2022-2023学年鲁科版选择性必修二 3.2.2 共价晶体与分子晶体 学案

1、第三章 不同聚集状态的物质与性质第2节共价晶体与分子晶体【学习目标】1.了解共价晶体、分子晶体的结构特点及性质。2.能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。【重点难点】重点：共价晶体、分子晶体的结构和性质、金刚石晶体的结构分析。难点：共价晶体、分子晶体的结构和性质、金刚石晶体的结构分析。【课前复习】1.金属晶体是指 。2.离子晶体是指 。 典型离子晶体结构类型： 型、 型、 型和 型。3.晶格能是指将 。4.离子间距越 ，离子所带电荷越 ，晶格能越大，离子晶体的熔、沸点越 。【学习过程】【联想质疑】30亿年前，地壳下处在高

2、温、高压岩浆中的碳元素逐渐形成了具有正四面体结构的金刚石。火山爆发时，金刚石形成了含有少量金刚石的原生矿床。金刚石熔点高、不导电、硬度极高。金刚石的结构是怎样的？在金刚石晶体中，碳原子采用 杂化，以共价键形成一种空间网状结构，每个碳原子和与它紧邻的四个碳原子构成一个 结构单元，碳原子数与CC键键数之比为 。【观察思考】1.在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？2.在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？3.在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？三、共价晶体1.定义：相邻原子间以 结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。2.结构特点：由于共价键的 性与 性，使每个中

3、心原子周围排列的原子数目是 ；由于所有原子间均以 相结合，所以晶体中不存在 。3.常见的共价晶体有 。碳化硅(SiC)晶体：碳化硅晶体也叫作 ，结构类似于金刚石晶体的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，在整个晶体中硅与碳的原子个数比为 。二氧化硅(SiO2)晶体：硅原子和氧原子交替排列，1个硅原子与 个氧原子形成4个共价键，每个氧原子与 个硅原子形成2个共价键。每个硅原子与相邻的氧原子以共价键相结合构成 结构，硅原子 ，4氧原子在 ，则每个 占有 个完整的硅原子、 个氧原子。因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为 ，化学式为 。4.共价晶体的物理性质：熔点 、硬度很 、性质 。【交流

4、研讨】根据下表中有关数据分析，并填写表下面的空白。晶体键能/(kJmol-1)熔点/硬度*金刚石(CC)347大于3 50010碳化硅(CSi)3012 8309晶体硅(SiSi)2261 4127(1)键能：CC CSi SiSi；熔点：金刚石 碳化硅 晶体硅；硬度：金刚石 碳化硅 晶体硅(用“”或“”填空)。(2)规律：对结构相似的共价晶体来说，原子半径 ， 键长 ，键能 ，晶体的熔点就越高。四、分子晶体 1.定义： 之间通过 结合形成的晶体。2.常见的分子晶体： 、 、 、 。 【交流研讨】 请根据表中所列数据猜想；影响不同分子晶体熔点、沸点的原因可能有哪些?3.分子晶体的物理性质：熔沸

5、点 ，硬度 。影响分子晶体的主要因素是 。组成和结构相似且晶体中没有氢键的分子晶体来说，相对分子量越大，分子间作用力 ，熔沸点 。【自主探究】阅读教材，探究碘晶体、二氧化碳晶体、冰晶体的结构特点，完成下表：碘晶体干冰冰晶胞或结构模型微粒间作用力晶胞微粒数4.分子晶体的结构分子间只存在范德华力的分子晶体，服从 排列原理；分子间存在氢键的分子晶体，由于氢键具有 性、 性，故不服从 排列原理。五、晶体结构的复杂性1.石墨晶体的结构特点(1)C原子采取 杂化，CC键之间的夹角为 。(2)石墨晶体是 结构，在每一层内，每个C原子与其他3个C原子以共价键结合，形成无限的 形平面网状结构。每个C原子有1个未

6、参与杂化的2p轨道并含有1个未成对电子，能形成遍及整个平面的 键。层与层之间以 结合(4)石墨中既含有 ，又有 ，同时还有 的特性，因此石墨属于 晶体2.晶体结构的复杂性(1)一方面，物质组成的 导致晶体中存在多种 微粒以及不同的微粒间 ，这也使这类晶体具有重要应用。(2)另一方面， 键、 键、 键、配位键等都是化学键的典型模型，但是，原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态。由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的晶体，也可能是居于金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体之间的过渡状态，形成 晶体。【归纳总结】四种晶体类型的比较类型项目金属晶体共价晶体分子晶体离子晶体构成晶体的

7、微粒离子微粒间作用作用力强弱确定作用力强弱的一般判断方法电荷、半径熔、沸点硬度导热和导电性溶解性(水)组成微粒堆积方式【课堂小结】【检测反馈】1.下列说法正确的是()A金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成BAlCl3晶体属于共价晶体C1 mol SiO2晶体中含2 mol SiO键D金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应2.下表是某些共价晶体的熔点和硬度。共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英晶体硅晶体锗熔点/ 大于3 5003 0002 8301 7101 4121 211硬度109.59776.0分析表中的数据，下列叙述正确的是()A构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高B构成

8、共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越低C构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大D构成共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大3.下列有关分子晶体的说法，正确的是()A分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B分子晶体中，共价键越强，键能越大，熔点越高C冰融化时水分子间的共价键发生断裂D在冰的晶体结构中由于氢键的存在，其熔点较高4.下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是()AH2O、O3、CCl4BCCl4、(NH4)2S、H2O2CSO2、SiO2、CS2 DP2O5、CO2、H3PO45.在硼酸B(OH)3分子中，硼原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中

9、硼原子杂化轨道的类型及分子间的主要作用力分别是()Asp范德华力 Bsp2范德华力Csp2氢键 Dsp3氢键6.下列物质的熔点高低顺序，正确的是()A金刚石晶体硅碳化硅BKNaLiCNaFNaClNaBrDCI4CBr4CCl4CH47.下列关于物质熔点的排列顺序，不正确的是()AHIHBrHClHFBI2Br2Cl2F2CNaClNaBrKBrDMgONaClCBr4CF48.某化学兴趣小组，在学习了分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/801712190-68782沸点/1 4651 418178571 600根据表中

10、数据分析，属于分子晶体的是()ANaCl、MgCl2、CaCl2 BAlCl3、SiCl4CNaCl、CaCl2 D全部9.下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是()A共价晶体的硬度通常比分子晶体的大B共价晶体的熔、沸点较高C分子晶体都不溶于水D金刚石、水晶属于共价晶体10.下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是()AO2、I2、Hg BCO2、KCl、SiO2CAl、Mg、Na DNaCl、KCl、RbCl11.下列有关共价晶体的叙述不正确的是()A共价晶体中可能存在非极性共价键B共价晶体的硬度一般比分子晶体的高C在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键D金刚砂晶体是直接由硅原子和碳原子通过共价键结合所形成的空间网状结构的晶体12.石墨的片层结构如图所示，试回