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第2課時

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.能夠從化學鍵的特征，分析理解共價晶體的物理特性2.學會比較晶體的熔、沸點。3.能利用共價晶體的通性推斷常見的共價晶體,并能利用均攤法對晶胞進行分析。學習目標

情境引入

金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，為什么兩者的價格差別如此之大？情境引入

1.定義：一、共價晶體

相鄰原子之間以共價鍵相結(jié)合形成的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體

注意：氣化或熔化時破壞的作用力：共價鍵構(gòu)成粒子共價晶體原子粒子間的作用力共價鍵（無分子間作用力）2.典型的共價晶體一、共價晶體

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：如剛玉(ɑ-Al2O3)以碳為中心3.共價晶體的物理性質(zhì)一、共價晶體

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。共價晶體熔化要克服共價鍵，需要很高的能量。Si3N4用作航天耐高溫材料，SiC用作耐磨砂輪。對點訓練美國《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．該共價晶體易汽化，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B(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？

三者都是共價晶體，原子半徑：C<Si<Ge，則鍵長：C-C<Si-Si<Ge-Ge，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。思考與討論

課本P82思考與討論

課本P82(2)“具有共價鍵的晶體一定是共價晶體”這種說法對嗎？為什么？

不對。如H2O、CO分子中都有共價鍵，而它們都是分子晶體。所有原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是共價晶體。(3)SiO2是二氧化硅晶體的分子式嗎？二氧化硅為共價晶體，晶體中不存在單個分子，SiO2是其化學式，表示Si與O的最簡個數(shù)比為1：2，不是分子式。4.共價晶體熔、沸點高低比較一、共價晶體

練習：比較SiO2、CO2、H2O的熔點，并總結(jié)比較物質(zhì)的熔點的方法。熔點：SiO2＞H2O＞CO2判斷晶體的類型共價晶體分子晶體有氫鍵只有范德華力＞＞判

斷鍵能的大小鍵能越大，熔點越高判斷分

子間的作用力相對分子質(zhì)量大小氫鍵的數(shù)目多少對點訓練碳化硅(SiC)是一種晶體,具有類似于金剛石的結(jié)構(gòu),其中C原子和Si原子的位置是交替排列的。有下列三種晶體:①金剛石②晶體硅③碳化硅,它們的熔點從高到低的順序是(

)A.①③② B.②③①

C.③①② D.②①③A*硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度，最普通的硬度標度是畫痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻畫時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。金剛石不能被任何天然礦物刻畫出刻痕，因而是最硬的。以金剛石的硬度為10，以另9種天然礦物為代表，可將摩氏硬度分為十度，即:硬度的代表物質(zhì)金剛石剛玉黃玉石英正長石磷灰石螢石方解石石膏滑石摩氏硬度10987654321應當指出，硬度大的物質(zhì)不一定經(jīng)得起錘擊，如金剛石硬度最大，卻很容易經(jīng)錘擊而破碎。物質(zhì)經(jīng)受錘擊的性質(zhì)屬于延展性。由于共價晶體中的共價鍵具有方向性，當受到大的外力作用會發(fā)生原子錯位而斷裂。你要是有粒鉆石，切不要用錘子砸喲!資料卡片

課本P831.金剛石的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價晶體

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′難點突破⑥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NA2NA⑤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：

。1：2→即金剛石中，1molC平均擁有

mol

C—C鍵421/21.金剛石的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價晶體

晶體硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅的結(jié)構(gòu)2.二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價晶體

2.二氧化硅的結(jié)構(gòu)特征二、典型的共價晶體

①在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結(jié)合；每個氧原子與

個硅原子結(jié)合；②每個硅原子都采取

雜化;

每個氧原子都采取

雜化。③硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之是

；④最小環(huán)為

元環(huán)。每硅原子可形成

個

元環(huán)。24sp3sp31：41212121.（2019·全國·高考真題）下列關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是（

）A．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角B．最小的環(huán)上，有3個Si原子和3個O原子C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2D．最小的環(huán)上，有6個Si原子和6個O原子D對點訓練2.下列關(guān)于SiO2和金剛石的敘述正確的是（

）A．SiO2的晶體結(jié)構(gòu)中，每個Si原子與2個O原子直接相連B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)C．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子D．1mol金剛石中含有4NA個C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)C對點訓練

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

形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(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3.二氧化硅的存在二、典型的共價晶體

光導纖維制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導纖維的原料。單晶硅制片硅太陽能電池單晶硅4.二氧化硅的用途二、典型的共價晶體

課堂小結(jié)結(jié)構(gòu)性質(zhì)應用共價晶體構(gòu)成微粒微粒間的作用力物理特性典型晶體結(jié)構(gòu)特征1．(2011·全國·高考真題)NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．12g金剛石中含有化學鍵的數(shù)目為4NA2NA2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）科教興國，“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”。下列說法正確的是D．“深地一號”為進軍萬米深度提供核心裝備，制造鉆頭用的金剛石為金屬晶體×課堂檢測課堂檢測3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是（

）A.28g晶體硅中含有Si—Si的個數(shù)為2NAB.124g白磷(P4)晶體中含有P—P的個數(shù)為4NAC.12g金剛石中含有C—C的個數(shù)為4NAD.SiO2晶體中1mol硅原子可與氧原子形成2NA個共價鍵(Si—O)A4.最近科學家成功制成了一種新型的碳氧化合物，該化合物晶體中每個碳原子均以四個共價單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無限伸展結(jié)構(gòu)，下列對該晶體敘述錯誤的是（

）A．該晶體類型是原子晶體

B．晶體中碳原子數(shù)與C-O化學鍵數(shù)之比為1∶2C．該化合物中碳原子采取sp3雜化

D．該晶體中碳原子和氧原子的個數(shù)比為1∶2B課堂檢測5.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4類似,對其作出的如下推斷正確的是(

)①SiCl4晶體是分子晶體②常溫、常壓下SiCl4是液體③SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子④SiCl4的熔點高于CCl4A.只有① B.只有①②C.只有②③ D.①②③④D課堂檢測課堂檢測6．氮化碳結(jié)構(gòu)如圖，其中β--氮化碳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(guān)氮化碳的說法不正確的是(

)A．氮化碳屬于共價晶體B．氮化碳中碳顯－4價，氮顯＋3價C．氮化碳的化學式為C3N