3.2.2 共价晶体 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2(人教版2019)第三章晶体结构与性质第二节

分子晶体与共价晶体物质熔点/℃沸点/℃CO2-56.2（在527kPa下测得）-78.5SiO217232230二氧化硅的熔沸点远高于二氧化碳的熔沸点，说明什么？说明形成二氧化硅晶体的作用力是远强于分子间作用力的力。

学习

目标第2课时共价晶体PART01PART02PART02借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点学会比较晶体的熔、沸点。能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。地壳中含有极少量的金刚石，它是天然存在的最硬的物质。经过仔细的打磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石。金刚石的晶胞（1）组成的粒子：原子（2）粒子间的作用力：共价键活动1通过金刚石晶体的结构，认识组成共价晶体的粒子和粒子间的作用力是什么？[任务一]认识共价晶体

1.概念

相邻原子以共价键相结合形成三维骨架结构的晶体（立体网状结构）叫共价晶体。2.构成共价晶体的微粒构成粒子原子粒子间的作用力共价键

注意：气化或熔化时破坏的作用力：共价键3、常见共价晶体②某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)

①某些单质：以碳为中心，

硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn）等、

硼（B）、高聚氮Si3N4晶体结构Si3N4材料的导弹天线罩制品共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0*硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻画时出现刻痕的固体的硬度较低。某些共价晶体的熔点和硬度活动2根据表中数据，归纳共价晶体的性质特点，并从结构角度解释原因。熔点高（通常＞1000℃），硬度大碳化硅（SiC）砂轮氮化硅（Si3N4）航天耐高温材料性质共价晶体特点原子通过共价键形成空间网状结构结构4、共价晶体的物理性质：①较高的熔点：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。②硬度很大③一般不导电，但晶体硅、锗是半导体。④难溶于一般的溶剂。109º28´，三维骨架键能：347.7kJ/mol（很大）键长：154pm（很短）熔点很高：大于35000C

硬度最大：摩氏10度结构决定性质5.共价晶体的熔、沸点的比较比较金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体，为什么熔点高低如下：金刚石>碳化硅>晶体硅？原子半径：C<Si，则键长：C-C<C-Si<Si-Si，故键能：C-C>C-Si>Si-Si，结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔点、沸点越高。共价晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。1.比较SiO2、CO2、H2O的熔点，并总结比较物质的熔点的方法。熔点：SiO2＞H2O＞CO2判断晶体的类型共价晶体分子晶体有氢键只有范德华力＞＞判断键能的大小键能越大，熔点越高判断分子间的作用力相对分子质量大小氢键的数目多少2.有下列几种晶体:A.干冰B.冰C.水晶D.金刚石

(1)属于共价晶体的是

（填序号，下同）。(2)属于分子晶体的是

。

(3)含化学键且受热熔化时化学键不发生变化的晶体是

，受热熔化时需克服共价键的晶体是

。

(4)晶体中存在氢键的是

。

A、BC、DA、BC、DB晶体类型原子晶体分子晶体概念组成微粒

作用力熔沸点硬度溶解性导电性相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构分子间以分子间作用力结合原子分子共价键分子间作用力很大较小很大较小不溶于任何溶剂部分溶于水不导电，个别为半导体固体和熔融态都不导电，部分溶于水导电总结感悟(1)依据构成晶体的微粒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或原子(稀有气体)，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，常在数百摄氏度以下甚至更低。(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断：共价晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆。(4)依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；原子晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。分子晶体与共价晶体的判断方法金刚石——钻石的原身天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形，这是金刚石微观原子有序排列的宏观表现金刚石的微观结构是怎样的？[任务2]典型共价晶体结构分析(1)金刚石活动3认识金刚石的晶体结构和性质

正四面体最小环为六元环①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有4个；每个碳原子都采取sp3杂化；②所有的C-C键长相等，键角相等，键角为109°28'；③晶体中最小的碳环由6个碳构成，且不在同一平面内；正四面体最小环为六元环④每个碳原子可以形成12个六元环，每个碳碳键可形成6个六元环。⑤晶体中每个C参与了4条C-C键的形成，而每条键中的贡献只有一半。故C原子与C-C键数之比为：1：（）=1：2金刚石晶胞属于立方晶胞。该晶胞中含有几个C原子？将1个金刚石晶胞分成8个小立方体，4个C原子交错排列在小立方体的体心。从不同方向观察，4个C原子的位置是不同的，上述2图可以绕中心轴旋转90度重合。(2)二氧化硅晶体

二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。石英的左、右型晶体二氧化硅晶体结构与金刚石晶体结构有什么相同点和不同点？活动4认识二氧化硅的晶体结构109º28´SiO共价键1.相同点：①键角109.28°②形成四面体结构2.不同点：①共价键键能不同②金刚石是向空间伸展形成空间网状结构，而二氧化硅形成螺旋上升的长链③原子之间以共价键结合③最小环不同1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。最小环是由6个Si原子和6个O原子组成，有12个原子。每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为6×1/6=1。1molSiO2中含4molSi—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。正四面体内O—Si—O键角为109°28′。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.是硬度最大的物质之一D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应D2、下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是(

)A.共价晶体硬度通常比分子晶体大

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C3、有下列三种晶体：①金刚石②晶体硅③碳化硅，它们的熔点从高到低的顺序是()A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A4、硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据下表中三种物质(晶体)的熔点，简要解释熔点产生差异的原因：物质SiO2SiCl4SiF4熔点/℃1710－70－90.2(1)SiO2和SiCl4：____________________________________________________________________________________________________________。(2)SiCl4和SiF4：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________