分子晶體與共價(jià)晶體 課件 【高效課堂+備課精研】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第2課時(shí)導(dǎo)入新課思考與交流比較CO2和金剛石的一些物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，試判斷金剛石晶體是否屬于分子晶體？化學(xué)式狀態(tài)(室溫)熔點(diǎn)/℃CO2氣態(tài)?78.5金剛石固態(tài)＞3500干冰晶胞金剛石晶體結(jié)構(gòu)和晶胞示意圖二、共價(jià)晶體1、概念：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。共價(jià)晶體構(gòu)成微粒微粒間作用力原子共價(jià)鍵練、關(guān)于共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.共價(jià)晶體中，只存在共價(jià)鍵

B.共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C.共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立的分子

D.共價(jià)晶體熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵二、共價(jià)晶體2、共價(jià)晶體的類別思考與交流除了金剛石，還有哪些物質(zhì)屬于共價(jià)晶體呢？讓我們沿著元素周期表一起尋找。(1)某些單質(zhì)：以碳為中心同主族向下：硅(Si)、鍺(Ge)、灰錫(Sn)等同周期向左、向右：硼(B)(2)某些非金屬化合物：二氧化硅(SiO2)、金剛砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)等二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——金剛石的晶體結(jié)構(gòu)二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石晶胞示意圖金剛石的晶體結(jié)構(gòu)(1)每個(gè)碳與相鄰____個(gè)碳以______鍵結(jié)合，形成_________結(jié)構(gòu)；鍵角為_(kāi)______，碳原子采取了____雜化。(2)最小碳環(huán)由__個(gè)C組成且不在同一平面內(nèi)，每個(gè)C被___個(gè)最小環(huán)共用，每個(gè)環(huán)平均擁有___個(gè)C，平均擁有_____個(gè)C?C鍵。(3)1mol金剛石中含有C?C共價(jià)鍵數(shù)

____mol。4共價(jià)正四面體109o28′sp36金剛石晶胞中的均攤問(wèn)題金剛石結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)狀結(jié)構(gòu)為六元環(huán)，以標(biāo)記為O的碳原子為著眼點(diǎn)，通過(guò)該碳原子的bOc“V形”可以形成兩個(gè)六元環(huán)；而通過(guò)O碳原子的“V形”共有6個(gè)(aOb、aOc、aOd、bOd、cOd)。結(jié)論：金剛石中六元環(huán)結(jié)構(gòu)與碳原子數(shù)目比為

2:1因此通過(guò)O碳原子的六元環(huán)共6×2=12個(gè)，(即:一個(gè)O碳原子為12個(gè)六元環(huán)共用)一個(gè)六元環(huán)對(duì)環(huán)上任意一個(gè)碳原子的占有為1/12，一個(gè)六元環(huán)實(shí)際享有6×1/12═0.5個(gè)碳原子金剛石晶胞中的均攤問(wèn)題以標(biāo)記為aO的C?C為著眼點(diǎn)，通過(guò)該C?C的“V形”共有3個(gè)(aOb、aOc、aOd)。因此通過(guò)aOC－C鍵的六元環(huán)共3×2=6個(gè)，(即:一根aOC－C鍵為6個(gè)六元環(huán)共用)一個(gè)六元環(huán)對(duì)環(huán)上任意一根C?C鍵的占有為1/6，一個(gè)六元環(huán)實(shí)際享有6×1/6＝1根C?C鍵結(jié)論：金剛石中六元環(huán)結(jié)構(gòu)與C?C鍵數(shù)目比為

1:1在金剛石晶胞中：六元環(huán)結(jié)構(gòu):碳原子數(shù)目:C?C鍵數(shù)目＝2:1:2歸納總結(jié)二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)(1)每個(gè)碳與相鄰____個(gè)碳以______鍵結(jié)合，形成_________結(jié)構(gòu)；鍵角為_(kāi)______，碳原子采取了____雜化。(2)最小碳環(huán)由__個(gè)C組成且不在同一平面內(nèi)，每個(gè)C被___個(gè)最小環(huán)共用；每個(gè)環(huán)平均擁有_____個(gè)C，每個(gè)環(huán)平均擁有____個(gè)C?C鍵。(3)1mol金剛石中含有C?C共價(jià)鍵數(shù)

____mol。4共價(jià)正四面體109o28′sp36121/21

2

在金剛石晶胞中：六元環(huán)結(jié)構(gòu):碳原子數(shù)目:C?C鍵數(shù)目＝2:1:2歸納總結(jié)金剛石模型的演變(等電子體原理)

1、與碳同族單質(zhì)(如Si、Ge)都具有與金剛石相似的結(jié)構(gòu)2、第ⅣA族相鄰元素間也可形成相似結(jié)構(gòu)的晶體(如SiC)3、與第ⅣA族同周期的元素間根據(jù)等電子體原理，如：BN、GaAs等也可形成與金剛石結(jié)構(gòu)相似的晶體。金剛石晶體硅SiCGaAs

金剛石模型的衍生(方石英SiO2)晶體硅的晶胞中，在Si?Si鍵之間插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常見(jiàn)的SiO2晶胞)。二、共價(jià)晶體3、共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)——二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)(1)晶體中每個(gè)硅原子與____個(gè)氧原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成________結(jié)構(gòu)；每個(gè)正四面體占有____個(gè)Si，___個(gè)O。故該晶體中硅、氧原子個(gè)數(shù)比為_(kāi)_____。(2)最小環(huán)上有___個(gè)原子(__個(gè)Si和__個(gè)O)

1molSiO2晶體中含____molSi?O鍵4正四面體121:212664在金剛石晶胞中：六元環(huán)結(jié)構(gòu):碳原子數(shù)目:C?C鍵數(shù)目＝2:1:2歸納總結(jié)二、共價(jià)晶體練、下列說(shuō)法正確的是(

)A．124gP4含有的P?P鍵的個(gè)數(shù)為6NA

B．12g石墨中含有的C?C鍵的個(gè)數(shù)為2NAC．12g金剛石中含有的C?C鍵的個(gè)數(shù)為1.5NAD．60gSiO2中含Si?O鍵的個(gè)數(shù)為2NAA二、共價(jià)晶體表3?3某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/oC＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.04、共價(jià)晶體的性質(zhì)(1)熔點(diǎn)高：

原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化需要克服共價(jià)鍵，需要很高的能量。結(jié)論：結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。(2)硬度大、一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體高考真題中的晶體沸點(diǎn)問(wèn)題[2021浙江卷]已知3種共價(jià)晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表：金剛石熔點(diǎn)比晶體硅熔點(diǎn)高的原因是

。金剛石碳化硅晶體硅熔點(diǎn)/℃＞355026001415二者均為共價(jià)晶體，金剛石的C?C鍵長(zhǎng)短，鍵能大分子晶體和共價(jià)晶體的判斷方法1、依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷晶體構(gòu)成粒子粒子間作用力分子晶體共價(jià)晶體分子(稀有氣體為原子)原子分子間作用力共價(jià)鍵2、依據(jù)物理性質(zhì)判斷分子晶體共價(jià)晶體熔、沸點(diǎn)揮發(fā)性硬度低(常在幾百攝氏度以