共價(jià)晶體課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第2課時(shí)

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.能夠從化學(xué)鍵的特征，分析理解共價(jià)晶體的物理特性2.學(xué)會(huì)比較晶體的熔、沸點(diǎn)。3.能利用共價(jià)晶體的通性推斷常見(jiàn)的共價(jià)晶體,并能利用均攤法對(duì)晶胞進(jìn)行分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)

情境引入

金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，為什么兩者的價(jià)格差別如此之大？情境引入

1.定義：一、共價(jià)晶體

相鄰原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體

注意：氣化或熔化時(shí)破壞的作用力：共價(jià)鍵構(gòu)成粒子共價(jià)晶體原子粒子間的作用力共價(jià)鍵（無(wú)分子間作用力）2.典型的共價(jià)晶體一、共價(jià)晶體

硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)、金剛石(C)和灰錫(Sn)等

碳化硅(SiC)，二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)及氮化硅(Si3N4)等③極少數(shù)金屬氧化物：①某些單質(zhì)：②某些非金屬化合物：如剛玉(ɑ-Al2O3)以碳為中心3.共價(jià)晶體的物理性質(zhì)一、共價(jià)晶體

共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①熔點(diǎn)很高：②硬度很大：

③一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。④難溶于一般溶劑。共價(jià)晶體熔化要克服共價(jià)鍵，需要很高的能量。Si3N4用作航天耐高溫材料，SiC用作耐磨砂輪。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練美國(guó)《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了共價(jià)晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是（

）A．該共價(jià)晶體中含有極性鍵B．該共價(jià)晶體易汽化，可用作制冷材料C．該共價(jià)晶體有很高的熔沸點(diǎn)D．該共價(jià)晶體的硬度大，可用作耐磨材料B(1)怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石，硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？

三者都是共價(jià)晶體，原子半徑：C<Si<Ge，則鍵長(zhǎng)：C-C<Si-Si<Ge-Ge，故鍵能：C-C＞Si-Si＞Ge-Ge，熔點(diǎn)和硬度：金剛石>硅>鍺。小結(jié)：一般原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。思考與討論

課本P82思考與討論

課本P82(2)“具有共價(jià)鍵的晶體一定是共價(jià)晶體”這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？

不對(duì)。如H2O、CO分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體。所有原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是共價(jià)晶體。(3)SiO2是二氧化硅晶體的分子式嗎？二氧化硅為共價(jià)晶體，晶體中不存在單個(gè)分子，SiO2是其化學(xué)式，表示Si與O的最簡(jiǎn)個(gè)數(shù)比為1：2，不是分子式。4.共價(jià)晶體熔、沸點(diǎn)高低比較一、共價(jià)晶體

練習(xí)：比較SiO2、CO2、H2O的熔點(diǎn)，并總結(jié)比較物質(zhì)的熔點(diǎn)的方法。熔點(diǎn)：SiO2＞H2O＞CO2判斷晶體的類(lèi)型共價(jià)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(diǎn)越高判斷分

子間的作用力相對(duì)分子質(zhì)量大小氫鍵的數(shù)目多少對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練碳化硅(SiC)是一種晶體,具有類(lèi)似于金剛石的結(jié)構(gòu),其中C原子和Si原子的位置是交替排列的。有下列三種晶體:①金剛石②晶體硅③碳化硅,它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是(

)A.①③② B.②③①

C.③①② D.②①③A*硬度是衡量固體軟硬程度的指標(biāo)。硬度有不同的標(biāo)度，最普通的硬度標(biāo)度是畫(huà)痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻畫(huà)時(shí)出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。金剛石不能被任何天然礦物刻畫(huà)出刻痕，因而是最硬的。以金剛石的硬度為10，以另9種天然礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度，即:硬度的代表物質(zhì)金剛石剛玉黃玉石英正長(zhǎng)石磷灰石螢石方解石石膏滑石摩氏硬度10987654321應(yīng)當(dāng)指出，硬度大的物質(zhì)不一定經(jīng)得起錘擊，如金剛石硬度最大，卻很容易經(jīng)錘擊而破碎。物質(zhì)經(jīng)受錘擊的性質(zhì)屬于延展性。由于共價(jià)晶體中的共價(jià)鍵具有方向性，當(dāng)受到大的外力作用會(huì)發(fā)生原子錯(cuò)位而斷裂。你要是有粒鉆石，切不要用錘子砸喲!資料卡片

