化学式是Si与O的最简比，而不是分子式。 (2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？ 不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。 11 (3) 怎么从原子结构的角度理解金刚石、硅 、锗的熔点和硬度依次下降？ 键长依次 (增大/减小,下同)， 键能依次 ， 熔点和硬度依次 。 思考 C-C Si-Si Ge-Ge 增大 减小 下降 12 判断共价晶体和分子晶体的方法 共价晶体一般为非导体； 分子晶体为非导体，分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电。 （1）依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 共价晶体的粒子——原子，粒子间的作用力是共价键； 分子晶体的粒子——分子，粒子间的作用力是分子间作用力。 （2）依据晶体的熔点判断 共价晶体熔沸点高，常在1000℃以上； 分子晶体熔沸点低，常在数百摄氏度以下。 (3)依据导电性判断 13 (4)依据物质的分类判断 判断共价晶体和分子晶体的方法 常见的共价晶体单质:有金刚石、Si、B、Sn等， 常见的共价晶体化合物：SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等； 分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、 部分非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有酸、绝大多数有机物。 (5)依据物质的状态判断 一般常温常压下，共价晶体呈固态；分子晶体呈气态或液态。 (6)依据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。 14 分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较 完成导学案89 例题1-2 15 共价晶体 晶体类型 共价晶体 分子晶体 组成微粒 作用力 熔沸点 硬度 溶解性 导电性 原子 分子 共价键 分子间作用力 高 低 很大 较小 一般不溶于溶剂 部分溶于水 不导电，个别为半导体 固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电 16 检 1、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)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 17 B 18 19 c 20 5、现有两组物质的熔点数据如下表所示: 根据表中数据回答下列问题: (1)A组物质属于　　　　晶体,其熔化时克服的作用力是　　　　。  (2)B组物质中HF熔点比HCl、HBr高是由于   　。  (3)B组晶体不可能具有的性质是　　　　(填序号)。  ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④液体状态能导电 A组 熔点/℃ B组 熔点/℃ 金刚石 >3 550 HF -83 晶体硅 1 410 HCl -115 晶体硼 2 300 HBr -89 二氧化硅 1 710 HI -51 HF分子间能形成氢键，熔化时需要消耗的能量更多 共价 共价键 ③④ 6、下列有关共价化合物的说法： ①具有较低的熔、沸点 ②不是电解质 ③固态时是分子晶体 ④都是由分子构成 ⑤液态时不导电， 其中一定正确的是 ( ) A.①③④ B.②⑤ C.①②③④⑤ D.⑤ D 7、①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅的熔点从高到低的顺序是 （ ） A.①③② B.②③① C. ③①② D.②①③ A 2．氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是(　　) A．C60和金刚石 B．晶体硅和水晶 C．冰和干冰 D．碘和金刚砂 4．最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是(　　) A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 $