3.2.2共价晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第二节分子晶体与共价晶体碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2的一些物理性质却相差很大，这是为什么？

CO2晶体(干冰)属于分子晶体干冰SiO2晶体属于共价晶体。SiO2一、共价晶体相邻原子之间以共价键相结合形成的具有三维骨架结构的晶体。①组成的粒子：原子②粒子间的作用力：共价键

二、典型的共价晶体③极少数金属氧化物：①某些单质：②某些非金属化合物：硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石(C)和灰锡(Sn)等碳化硅(SiC)，二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)及氮化硅(Si3N4)等如刚玉(ɑ-Al2O3)近年来Si3N4以为基础，用Al取代部分Si，用O取代部分N而获得结构多样化的陶瓷，用于制作LED发光材料。三、共价晶体的物理性质共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①熔点很高：②硬度很大。

③一般不导电，但晶体硅、锗是半导体。④难溶于一般溶剂。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。Si3N4用作航天耐高温材料，SiC用作耐磨砂轮。四、共价晶体的结构特征1.金刚石晶体天然金刚石呈现多面体外形

金刚石的结构

金刚石的晶胞(1)金刚石晶体的结构特点②每个碳原子都采取____杂化;sp3③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为_________.109°28'④晶体中最小的碳环由___个碳组成，且_____同一平面内；6不在①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有

个4最小环为六元环109º28´(1)金刚石晶体的结构特点⑤晶体中每个碳原子被_____环所共有；12109º28´⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数____

88×1/8+6×1/2+4=8→12g金刚石含有_____个C原子，含有_____个C-C键NA2NA⑥晶体中每个C参与了

条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有

，故C原子与C—C键数之比为：

。1：(

)=1：2→即金刚石中，1molC平均拥有

molC—C键421/2(1)金刚石晶体的结构特点键能：347.7kJ/mol（很大）键长：154pm（很短）熔点很高：>

35000C硬度最大：摩氏10度②金刚石的性质109º28´，三维骨架结构决定性质③金刚石模型的演变(1)与碳同族单质(如Si、Ge)都具有与金刚石相似的结构；(2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC)(3)

BN、GaAs等也可形成与金刚石结构相似的晶体。金刚石晶体硅SiCGaAs

(1)怎样从原子结构的角度理解金刚石，硅和锗的熔点和硬度依次下降？

(2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”，这种说法对吗？为什么？【思考与讨论】P82不对，分子晶体中通常也含有共价键。如干冰，只有分子内部才通过共价键结合，而分子间通过范德华力结合成分子晶体；此外，某些离子晶体中也含共价键，如NaOH、NH4Cl。金刚石、硅、锗都是共价晶体，原子半径：C<Si<Ge，则键长：C-C<C-Si<Si-Si，故键能：C-C＞Si-Si＞Ge-Ge，熔点和硬度：金刚石>硅>锗。小结：一般原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔、沸点越高，硬度越大。2.二氧化硅晶体

SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713℃，有多种结构，最常见的是低温石英。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。黄沙花岗岩石英矿水晶(1)SiO2在自然界分布：(2)低温石英的结构其结构中有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，如石英手表。石英晶体中硅氧四面体相连构成的螺旋链石英的左、右型晶体SiO2用途：制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料晶体硅的晶胞中，在Si－Si键之间插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常见的SiO2晶胞)。(3)二氧化硅晶胞晶体硅的结构二氧化硅的结构(3)二氧化硅晶胞①每个Si原子都采取

杂化和

个O原子形成

个Si—O键.sp344②没有单个SiO2分子存在，只存在硅、氧原子,Si:O比例:

.1:2每个Si周围结合

个O；每个O周围结合

个Si42③最小的环是由

个Si原子和

个O原子组成的

元环。④1molSiO2中含

molSi—O键46612小结：常见共价晶体的结构物质金刚石二氧化硅晶体结构结构特点①碳原子采取sp3杂化，每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。②晶体中C—C—C夹角为109°28′。③最小环上有6个碳原子。④1mol晶体中有2molC—C键。⑤1个晶胞中有8个碳原子。①每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。②硅、氧原子个数比为1∶2。③最小的环上有6个硅原子和6个氧原子。④1molSiO2中有4molSi—O键。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原子分子共价键分子间作用力很高较低很大较小难溶于一般的溶剂部分溶于水(相似相溶)不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电总结2：共价晶体与分子晶体的比较导电性1.金刚石是典型的共价晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的分子B.碳原子间以共价键相结合C.是自然界中硬度最大的物质D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应D2.美国《科学》杂志曾报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是()A.该共价晶体中含有极性键B.该共价晶体易气化，可用作制冷材料C.该共价晶体有很高的熔、沸点D.该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料B3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确