【化学】分子晶体与共价晶体课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第二课时共价晶体1.知道共价晶体的结构特点，能辨识常见的共价晶体。2.认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构，能借助共价晶体的晶体结构模型说明共价晶体中粒子间的相互作用，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。［学业要求］学生自主学习XUESHENGZIZHUXUEXI阅读课本81-82页完成下列填空共价键三维骨架原子共价键很高很大共价晶体109°28′sp3很短最大很高低温石英硅氧四面体手性玻璃单晶硅光导纤维硅碳化硅(SiC)课堂互动探究KETANGHUDONGTANJIU1．典型共价晶体的结构模型注意：(1)二氧化硅晶体中，没有独立存在的SiO2分子，所以SiO2不是分子式。(2)①金刚石(或晶体硅)中，1molC(或Si)形成2molC—C(或Si—Si)键；②碳化硅晶体中，1mol碳或1mol硅均形成4molC—Si键；③SiO2晶体中，1molSiO2晶体中有4molSi—O键。2．共价晶体的物理特性及熔点比较(1)共价晶体的物理性质①一般熔点都很高、硬度都很大。②一般不导电，但晶体硅是半导体。③难溶于常见的溶剂。(2)共价晶体熔点比较键能：C—C键>C—Si键>Si—Si键熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。晶体键能/(kJ·mol－1)熔点/℃硬度金刚石(C—C)347335010碳化硅(C—Si)30126009晶体硅(Si—Si)22614157结论：对结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。方法技巧

共价晶体、分子晶体的判断方法(1)依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒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的熔点高，常在1000℃以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。(3)依据晶体的导电性判断分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。共价晶体多数为非导体，但晶体Si、晶体Ge为半导体。(4)依据晶体的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。(5)依据物质的分类判断大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。[练1]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答案解析[练2]科学家在实验室里成功地将CO2在高压下转化为类似SiO2的共价晶体。下列关于该CO2晶体的叙述中不正确的是(

)A．该晶体中C、O原子个数比为1∶2B．该晶体中O—C—O的键角为180°C．该晶体的熔、沸点高，硬度大D．该晶体中C、O原子最外层都满足8电子稳定结构答案解析由SiO2共价晶体的结构可以得出CO2共价晶体的结构。将CO2由分子晶体转化为共价晶体，其C、O组成比不变，只是化学键和原子排列发生变化，A正确；该晶体含以碳原子为中心的四面体结构，故O—C—O的键角不可能为180°，B错误；由于晶体中C—O键键长比Si—O键键长短，故该晶体熔、沸点高，硬度大，C正确；晶体中每个碳原子通过4个单键与氧原子相连，最外层达到8电子稳定结构，而每个氧原子也通过2个单键与碳原子相连，最外层达到8电子稳定结构，D正确。解析[练3]金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构(如图所示)，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________。(2)在金刚砂的结构中，一个硅