共價晶體 高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

分子晶體與共價晶體第三章·第二節(jié)庫老師化學(xué)課堂第二課時共價晶體組成相似化學(xué)性質(zhì)相似干冰石英樣品熔點(diǎn)沸點(diǎn)干冰、石英的溶沸點(diǎn)咋相差如此之大？回顧個事兒PART01共價晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)共價晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)構(gòu)成粒子及作用力

共價晶體(2)空間結(jié)構(gòu)：整塊晶體是一個三維的共價鍵

結(jié)構(gòu)，不存在

的小分子，是一個“巨分子”。又稱“共價晶體”原子共價鍵網(wǎng)狀單個碳原子共價鍵

除了金剛石，還有哪些物質(zhì)屬于共價晶體呢？共價晶體與物質(zhì)的類別物質(zhì)種類實(shí)例某些晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等某些碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等某些二氧化硅(SiO2)等金屬或非金屬單質(zhì)非金屬化合物氧化物原子半徑：Si>C鍵長：Si-Si＞C-C，鍵能小金剛石硅熔點(diǎn)/℃＞35001410硬度106.5對比金剛石和硅晶體熔點(diǎn)，分析原因熔點(diǎn)和硬度：硅晶體＜金剛石共價晶體的熔、沸點(diǎn)共價晶體金剛石碳化硅硅熔點(diǎn)/℃＞350027001410共價晶體的熔、沸點(diǎn)(1)共價晶體由于原子間以較強(qiáng)的共價鍵相結(jié)合，熔化時必須破壞共價鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價晶體具有

的熔點(diǎn)。(2)結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越

，鍵長越

，鍵能越

，晶體的熔點(diǎn)越

。很高小短大高點(diǎn)這里提前預(yù)知精彩劇情課本82頁思考與討論（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？共價晶體金剛石硅鍺熔點(diǎn)/℃＞350014101211硬度*106.56.0同屬于共價晶體，熔點(diǎn)和硬度都很高C、Si、Ge原子半徑依次遞增，C-C、Si-Si、Ge-Ge鍵長依次遞增，鍵能減小課本82頁思考與討論（1）“具有共價鍵的晶體叫做共價晶體”，這種說法對么？為什么？不對。分子晶體中的CO2、H2O等大多數(shù)分子也有共價鍵很多離子晶體，如NaOH、KNO3、NH4Cl等，在陰離子或陽離子內(nèi)部也含有共價鍵共價晶體：具有共價鍵，構(gòu)成粒子——原子！?。。。。。。」矁r晶體與分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)晶體類型不同：共價晶體＞分子晶體【理由】：共價晶體的熔、沸點(diǎn)與共價鍵有關(guān)，分子晶體的熔、沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)。共價鍵的作用力遠(yuǎn)大于分子間作用力。(2)晶體類型相同①共價晶體：一般來說，對結(jié)構(gòu)相似的共價晶體來說，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高?！纠纭浚航饎偸咎蓟瑁揪w硅。②分子晶體請看下一頁共價晶體與分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較②分子晶體a．若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔、沸點(diǎn)較高。如HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如I2＞Br2＞Cl2＞F2；SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如CO＞N2。d．同類別的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。如正戊烷＞異戊烷＞新戊烷?！炯磳W(xué)即練1】1．下列說法正確的是A．HF和Br2分子中均含有s－p

σ鍵B．沸點(diǎn)：H2O<H2S<H2Se<H2TeC．硬度：晶體硅>碳化硅>金剛石D．酸性：CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH√【即學(xué)即練1】2．下列物質(zhì)性質(zhì)和解釋不正確的是A．HF、HCl、HBr的熱穩(wěn)定性依次減弱是因?yàn)榉墙饘傩灾饾u減弱B．HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)逐漸增大是因?yàn)槠湎鄬Ψ肿淤|(zhì)量逐漸增大C．NH3在水中的溶解度大于PH3是因?yàn)镹H3的相對分子質(zhì)量比PH3小D．金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅是因?yàn)镃-C鍵長比Si-Si鍵長短√PART02典型的共價晶體C—C鍵鍵長(pm)鍵能(kJ/mol)熔點(diǎn)(℃)硬度154347.7＞3500天然最大很高很短很大熔點(diǎn)高，硬度大，不導(dǎo)電

鍵長越短，鍵能越大。金剛石點(diǎn)這兒回去金剛石碳原子都采取sp3雜化，鍵角為109o28′的三維骨架雜化類型：109o28′最小環(huán)上有多少個碳原子，是否在同一平面內(nèi)？來吧，展示~金剛石面心頂點(diǎn)體內(nèi)8×81=16×21=34一個金剛石晶胞內(nèi)含有

