第3章 第2节 几种简单的晶体结构模型-第3课时 共价晶体（配套课件）-【顶尖课课练】2026-2027学年高中化学选择性必修2（鲁科版）

该高中化学课件聚焦共价晶体，系统梳理其结构（概念、微粒及作用力）、典型晶体（金刚石、二氧化硅等）的结构分析与性质，通过课前自主学习、课堂互动探究、即时达标构建学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于结合表格对比键能与性质、晶胞计算实例，以科学思维引导证据推理和模型建构，通过问题探究培养科学探究能力。资料可编辑且结构完整，助力学生深化结构决定性质的化学观念，也方便教师高效教学。

1 第3章 不同聚集状态的物质与性质 第2节 几种简单的晶体结构模型 第3课时 共价晶体 《顶尖课课练·化学（选择性必修2）物质结构与性质（鲁科版）》配套课件 2 01 课前自主学习 02 课堂互动探究 03 课堂即时达标 3 课前自主学习 知识梳理 知识点一 共价晶体的结构 1.概念 概念 相邻原子间以________结合而形成的具有_______ _______结构的晶体 构成微粒 ______ 微粒间的作用力 ________ 共价键 空间立体网状 原子 共价键 4 2.常见共价晶体的结构 晶体 晶体结构 晶胞 金刚石 二氧化硅 5 3.典型共价晶体的结构分析 晶体 金刚石（晶体硅） 碳化硅 二氧化硅 晶胞 ____________________________ _____________________________ _________________________________ 中心原子杂化类型 ____ ____ ____ 杂化杂化 杂化杂化 杂化杂化 6 晶体 金刚石（晶体硅） 碳化硅 二氧化硅 键角 晶胞中微粒数目 _________ ____________ _________ ____________ _________ 物质中化学 键数目 ___________ ____________ ____________ 8个 个、 个 个、个 7 知识点二 共价晶体的种类和性质 1.共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些____________ 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些______________ 碳化硅、氮化硅、氮化硼 等 某些________ 二氧化硅 等 非金属单质 非金属化合物 氧化物 8 2.共价晶体的物理性质 （1）共价晶体由于原子间以______________相结合，所以共价晶体具 有______的熔点和______的硬度。晶体中不存在单个分子。 （2）结构相似的共价晶体，原子半径越____，键长越____，键能越___， 晶体的熔点越高，硬度越大。 较强的共价键 很高 很大 小 短 大 9 1.金刚石的结构如图所示。下列判断正确的是( ) C A. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为 B. 金刚石中每个碳原子被6个六元环共用 C. C原子比 原子半径小，因此金刚石的熔点比晶体硅 更高 D. 金刚石既有一部分共价晶体的特征，又有一部分金属 晶体的特征，属于混合晶体 课堂互动探究 10 2.碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石， 立方氮化硼硬度与金刚石相当，二者晶胞结构如图所示。 请回答下列问题： 11 （1）碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为_________，每个碳原子周围与 其距离最近的硅原子有___个。设晶胞边长为，密度为 ， 则阿伏加德罗常数可表示为___________（用含、 的式子表示）。 解析 晶体中，每个原子与4个C原子形成4个 键，故采取 杂 化。每个原子距离最近的C原子有4个。 晶胞中，硅原子数为 个。碳原子位于晶胞内， 晶胞中碳原子数为4个。1 个晶胞的质量为，体积为 ，因此晶体密度 ，故 。 杂化 4 （2）立方氮化硼晶胞中有___个硼原子和___个氮原子；硼原子的杂化 类型为_________。若晶胞的边长为 ，则立方氮化硼的密度表达式 为_ _____（设 为阿伏加德罗常数）。 解析 立方氮化硼晶胞中，含有原子数为 个。B原子位 于晶胞内，立方氮化硼晶胞中含硼原子4个。每个硼原子与4个氮原子形 成4个 键，故硼原子采取 杂化。每个立方氮化硼晶胞的质量为 ，体积为，故密度为 。 4 4 杂化 3.下列关于 晶体网状结构的叙述中，正确的是( ) D A. 存在四面体结构单元，原子处于中心， 原子处于4个顶点 B. 最小的环上有3个原子和3个 原子 C. 最小的环上原子和原子个数之比为 D. 最小的环上有6个原子和6个 原子 解析 二氧化硅是共价晶体，为空间网状结构，存在四面体结构，硅原 子处于中心，氧原子处于4个顶点，A错误；晶体硅的结构与金刚石相似 （金刚石中最小碳环为6个碳原子），而晶体只是在两个 原子间插 入1个原子，即最小环含6个原子和6个 原子，故B、C错误，D正确。 14 4.下列物质的晶体直接由原子构成的一组是( ) C ③晶体 ④白磷 ⑤氨基乙酸 ⑥固态 A. ①②③④⑤⑥ B. ②③④⑥ C. ②③⑥ D. ①②⑤⑥ 15 5.共价晶体的物理性质。下表是三种结构相似的共价晶体的键能、熔点 和硬度： 晶体 键能/ 熔点/ 硬度 金刚石 大于3 500 10 碳化硅 2 830 9 晶体硅 1 412 7 16 思考下列问题： （1）共价晶体的熔点和硬度有较大差异，其原因是什么？ 答案 共价晶体中各原子以共价键结合，原子半径越小，键能越大，晶 体的稳定性越强，晶体的熔点就越高，硬度也越大。 （2）根据上表，可归纳共价晶体的特点：熔点____，硬度____。另外， 共价晶体一般不导电（晶体硅是半导体），不溶于一般溶剂。 高 大 17 6.