3.2 分子晶体与共价晶体 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2

分子晶体、共价晶体册别：选择性必修2学科：化学（人教版）学习目标1、知道共价晶体的结构特点，认识金刚石晶体和二氧化硅晶体的结构。2、能借助共价晶体模型说明共价晶体中粒子间的相互作用与性质（如熔点、硬度等）的关系。CO2晶体（干冰）SiO2晶体问题：碳元素和硅元素均位于元素周期表中ⅣA族，干冰的熔点很低且易升华，SiO2晶体的熔点却很高，这是为什么？干冰属于分子晶体，分子间作用力只是范德华力，破坏范德华力所需能量低。单晶硅金刚石SiO2常见的共价晶体任务1：通过金刚石晶体的结构与性质认识共价晶体的结构与性质的关系。每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻4个碳原子结合，键角为109°28＇，即：碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构。C—C共价键C原子半径小，C—C键长（154pm）很短，键能（347.7kJ/mol）很大，破坏共价键需要很高的能量。在所有已知晶体中，金刚石的硬度最大，熔点很高（>3500℃）。从结构上说明原因。逆向分析：共价键强度键能键长（原子半径）正向梳理：共价晶体1．构成粒子：由原子直接构成2．粒子间作用力：共价键3．空间结构：三维骨架结构4．物理特性：熔点高、硬度大任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（1）最小的碳环由___个C原子组成，每个环中最多有___个C原子在同一平面。（2）每个C形成___个C—C，每个C—C占有___个C，即C原子与C—C之比为_____。即1mol金刚石含C—C数为____。（3）每个C原子被___个六元环共用，1个碳环占有的C原子为____个。

64421:22NA120.5bhf、bhg、bgf、ghf每个面上有3个六元环任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（4）每个晶胞中含有____个

C原子。（5）设晶胞边长为apm，晶体密度为____g/cm3。（6）晶胞中两个最近C原子之间的距离为____pm。（7）设C原子半径为r

pm，则a与r的关系为____。（8）晶胞的空间利用率为___%。任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（4）每个晶胞中含有____个C原子。8

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（5）设晶胞边长为apm，晶体密度为____g/cm3。

注意：1pm=10－10cm任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（6）设晶胞边长为apm，晶胞中两个最近C原子之间的距离为______pm。AB是大正方体体对角线，O是大正方体体心，C是小正方体体心，AB=2AO=4AC

两个最近C原子之间的距离为AC，即：大正方体体对角线的1/4！任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（7）设C原子半径为r

pm，则a与r的关系为____。两个最近C原子之间的距离，就是两个碳原子半径2r，即（6）设晶胞边长为apm，晶胞中两个最近C原子之间的距离为______pm。

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（8）晶胞的空间利用率为___%。

迁移应用：认识碳化硅。碳化硅俗称金刚砂，结构类似金刚石，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。（1）碳化硅的化学式为____。SiC晶体硅的结构也类似金刚石。（2）怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、硅的熔点和硬度依次下降？半径：C<Si，键长：C—C<C—Si<Si—Si，键能：C—C>C—Si>Si—Si，破坏共价键所需能量依次减小。共价晶体金刚石碳化硅硅熔点/℃>350027001410硬度109.56.5任务3：认识SiO2晶体的结构和性质。SiO2是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点1713℃，有多种结构，最常见的是低温石英（α-SiO2）。遍布海滩河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗岩里的白色晶体以及透明的水晶都是低温石英。SiO2的用途：用作压电材料，如制作石英手表；用于制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。（1）低温石英的结构中有顶角相连的_________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_____。（2）1个Si原子和_____个O原子形成_____个共价键，1个O原子和_____个Si原子相结合。故1个硅氧四面体中有___个Si和__个O，化学式为_______。（3）1molSiO2中含Si—O键数为___。