3.2.2共價晶體課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

第二節(jié)分子晶體與共價晶體碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)卻相差很大，這是為什么？

CO2晶體(干冰)屬于分子晶體干冰SiO2晶體屬于共價晶體。SiO2一、共價晶體相鄰原子之間以共價鍵相結(jié)合形成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體。①組成的粒子：原子②粒子間的作用力：共價鍵

二、典型的共價晶體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：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)等如剛玉(ɑ-Al2O3)近年來Si3N4以為基礎(chǔ)，用Al取代部分Si，用O取代部分N而獲得結(jié)構(gòu)多樣化的陶瓷，用于制作LED發(fā)光材料。三、共價晶體的物理性質(zhì)共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①熔點很高：②硬度很大。

③一般不導電，但晶體硅、鍺是半導體。④難溶于一般溶劑。共價晶體中，原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價鍵，需要很高的能量。Si3N4用作航天耐高溫材料，SiC用作耐磨砂輪。四、共價晶體的結(jié)構(gòu)特征1.金剛石晶體天然金剛石呈現(xiàn)多面體外形

金剛石的結(jié)構(gòu)

金剛石的晶胞(1)金剛石晶體的結(jié)構(gòu)特點②每個碳原子都采取____雜化;sp3③所有的C—C鍵長相等，鍵角相等，鍵角為_________.109°28'④晶體中最小的碳環(huán)由___個碳組成，且_____同一平面內(nèi)；6不在①在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個4最小環(huán)為六元環(huán)109o28′(1)金剛石晶體的結(jié)構(gòu)特點⑤晶體中每個碳原子被_____環(huán)所共有；12109o28′⑦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C原子，含有_____個C-C鍵NA2NA⑥晶體中每個C參與了

條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻只有

，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為：

。1：(

)=1：2→即金剛石中，1molC平均擁有

molC—C鍵421/2(1)金剛石晶體的結(jié)構(gòu)特點鍵能：347.7kJ/mol（很大）鍵長：154pm（很短）熔點很高：>

35000C硬度最大：摩氏10度②金剛石的性質(zhì)109o28′，三維骨架結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)③金剛石模型的演變(1)與碳同族單質(zhì)(如Si、Ge)都具有與金剛石相似的結(jié)構(gòu)；(2)第ⅣA族相鄰元素間也可形成相似結(jié)構(gòu)的晶體(如SiC)(3)

BN、GaAs等也可形成與金剛石結(jié)構(gòu)相似的晶體。金剛石晶體硅SiCGaAs

(1)怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石，硅和鍺的熔點和硬度依次下降？

(2)“具有共價鍵的晶體叫做共價晶體”，這種說法對嗎？為什么？【思考與討論】P82不對，分子晶體中通常也含有共價鍵。如干冰，只有分子內(nèi)部才通過共價鍵結(jié)合，而分子間通過范德華力結(jié)合成分子晶體；此外，某些離子晶體中也含共價鍵，如NaOH、NH4Cl。金剛石、硅、鍺都是共價晶體，原子半徑：C<Si<Ge，則鍵長：C-C<C-Si<Si-Si，故鍵能：C-C＞Si-Si＞Ge-Ge，熔點和硬度：金剛石>硅>鍺。小結(jié)：一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，晶體的熔、沸點越高，硬度越大。2.二氧化硅晶體

SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔點1713℃，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英。遍布河岸的黃沙、帶狀的石英礦脈、花崗石里的白色晶體以及透明的水晶都低溫石英。黃沙花崗巖石英礦水晶(1)SiO2在自然界分布：(2)低溫石英的結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，而沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性，被廣泛用作壓電材料，如石英手表。石英晶體中硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈石英的左、右型晶體SiO2用途：制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導纖維的原料晶體硅的晶胞中，在Si－Si鍵之間插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常見的SiO2晶胞)。(3)二氧化硅晶胞晶體硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu)(3)二氧化硅晶胞①每個Si原子都采取

雜化和

個O原子形成

個Si—O鍵.sp344②沒有單個SiO2分子存在，只存在硅、氧原子,Si:O比例:

.1:2每個Si周圍結(jié)合

個O；每個O周圍結(jié)合

個Si42③最小的環(huán)是由

個Si原子和

個O原子組成的

元環(huán)。④1molSiO2中含

molSi—O鍵46612小結(jié)：常見共價晶體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)金剛石二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點①碳原子采取sp3雜化，每個碳原子以4個共價單鍵對稱地與相鄰的4個碳原子相結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)。②晶體中C—C—C夾角為109°28′。③最小環(huán)上有6個碳原子。④1mol晶體中有2molC—C鍵。⑤1個晶胞中有8個碳原子。①每個硅原子均以4個共價鍵對稱地與相鄰的4個氧原子相結(jié)合，每個氧原子與2個硅原子相結(jié)合，向空間擴展，形成三維骨架結(jié)構(gòu)。②硅、氧原子個數(shù)比為1∶2。③最小的環(huán)上有6個硅原子和6個氧原子。④1molSiO2中有4molSi—O鍵。晶體類型共價晶體分子晶體組成微粒

作用力熔沸點硬度溶解性原子分子共價鍵分子間作用力很高較低很大較小難溶于一般的溶劑部分溶于水(相似相溶)不導電，個別為半導體固體和熔化狀態(tài)都不導電，部分溶于水導電總結(jié)2：共價晶體與分子晶體的比較導電性1.金剛石是典型的共價晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯誤的是()A.晶體中不存在獨立的分子B.碳原子間以共價鍵相結(jié)合C.是自然界中硬度最大的物質(zhì)D.化學性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應(yīng)D2.美國《科學》雜志曾報道：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.該共價晶體易氣化，可用作制冷材料C.該共價晶體有很高的熔、沸點D.該共價晶體的硬度大，可用作耐磨材料B3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確