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答问题： 性质 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点/ 1 412 沸点/ 5 100 2 355 硬度 10 7 9.5 （1）晶体硼属于______晶体，理由是____________________________。 共价 晶体硼的熔、沸点高，硬度大 18 （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）。 B A.金刚石的熔点高与 的键能无关 B.金刚石中碳原子个数与数之比为 C.金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要浇水冷却 19 （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 的键角为_____，该结构单元共含有 ____个 。 12 30 20 课堂即时达标 1.下列有关共价晶体的叙述不正确的是( ) C A. 金刚石和二氧化硅晶体的基本结构单元都是正四面体 B. 含的金刚石中，键数目是； 晶体中， 键数目是 C. 水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D. 晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子， 不是它的分子式 21 解析 金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是1个中心硅原 子连接4个氧原子，均为正四面体，A项正确；金刚石中，1个C原子与 另外4个C原子形成4个键，这个C原子对每个单键的贡献只有 ，所 以原子形成的键为 ，而二氧化硅晶体中1 个原子分别与4个原子形成4个键，则晶体中 键 为 ，B项正确；干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂， C项错误；共价晶体的构成微粒是原子不是分子，D项正确。 22 2.现有几组物质的熔点数据（单位为 ）： A组 B组 C组 D组 金刚石：3 350 硅晶体：1 415 硼晶体：2 573 二氧化硅：1 713 据此回答下列问题： （1）A组属于______晶体，其熔化时破坏的微粒间作用力是________。 共价 共价键 解析 A组物质熔点均很高，且均由非金属元素组成，故为共价晶体，熔 化时破坏共价键。 23 （2）B组晶体共同的物理性质是__________（填序号）。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 ①②③④ 解析 B组晶体均为金属单质，故均属于金属晶体，金属晶体的物理通性 有金属光泽，易导电、导热，有延展性。 24 （3）C组中 熔点反常是由于__________________。 分子间形成氢键 解析 C组物质均属于分子晶体，由于分子间存在氢键，故 熔点反常。 25 （4）D组晶体可能具有的性质是______（填序号）。 ①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电 ②④ 解析 D组物质均属于离子晶体，一般来说，硬度较大，水溶液能导电， 固体不导电，熔融状态导电。 26 3.回答下列问题： （1）氮化碳和氮化硅晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料。 它们的硬度大、熔点高，化学性质稳定。 ①氮化硅的硬度______氮化碳的硬度（填“大于”或“小于”），原因是___ ______________________________________________________________ ________________________。 小于 氮化硅和氮化碳均为共价晶体，氮化硅中键的键长比氮化碳中 键的键长长，键能小 27 解析 氮化硅和氮化碳均为共价晶体。氮化硅中 键的键长比氮化碳 中 键的键长长，键能小，所以氮化硅硬度比氮化碳小。 ②下列物质熔化时所破坏的微粒间作用力与氮化硅熔化时所破坏的微粒 间作用力相同的是__（填字母）。 .单质 和晶体硅 .冰和干冰 .碳化硅和二氧化硅 .石墨和氧化镁 29 解析 、冰、干冰固态时为分子晶体，熔化时破坏范德华力；晶体硅、 碳化硅、二氧化硅固态时为共价晶体，熔化时破坏共价键；石墨为混合 晶体，为离子晶体，故选 。 （2）ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物、、 等是人工合成的新 型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。在晶体中，每个 原子 与___个原子相连，与同一个原子相连的 原子构成的空间结构为 __________。 属于______晶体。 4 正四面体 共价 解析 与单晶硅结构相似，所以每个原子与4个 原子形成共价键， 每个原子与4个原子形成共价键。与同一原子相连的 原子构成的 空间结构为正四面体结构。 与晶体硅都是共价晶体。 31 （3）金刚石与金刚砂 具有相似的晶体结构，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____。 共价 低 ②金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合___个碳原子，其中键角是 ________。 4 32 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。 ④碳、硅原子均采取____杂化。 3 33 解析 由于金刚砂是空间网状结构，碳原子、硅原子交替以共价单键相 结合，故金刚砂是共价晶体；硅原子半径比碳原子大，故金刚砂熔点低。 硅和碳电子层结构、成键方式相同，均采取 杂化，硅原子周围有4个 碳原子，键角 ；组成的六元环中，有3个碳原子和3个硅原子。 $