8個

碳原子金剛石金剛石(1)碳原子采取

雜化，C—C—C夾角為

。(2)每個碳原子與周圍緊鄰的

個碳原子結(jié)合，形成共價鍵三維骨架（正四面體）結(jié)構(gòu)。向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(3)最小碳環(huán)由

個碳原子組成，且最小環(huán)上有

個碳原子在同一平面內(nèi)；每個碳原子被

個六元環(huán)共用。sp3109°28′46412用Si代替C原子形成的是什么晶體？

如果Si原子間插入O原子呢？二氧化硅晶體二氧化硅晶體二氧化硅晶體(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的

形成螺旋上升的長鏈，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性(左、右型)。硅氧四面體石英的左、右型晶體低溫石英：硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈?zhǔn)⒈?80o109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖二氧化硅晶體二氧化硅晶體(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)①Si原子采取

雜化，正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為

。sp3109°28′硅（Si）二氧化硅（SiO2）由共價鍵形成三維骨架結(jié)構(gòu)，高硬度、高熔點(diǎn)共同點(diǎn)：不同點(diǎn)：最小的環(huán)為6元環(huán)最小的環(huán)為12元環(huán)熔點(diǎn)：1415℃熔點(diǎn)：1713℃半徑：Si>O鍵長：Si-O＜Si-Si鍵能：Si-O＞Si-Si二氧化硅晶體二氧化硅晶體(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)②每個Si原子與

個O原子形成

個共價鍵，

原子位于正四面體的中心，

原子位于正四面體的頂點(diǎn)，同時每個O原子被

個硅氧正四面體共用；每個O原子和

個Si原子形成

個共價鍵，晶體中Si原子與O原子個數(shù)比為

。44SiO2221：2不是1：4？？你逗我呢？？？Si1O4×＝2所以晶體中Si、O原子個數(shù)比才為_______1∶2

二氧化硅晶體word天！SiO2竟只是化學(xué)式?。〔皇欠肿邮剑。。。《趸杈w二氧化硅晶體(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)③最小環(huán)上有

個原子，包括

個O原子和

個Si原子。(2)二氧化硅的用途：二氧化硅是制造水泥、玻璃、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。1266替換碳化硅替換SiO2二氧化硅晶體【即學(xué)即練2】1．“天問一號”采用了我國自主研制的高性能碳化硅材料。碳化硅也叫金剛砂，硬度大，具有耐熱性、耐氧化性和耐腐蝕性等性能，結(jié)構(gòu)如圖，下列敘述不正確的是√【即學(xué)即練2】2．美國《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晶體CO2，下列對該物質(zhì)的推斷一定不正確的是A．該共價晶體中含有極性鍵B．該共價晶體易汽化，可用作制冷材料C．該共價晶體有很高的熔沸點(diǎn)D．該共價晶體的硬度大，可用作耐磨材料√分子晶體和共價晶體的比較晶體類型分子晶體共價晶體定義分子間通過分子間作用力結(jié)合形成的晶體相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體組成微粒分子原子物質(zhì)類別多數(shù)非金屬單質(zhì)和共價化合物金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化硅等微粒間的作用力分子間作用力共價鍵熔化時需克服的作用力較弱的分子間作用力很強(qiáng)的共價鍵分子晶體和共價晶體的比較晶體類型分子晶體共價晶體物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低很高硬度較小很大導(dǎo)電性固態(tài)和熔融態(tài)時一般都不導(dǎo)電，但某些分子晶體溶于水能導(dǎo)電，如HCl固態(tài)和熔融態(tài)時多數(shù)不導(dǎo)電，但晶體Si、晶體Ge為半導(dǎo)體，能導(dǎo)電溶解性相似相溶難溶于一般溶劑決定熔、沸點(diǎn)高低的因素分子間作用力的強(qiáng)弱共價鍵的強(qiáng)弱典型例子干冰、冰金剛石、二氧化硅三種常見共價晶體晶胞拓展1．金剛石(晶體硅)金剛石(晶體硅)晶胞的每個頂角和面心均有1個C(Si)原子，晶胞內(nèi)部有4個C(Si)原子，每個金剛石(晶體硅)晶胞中含有8個C(Si)原子。三種常見共價晶體晶胞拓展2．碳化硅晶胞(1)碳、硅原子都采取sp3雜化，C—Si夾角為109°28′。(2)每個硅(碳)原子與周圍緊鄰的4個碳(硅)原子以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成三維骨架結(jié)構(gòu)。(3)最小碳環(huán)由6個原