【化學】分子晶體與共價晶體課件 2023-2024學年高二下學期化學人教版（2019）選擇性必修2

第三章晶體結構與性質第二節(jié)分子晶體與共價晶體第二課時共價晶體1.知道共價晶體的結構特點，能辨識常見的共價晶體。2.認識金剛石晶體中碳原子的三維骨架結構，能借助共價晶體的晶體結構模型說明共價晶體中粒子間的相互作用，促進“證據(jù)推理與模型認知”化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。［學業(yè)要求］學生自主學習XUESHENGZIZHUXUEXI閱讀課本81-82頁完成下列填空共價鍵三維骨架原子共價鍵很高很大共價晶體109°28′sp3很短最大很高低溫石英硅氧四面體手性玻璃單晶硅光導纖維硅碳化硅(SiC)課堂互動探究KETANGHUDONGTANJIU1．典型共價晶體的結構模型注意：(1)二氧化硅晶體中，沒有獨立存在的SiO2分子，所以SiO2不是分子式。(2)①金剛石(或晶體硅)中，1molC(或Si)形成2molC—C(或Si—Si)鍵；②碳化硅晶體中，1mol碳或1mol硅均形成4molC—Si鍵；③SiO2晶體中，1molSiO2晶體中有4molSi—O鍵。2．共價晶體的物理特性及熔點比較(1)共價晶體的物理性質①一般熔點都很高、硬度都很大。②一般不導電，但晶體硅是半導體。③難溶于常見的溶劑。(2)共價晶體熔點比較鍵能：C—C鍵>C—Si鍵>Si—Si鍵熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。晶體鍵能/(kJ·mol－1)熔點/℃硬度金剛石(C—C)347335010碳化硅(C—Si)30126009晶體硅(Si—Si)22614157結論：對結構相似的共價晶體來說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。方法技巧

共價晶體、分子晶體的判斷方法(1)依據(jù)構成晶體的微粒種類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，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)百度以下甚至更低溫度。(3)依據(jù)晶體的導電性判斷分子晶體為非導體，但部分分子晶體溶于水后能導電，如HCl。共價晶體多數(shù)為非導體，但晶體Si、晶體Ge為半導體。(4)依據(jù)晶體的硬度和機械性能判斷共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆。(5)依據(jù)物質的分類判斷大多數(shù)非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。[練1]氮化碳部分結構如下圖所示，其中β-氮化碳的硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。下列有關氮化碳的說法錯誤的是(

)A．β-氮化碳屬于共價晶體，其化學鍵比金剛石的更穩(wěn)定B．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構C．β-氮化碳的化學式為C3N4，其中氮顯－3價，碳顯＋4價D．該晶體與金剛石結構相似，都是原子間以非極性鍵形成的空間網(wǎng)狀結構答案解析[練2]科學家在實驗室里成功地將CO2在高壓下轉化為類似SiO2的共價晶體。下列關于該CO2晶體的敘述中不正確的是(

)A．該晶體中C、O原子個數(shù)比為1∶2B．該晶體中O—C—O的鍵角為180°C．該晶體的熔、沸點高，硬度大D．該晶體中C、O原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構答案解析由SiO2共價晶體的結構可以得出CO2共價晶體的結構。將CO2由分子晶體轉化為共價晶體，其C、O組成比不變，只是化學鍵和原子排列發(fā)生變化，A正確；該晶體含以碳原子為中心的四面體結構，故O—C—O的鍵角不可能為180°，B錯誤；由于晶體中C—O鍵鍵長比Si—O鍵鍵長短，故該晶體熔、沸點高，硬度大，C正確；晶體中每個碳原子通過4個單鍵與氧原子相連，最外層達到8電子穩(wěn)定結構，而每個氧原子也通過2個單鍵與碳原子相連，最外層達到8電子穩(wěn)定結構，D正確。解析[練3]金剛砂(SiC)與金剛石具有相似的晶體結構(如圖所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結構中，碳原子、硅原子交替以共價單鍵相結合。試回答：(1)金剛砂屬于________晶體，金剛砂的熔點比金剛石的熔點________。(2)在金剛砂的結構中，一個硅