共价晶体-高二化学课件（人教版2019选择性必修2）2

人教版选择性必修2网科学【备课无忧】2021-2022学年高二化学同步优质课件人教版选择性必修2网科学第二节分子晶体与共价晶体3.2.2共价晶体第三章晶体结构与性质学习目标1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。1.借助共价晶体等模型认识晶体的结构特点。3.学会比较晶体的熔、沸点。2.能应用共价晶体的相关知识解释一些实验现象或某些化学事实及其研究的应用价值。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？共价晶体正四面体最小环为六元环典型共价晶体1．金刚石109º28´①在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C-C-C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。③最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子在同一平面。④每个碳原子被12个六元环共用。⑤晶体中碳原子个数与C-C键数之比为1:(4×1/2)=1:2。⑥在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部4个，该晶胞中实际含有的碳原子数为8。金刚石的结构特征：在金刚石晶体里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

金刚石的用途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180º109º28´Sio共价键SiO2的结构特征：在SiO2晶体中①每个Si原子都采取SP3杂化和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。②最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。③1molSiO2中含4molSi—O键晶体SiO2的多种重要用途：制造：水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片、光导纤维所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体叫共价晶体。整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。1.共价晶体的概念共价晶体2.构成共价晶体的微粒3.共价晶体的物理性质①熔点很高共价晶体中，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。结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。②硬度很大③一般不导电，但晶体硅是半导体④难溶于一般溶剂共价晶体构成粒子原子粒子间的作用力共价键

除了金刚石，还有哪些物质属于共价晶体呢？让我们沿着元素周期表一起寻找。4.常见的共价晶体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，同主族向下：

硅（Si）锗（Ge）和灰锡（Sn）等同周期向左、向右：

硼（B）高聚氮(1)SiO2是二氧化硅的分子式吗？二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式。(2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？

不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。思考与讨论(3)观察对比晶体硅、碳化硅，

并总结结构特征。晶体硅晶胞碳化硅晶胞

晶体硅晶体硅晶胞的每个顶点和面心均有1个Si原子，晶胞内部有4个Si原子，每个晶体硅晶胞中含有8个Si原子。碳化硅晶胞a.碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′。b.每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构。c.最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子。d.每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子。(4)怎么从原子结构的角度理解金刚石、硅

、锗的熔点和硬度依次下降？

金刚石、硅

、锗的键长依次增大，键能依次减小，熔点和硬度依次下降。原子半径：Si>C键长C－CC－SiSi－Si变长，键能变Si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导电性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化状态都不导电，部分溶于水导电(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。分子晶体和共价晶体的判断方法1.不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。2.晶体类型相同分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。

如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C<Si，则键长：C-C<C-Si<Si-Si，故键能：C-C<C-Si<Si-Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。分子