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

该高中化学导学案围绕共价晶体展开，涵盖概念、物理性质、常见物质及结构分析。通过填空式概念导入和性质对比，衔接分子晶体等前置知识，搭建结构与性质关联的学习支架，引导学生逐步深入。 资料亮点在于结合微观结构分析（如金刚石、SiO₂的杂化与键参数）和多层次习题设计，强化化学观念中“结构决定性质”的认知。通过图表数据判断、新情境物质分析（如氮化碳、T-碳），培养科学思维的证据推理与模型建构能力，助力学生深化理解并提升应用能力。

共价晶体 一、概念：相邻原子间以__________相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。 二、物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点_______，硬度______，_________溶于常见溶剂，一般_______导电。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长_______，键能_____，晶体的熔点越_____，硬度越_______ 三、常见共价晶体及物质类别 (1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 (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(α-Al2O3)等。 练：1、比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度 2、判断正误，正确的画“√”，错误的画“×” (1)共价晶体中共价键越强，熔点越高。(　　) (2)共价晶体可能含有离子键。(　　) (3)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。(　　) (4)SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连。(　　) (5)通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。(　　) (6)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。(　　) 3．根据下表中给出的有关数据，回答下列问题 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 (1)上述物质属于分子晶体的是______________ 属于共价晶体的是_________________ (2)AlCl3加热______________(能/不能)升华 四、常见共价晶体结构分析 1．金刚石晶体 ①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有__________个 ②每个碳原子都采取_______杂化，空间结构_____________ ③C原子与C—C键数之比为________________ ④晶体中最小的碳环由________个碳组成，且________同一平面内； 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，每个环有____C 2.二氧化硅晶体 ①在SiO2晶体中，每个硅原子与______个氧原子结合；每个氧原子与______个硅原子结合 ②每个硅原子都采取 ____________杂化 每个氧原子都采取________杂化 ③ 硅原子个数与Si－O 共价键个数之是______________ ④ 最小环为________元环。每硅原子可形成________个_______元环。 3、二氧化硅晶体——低温石英 在低温石英的结构中，顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。 当堂检测 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/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 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 2.下列物质的晶体直接由原子构成的一组是(　　) ①CO2　②SiO2　③晶体Si　④白磷　⑤氨基乙酸　⑥固态He A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．②③⑥ D．①②⑤⑥ 3、氮化碳部分结构如下图所示，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 4．中外科学家团队共同合成了T­碳。T­碳是将金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子形成的正四面体结构单元取代形成的碳的一种新型三维立方晶体，结构如图1所示。下列说法错误的是(　　) A．每个T­碳晶胞中含32个碳原子 B．T­碳结构中的最小夹角为109°28′ C．T­碳属于共价晶体 D．如图2是T­碳晶胞的俯视图 5．单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答问题： 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点/℃ ＞3 550 1 410 2 573 沸点/℃ 5 100 2 355 2 823 硬度 10 7.0 9.5 (1)晶体硼属于________晶体，理由是____________________________________________ (2)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。其结构如图所示，下列判断正确的是_____________(填字母)。 A．金刚石中C—C的键角均为109°28′，所以金刚石和CH4的晶体类型相同 B．金刚石的熔点高与C—C的键能无关 C．金刚石中碳原子个数与C—C数之比为1∶2 D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却 (3)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角，每个顶角上各有一个硼原子。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的键角为__________，该结构单元共含有________个B—B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $