3.2.2 共價晶體 課件 高二化學人教版（2019）選擇性必修2

選擇性必修2(人教版2019)第三章晶體結構與性質第二節(jié)

分子晶體與共價晶體物質熔點/℃沸點/℃CO2-56.2（在527kPa下測得）-78.5SiO217232230二氧化硅的熔沸點遠高于二氧化碳的熔沸點，說明什么？說明形成二氧化硅晶體的作用力是遠強于分子間作用力的力。

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目標第2課時共價晶體PART01PART02PART02借助共價晶體模型認識共價晶體的結構特點學會比較晶體的熔、沸點。能夠從化學鍵的特征，分析理解共價晶體的物理特性純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體。地殼中含有極少量的金剛石，它是天然存在的最硬的物質。經(jīng)過仔細的打磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品—鉆石。金剛石的晶胞（1）組成的粒子：原子（2）粒子間的作用力：共價鍵活動1通過金剛石晶體的結構，認識組成共價晶體的粒子和粒子間的作用力是什么？[任務一]認識共價晶體

1.概念

相鄰原子以共價鍵相結合形成三維骨架結構的晶體（立體網(wǎng)狀結構）叫共價晶體。2.構成共價晶體的微粒構成粒子原子粒子間的作用力共價鍵

注意：氣化或熔化時破壞的作用力：共價鍵3、常見共價晶體②某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③極少數(shù)金屬氧化物，如剛玉(Al2O3)

①某些單質：以碳為中心，

硅（Si）、鍺（Ge）和灰錫（Sn）等、

硼（B）、高聚氮Si3N4晶體結構Si3N4材料的導彈天線罩制品共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0*硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻畫時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。某些共價晶體的熔點和硬度活動2根據(jù)表中數(shù)據(jù)，歸納共價晶體的性質特點，并從結構角度解釋原因。熔點高（通常＞1000℃），硬度大碳化硅（SiC）砂輪氮化硅（Si3N4）航天耐高溫材料性質共價晶體特點原子通過共價鍵形成空間網(wǎng)狀結構結構4、共價晶體的物理性質：①較高的熔點：共價晶體中，原子間以較強的共價鍵相結合，要使物質熔化就要克服共價鍵，需要很高的能量。②硬度很大③一般不導電，但晶體硅、鍺是半導體。④難溶于一般的溶劑。109o28′，三維骨架鍵能：347.7kJ/mol（很大）鍵長：154pm（很短）熔點很高：大于35000C

硬度最大：摩氏10度結構決定性質5.共價晶體的熔、沸點的比較比較金剛石、碳化硅、晶體硅都是共價晶體，為什么熔點高低如下：金剛石>碳化硅>晶體硅？原子半徑：C<Si，則鍵長：C-C<C-Si<Si-Si，故鍵能：C-C>C-Si>Si-Si，結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點、沸點越高。共價晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。1.比較SiO2、CO2、H2O的熔點，并總結比較物質的熔點的方法。熔點：SiO2＞H2O＞CO2判斷晶體的類型共價晶體分子晶體有氫鍵只有范德華力＞＞判斷鍵能的大小鍵能越大，熔點越高判斷分子間的作用力相對分子質量大小氫鍵的數(shù)目多少2.有下列幾種晶體:A.干冰B.冰C.水晶D.金剛石

(1)屬于共價晶體的是

（填序號，下同）。(2)屬于分子晶體的是

。

(3)含化學鍵且受熱熔化時化學鍵不發(fā)生變化的晶體是

，受熱熔化時需克服共價鍵的晶體是

。

(4)晶體中存在氫鍵的是

。

A、BC、DA、BC、DB晶體類型原子晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點硬度溶解性導電性相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網(wǎng)狀結構分子間以分子間作用力結合原子分子共價鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導電，個別為半導體固體和熔融態(tài)都不導電，部分溶于水導電總結感悟(1)依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷：構成共價晶體的微粒是原子，微粒間的作用力是共價鍵；構成分子晶體的微粒是分子或原子(稀有氣體)，微粒間的作用力是分子間作用力。(2)依據(jù)晶體的熔點判斷：共價晶體的熔點高，常在1000℃以上；而分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下甚至更低。(3)還可以依據(jù)晶體的硬度與機械性能判斷：共價晶體硬度大，分子晶體硬度小且較脆。(4)依據(jù)導電性判斷：分子晶體為非導體，但部分溶于水后能導電；原子晶體多數(shù)為非導體，但晶體硅、鍺是半導體。分子晶體與共價晶體的判斷方法金剛石——鉆石的原身天然的金剛石經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)則多面體的外形，這是金剛石微觀原子有序排列的宏觀表現(xiàn)金剛石的微觀結構是怎樣的？[任務2]典型共價晶體結構分析(1)金剛石活動3認識金剛石的晶體結構和性質

正四面體最小環(huán)為六元環(huán)①在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有4個；每個碳原子都采取sp3雜化；②所有的C-C鍵長相等，鍵角相等，鍵角為109°28'；③晶體中最小的碳環(huán)由6個碳構成，且不在同一平面內(nèi)；正四面體最小環(huán)為六元環(huán)④每個碳原子可以形成12個六元環(huán)，每個碳碳鍵可形成6個六元環(huán)。⑤晶體中每個C參與了4條C-C鍵的形成，而每條鍵中的貢獻只有一半。故C原子與C-C鍵數(shù)之比為：1：（）=1：2金剛石晶胞屬于立方晶胞。該晶胞中含有幾個C原子？將1個金剛石晶胞分成8個小立方體，4個C原子交錯排列在小立方體的體心。從不同方向觀察，4個C原子的位置是不同的，上述2圖可以繞中心軸旋轉90度重合。(2)二氧化硅晶體

二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，有多種結構，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結構中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結構，這一結構決定了它具有手性。石英的左、右型晶體二氧化硅晶體結構與金剛石晶體結構有什么相同點和不同點？活動4認識二氧化硅的晶體結構109o28′SiO共價鍵1.相同點：①鍵角109.28°②形成四面體結構2.不同點：①共價鍵鍵能不同②金剛石是向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結構，而二氧化硅形成螺旋上升的長鏈③原子之間以共價鍵結合③最小環(huán)不同1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，每個Si原子周圍結合4個O原子；同時，每個O原子跟2個Si原子相結合。實際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。最小環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成，有12個原子。每個最小的環(huán)實際擁有的硅原子為6×1/12=1/2，氧原子數(shù)為6×1/6=1。1molSiO2中含4molSi—O鍵，在SiO2晶體中Si、O原子均采取sp3雜化。正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為109°28′。1、金剛石是典型的共價晶體。下列關于金剛石的說法中錯誤的是()A.晶體中不存在獨立的“分子”B.碳原子間以共價鍵相結合C.是硬度最大的物質之一D.化學性質穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應D2、下列關于共價晶體和分子晶體的說法不正確的是(

)A.共價晶體硬度通常比分子晶體大

B.共價晶體的熔、沸點較高C.分子晶體都不溶于水

D.金剛石、水晶屬于共價晶體C3、有下列三種晶體：①金剛石②晶體硅③碳化硅，它們的熔點從高到低的順序是()A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A4、硅是一種重要的非金屬單質，硅及其化合物的用途非常廣泛。根據(jù)下表中三種物質(晶體)的熔點，簡要解釋熔點產(chǎn)生差異的原因：物質SiO2SiCl4SiF4熔點/℃1710－70－90.2(1)SiO2和SiCl4：____________________________________________________________________________________________________________。(2)SiCl4和SiF4：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________