3.2.1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2課時(shí)共價(jià)晶體人教版選擇性必修2第三章第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體引入新課思考與討論：

碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，CO2

和SiO2熔沸點(diǎn)為什么差距那么大？

熔點(diǎn)/oC狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)干冰SiO2一、共價(jià)晶體1.共價(jià)晶體的定義所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合形成三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體構(gòu)成粒子共價(jià)晶體原子粒子間的作用力共價(jià)鍵注意：◆不存在單個(gè)分子，無(wú)分子式?；瘜W(xué)式表示原子最簡(jiǎn)整數(shù)比。

◆整塊晶體是一個(gè)三維的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。思考交流1、具有共價(jià)鍵的晶體叫做共價(jià)晶體，這種說(shuō)法對(duì)嗎？2、只由原子形成的晶體一定是原子晶體嗎？

由原子構(gòu)成的晶體不一定是共價(jià)晶體。如稀有氣體均由原子構(gòu)成，為分子晶體。具有共價(jià)鍵的晶體不一定是共價(jià)晶體。一、共價(jià)晶體2、典型共價(jià)晶體類(lèi)型物質(zhì)種類(lèi)實(shí)例某些非金屬單質(zhì)某些非金屬化合物某些氧化物晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等二氧化硅(SiO2)、剛玉(ɑ-Al2O3)等思考討論晶體熔點(diǎn)/℃硬度鍵長(zhǎng)/pm鍵能/(kJ·mol－1)金剛石>350010154348碳化硅27009.5184301晶體硅14106.5234226

金剛石、晶體硅單質(zhì)、碳化硅均具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)合下表數(shù)據(jù)，想一想它們的熔沸點(diǎn)和硬度的大小關(guān)系如何判斷？

結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，其原子間形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)就越高，硬度就越大。一、共價(jià)晶體3、物理性質(zhì)①熔點(diǎn)很高（原因是：熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵需要很高的溫度）

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，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點(diǎn)越高，硬度就越大。②硬度很大③一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體④難溶于一般溶劑一、共價(jià)晶體4.金剛石的結(jié)構(gòu)金剛石的構(gòu)成元素

。

每個(gè)碳原子形成四個(gè)單鍵時(shí)雜化方式為

。

以這種雜化方式成鍵時(shí)的鍵角是

。

形成了空間結(jié)構(gòu)名稱(chēng)

。C-C共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)

，鍵能

。碳sp3109°28'三維骨架結(jié)構(gòu)很短很大硬度最大，熔點(diǎn)（>3500℃）也很高金剛石的物理性質(zhì)：

。mp4一、共價(jià)晶體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)②每個(gè)碳原子都采取_______雜化;③C原子與C—C鍵數(shù)之比為：

。④晶體中最小的碳環(huán)由___個(gè)碳組成，且_____同一平面內(nèi)；最多有____個(gè)碳原子在同一平面。⑤每個(gè)碳原子可形成

個(gè)六元環(huán)

每個(gè)C-C鍵可以形成

個(gè)六元環(huán)。一個(gè)碳環(huán)占有的碳原子為_(kāi)___個(gè)。

4sp31：26不在1264.金剛石的結(jié)構(gòu)40.5拓展：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)。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鍵金剛石中六元環(huán)結(jié)構(gòu)與C－C鍵數(shù)目比為1:1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拓展：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)。一、共價(jià)晶體(1)在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子采取sp3雜化與

個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是

。

單個(gè)的SiO2分子存在。5.二氧化硅(2)在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；每個(gè)氧原子形成

個(gè)共價(jià)鍵；(3)在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)，由

個(gè)Si原子和

個(gè)O原子構(gòu)成。每個(gè)Si原子被____個(gè)12元環(huán)共用，每個(gè)O原子被___個(gè)12元環(huán)共用。21：24212沒(méi)有466126一、共價(jià)晶體(4)每個(gè)十二元環(huán)中平均含有硅原子

1：41：2

Si原子個(gè)數(shù)與Si-O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之是

；O原子個(gè)數(shù)與Si-O共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比是

。每個(gè)十二元環(huán)中平均含有Si-O鍵

(5)60g

二氧化硅含有_____個(gè)Si原子

含有_____個(gè)O原子

含有_____個(gè)Si-O鍵NA2NA4NA1molSiO2中含

molSi-O鍵4一、共價(jià)晶體(2)二氧化硅的存在

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一、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（3）二氧化硅的用途一、共價(jià)晶體6.碳化硅(SiC)(1)碳、硅原子都采取sp3雜化,C—Si鍵角為109°28′。CSi109o28′(2)每個(gè)硅(碳)原子與