3.2.2 共價(jià)晶體 課件 高二下學(xué)期化學(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)分子晶體與原子晶體

第2課時(shí)共價(jià)晶體1.定義：原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體一、共價(jià)晶體注意：共價(jià)晶體無分子式，化學(xué)式表示原子最簡(jiǎn)整數(shù)比。共價(jià)晶體粒子間作用力：共價(jià)鍵立體結(jié)構(gòu)：整塊晶體是一個(gè)三維骨架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)的小分子，是一個(gè)“巨分子”。構(gòu)成粒子：原子①某些非金屬單質(zhì)

如硼（B）、金剛石（C）、硅（Si）、鍺（Ge）等。②某些非金屬化合物

如二氧化硅（SiO2）、金剛砂（SiC）、氮化硼(BN)、

Si3N4（氮化硅）、AlN(氮化鋁）、C3N4（氮化碳）③極少數(shù)金屬氧化物，剛玉（Al2O3）等2.共價(jià)晶體的類別

教材P82【課堂練習(xí)】C1.下列直接由原子構(gòu)成的一組物質(zhì)是()①CO2

②SiO2

③晶體Si

④白磷⑤乙醇⑥Fe

⑦Na2O

⑧固態(tài)HeA.①②③④⑤⑧B.②③④⑥⑧C.②③⑧D.①②⑤⑦⑧1.金剛石的三維骨架結(jié)構(gòu)

二、兩種典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與組成特點(diǎn)①在金剛石晶胞中含有

個(gè)C，每個(gè)碳與

個(gè)相鄰碳以__________結(jié)合，形成___________結(jié)構(gòu)。②鍵角為_______，碳原子采取了______雜③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④1mol金剛石中含有的C-C共價(jià)鍵數(shù)____mol⑤晶體中每個(gè)C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為

____。84共價(jià)鍵正四面體109°28′sp361221:2【思考】根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)，試分析金剛石熔點(diǎn)高、硬度大的原因？C—C鍵鍵長(zhǎng)(pm)鍵能(kJ/mol)熔點(diǎn)(℃)硬度154347.7＞3500天然最大

金剛石晶體中C-C鍵鍵長(zhǎng)短，鍵能大，并且共價(jià)鍵的數(shù)目非常多，斷鍵需要大量能量，因此金剛石的熔點(diǎn)很高，硬度很大。2.硅

相同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)同金剛石不同點(diǎn)：鍵長(zhǎng)Si-Si>C-C共價(jià)晶體的r越小，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵鍵能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大熔沸點(diǎn)、硬度：C(金剛石)

>Si>Ge

3.二氧化硅晶體

把金剛石晶體中的碳原子換為硅原子,每?jī)蓚€(gè)硅原子之間增加一個(gè)氧原子,即形成SiO2的晶體結(jié)構(gòu)。①硅原子采取

雜化，正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為

。②每個(gè)硅原子與

個(gè)氧原子形成

個(gè)共價(jià)鍵，

原子位于正四面體

的中心，

原子位于正四面體的頂角，同時(shí)每個(gè)氧原子被

個(gè)硅氧

正四面體共用；每個(gè)氧原子與

個(gè)硅原子形成

個(gè)共價(jià)鍵，晶體中

硅原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為

。③最小環(huán)上有

個(gè)原子，包括

個(gè)氧原子和

個(gè)硅原子。

④共價(jià)鍵：1mol二氧化硅中含有____molSi-O鍵。

⑤一個(gè)二氧化硅晶胞含有____個(gè)硅原子，____個(gè)氧原子。sp3

109°28′

44硅氧2221:212668164晶體SiO2的多種重要用途

SiO2具有很多重要用途，是制造水泥、玻璃、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。①共價(jià)晶體中不存在單個(gè)的分子，其化學(xué)式不是分子式，僅表示該物質(zhì)中原子個(gè)數(shù)比②由原子構(gòu)成的晶體不一定是共價(jià)晶體，如稀有氣體分子構(gòu)成的晶體屬于分子晶體③共價(jià)晶體中一定存在共價(jià)鍵，而物質(zhì)中存在共價(jià)鍵的晶體不一定是共價(jià)晶體，如干冰中碳原子與氧原子之間存在共價(jià)鍵，但干冰是分子晶體【小結(jié)】【課堂練習(xí)】

1.金剛石是典型的共價(jià)晶體，下列關(guān)于金剛石的說法錯(cuò)誤的是()A.晶體中碳原子均采取sp3雜化B.碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C.金剛石是自然界中天然存在的硬度最大的物質(zhì)D.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)D2.金剛石具有硬度大、熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀

具等。下列判斷正確的是()A.金剛石中C—C的鍵角均為109°28′，所以金剛石和CH4的晶體類型相同B.金剛石的熔點(diǎn)高與C—C的鍵能無關(guān)C.金剛石中碳原子個(gè)數(shù)與C—C數(shù)目之比為1∶2D.金剛石的熔點(diǎn)高，所以在打孔過程中不需要進(jìn)行澆水冷卻C3.下列關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是()A.在SiO2晶體中，Si—O—Si鍵角小于180°B.60gSiO2晶體含有2NA個(gè)Si—OC.SiO2晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氧原子處于同一四面體的4個(gè)頂角D.在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵C對(duì)比分子晶體和共價(jià)晶體的數(shù)據(jù)，共價(jià)晶體有何物理特性？原因是什么？共價(jià)晶體熔化時(shí)破環(huán)共價(jià)鍵，共價(jià)鍵比分子間作用力強(qiáng)得多三、共價(jià)晶體的物理性質(zhì)1.物理性質(zhì)（由共價(jià)鍵強(qiáng)弱決定）①熔點(diǎn)很高

②硬度很大：金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)③不溶于一般溶劑

④一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體2.共價(jià)晶體熔點(diǎn)和硬度的比較規(guī)律

結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，對(duì)應(yīng)共價(jià)晶體的熔沸點(diǎn)、硬度越大。C、Si、Ge原子半徑依次遞增，C-C、C-Si、Si-Si、Ge-Ge鍵長(zhǎng)依次遞增，共價(jià)鍵越來越弱，熔沸點(diǎn)越來越低。不對(duì)。大多數(shù)分子晶體有共價(jià)鍵，部分離子晶體如NH4C1、NaOH、KNO3等，在陰陽(yáng)離子的內(nèi)部也含有共價(jià)鍵。3.分子晶體與原子晶體的比較晶體類型共價(jià)晶體分子晶體組成微粒

粒子間作用力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三維骨架結(jié)構(gòu)分子密堆積或非密堆積物理性質(zhì)導(dǎo)電性決定熔沸點(diǎn)高低的因素原子分子共價(jià)鍵分子間作用力熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于多數(shù)溶劑

不導(dǎo)電個(gè)別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電共價(jià)鍵的強(qiáng)弱分子間作用力（包括氫鍵）的強(qiáng)弱熔沸點(diǎn)低，硬度小，相似相溶規(guī)律1.下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2和SO3

②晶體硼和HCl

③CO2和SO2

④晶體硅和金剛石

⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A.①②③ B.④⑤⑥C.③④⑥ D.①③⑤C【課堂練習(xí)】2.下列有關(guān)物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序正確的是()A.HF<HCl<HBrB.金剛石<碳化硅<晶體硅C.I2>SiO2D.H2O>H2S，SO2<SeO23.根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