課本P831.金剛石的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價(jià)晶體

②每個(gè)碳原子都采取____雜化;sp3③所有的C—C鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等，鍵角為_(kāi)________.109°28'④晶體中最小的碳環(huán)由___個(gè)碳組成，

且_____同一平面內(nèi)；6不在①在金剛石晶體中每個(gè)碳原子周?chē)o鄰的碳原子有

個(gè)4最小環(huán)為六元環(huán)109o28′難點(diǎn)突破⑥在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)____

88×1/8+6×1/2+4=8→12g金剛石含有___個(gè)C原子，含有____個(gè)C-C鍵NA2NA⑤晶體中每個(gè)C參與了

條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有

，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為：

。1：2→即金剛石中，1molC平均擁有

mol

C—C鍵421/21.金剛石的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價(jià)晶體

晶體硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu)2.二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價(jià)晶體

2.二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價(jià)晶體

①在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與

個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子結(jié)合；②每個(gè)硅原子都采取

雜化;

每個(gè)氧原子都采取

雜化。③硅原子個(gè)數(shù)與Si－O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是

；④最小環(huán)為

元環(huán)。每硅原子可形成

個(gè)

元環(huán)。24sp3sp31：41212121.（2019·全國(guó)·高考真題）下列關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是（

）A．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角B．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2D．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子D對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.下列關(guān)于SiO2和金剛石的敘述正確的是（

）A．SiO2的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)Si原子與2個(gè)O原子直接相連B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)C．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的最小環(huán)上有6個(gè)碳原子D．1mol金剛石中含有4NA個(gè)C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)C對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

二氧化硅是自然界含量

的固態(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)，最常見(jiàn)的是

。低溫石英的結(jié)構(gòu)中由頂角相連的

形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈，沒(méi)有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有

，被廣泛應(yīng)用在壓電材料，如制作石英手表石英的左、右型晶體低溫石英(α-SiO2)最高硅氧四面體手性3.二氧化硅的存在二、典型的共價(jià)晶體

光導(dǎo)纖維制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。單晶硅制片硅太陽(yáng)能電池單晶硅4.二氧化硅的用途二、典型的共價(jià)晶體

課堂小結(jié)結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用共價(jià)晶體構(gòu)成微粒微粒間的作用力物理特性典型晶體結(jié)構(gòu)特征1．(2011·全國(guó)·高考真題)NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法正確的是A．12g金剛石中含有化學(xué)鍵的數(shù)目為4NA2NA2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）科教興國(guó)，“可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉”。下列說(shuō)法正確的是D．“深地一號(hào)”為進(jìn)軍萬(wàn)米深度提供核心裝備，制造鉆頭用的金剛石為金屬晶體×課堂檢測(cè)課堂檢測(cè)3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法中正確的是（

）A.28g晶體硅中含有Si—Si的個(gè)數(shù)為2NAB.124g白磷(P4)晶體中含有P—P的個(gè)數(shù)為4NAC.12g金剛石中含有C—C的個(gè)數(shù)為4NAD.SiO2晶體中1mol硅原子可與氧原子形成2NA個(gè)共價(jià)鍵(Si—O)A4.最近科學(xué)家成功制成了一種新型的碳氧化合物，該化合物晶體中每個(gè)碳原子均以四個(gè)共價(jià)單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無(wú)限伸展結(jié)構(gòu)，下列對(duì)該晶體敘述錯(cuò)誤的是（

）A．該晶體類(lèi)型是原子晶體

B．晶體中碳原子數(shù)與C-O化學(xué)鍵數(shù)之比為1∶2C．該化合物中碳原子采取sp3雜化

D．該晶體中碳原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為1∶2B課堂檢測(cè)5.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4類(lèi)似,對(duì)其作出的如下推斷正確的是(

)①SiCl4晶體是分子晶體②常溫、常壓下SiCl4是液體③SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子④SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4A.只有① B.只有①②C.只有②③ D.①②③④D課堂檢測(cè)課堂檢測(cè)6．氮化碳結(jié)構(gòu)如圖，其中β--氮化碳硬度超過(guò)金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。下列有關(guān)氮化碳的說(shuō)法不正確的是(

)A．氮化碳屬于共價(jià)晶體B．氮化碳中碳顯－4價(jià)，氮顯＋3價(jià)C．氮化碳的化學(xué)式為C3N