分子晶体与共价晶体 课件 【高效课堂+备课精研】 高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第2课时导入新课思考与交流比较CO2和金刚石的一些物理性质和结构，试判断金刚石晶体是否属于分子晶体？化学式状态(室温)熔点/℃CO2气态−78.5金刚石固态＞3500干冰晶胞金刚石晶体结构和晶胞示意图二、共价晶体1、概念：相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。共价晶体构成微粒微粒间作用力原子共价键练、关于共价晶体的叙述错误的是(

)A.共价晶体中，只存在共价键

B.共价晶体具有空间网状结构C.共价晶体中不存在独立的分子

D.共价晶体熔化时不破坏共价键二、共价晶体2、共价晶体的类别思考与交流除了金刚石，还有哪些物质属于共价晶体呢？让我们沿着元素周期表一起寻找。(1)某些单质：以碳为中心同主族向下：硅(Si)、锗(Ge)、灰锡(Sn)等同周期向左、向右：硼(B)(2)某些非金属化合物：二氧化硅(SiO2)、金刚砂(SiC)、氮化硅(Si3N4)等二、共价晶体3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构二、共价晶体3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构金刚石晶胞示意图金刚石的晶体结构(1)每个碳与相邻____个碳以______键结合，形成_________结构；键角为_______，碳原子采取了____杂化。(2)最小碳环由__个C组成且不在同一平面内，每个C被___个最小环共用，每个环平均拥有___个C，平均拥有_____个C−C键。(3)1mol金刚石中含有C−C共价键数

____mol。4共价正四面体109o28′sp36金刚石晶胞中的均摊问题金刚石结构中最小的环状结构为六元环，以标记为O的碳原子为着眼点，通过该碳原子的bOc“V形”可以形成两个六元环；而通过O碳原子的“V形”共有6个(aOb、aOc、aOd、bOd、cOd)。结论：金刚石中六元环结构与碳原子数目比为

2:1因此通过O碳原子的六元环共6×2=12个，(即:一个O碳原子为12个六元环共用)一个六元环对环上任意一个碳原子的占有为1/12，一个六元环实际享有6×1/12═0.5个碳原子金刚石晶胞中的均摊问题以标记为aO的C−C为着眼点，通过该C−C的“V形”共有3个(aOb、aOc、aOd)。因此通过aOC－C键的六元环共3×2=6个，(即:一根aOC－C键为6个六元环共用)一个六元环对环上任意一根C−C键的占有为1/6，一个六元环实际享有6×1/6＝1根C−C键结论：金刚石中六元环结构与C−C键数目比为

1:1在金刚石晶胞中：六元环结构:碳原子数目:C−C键数目＝2:1:2归纳总结二、共价晶体3、共价晶体的结构——金刚石的晶体结构金刚石的晶体结构(1)每个碳与相邻____个碳以______键结合，形成_________结构；键角为_______，碳原子采取了____杂化。(2)最小碳环由__个C组成且不在同一平面内，每个C被___个最小环共用；每个环平均拥有_____个C，每个环平均拥有____个C−C键。(3)1mol金刚石中含有C−C共价键数

____mol。4共价正四面体109o28′sp36121/21

2

在金刚石晶胞中：六元环结构:碳原子数目:C−C键数目＝2:1:2归纳总结金刚石模型的演变(等电子体原理)

1、与碳同族单质(如Si、Ge)都具有与金刚石相似的结构2、第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC)3、与第ⅣA族同周期的元素间根据等电子体原理，如：BN、GaAs等也可形成与金刚石结构相似的晶体。金刚石晶体硅SiCGaAs

金刚石模型的衍生(方石英SiO2)晶体硅的晶胞中，在Si−Si键之间插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常见的SiO2晶胞)。二、共价晶体3、共价晶体的结构——二氧化硅的晶体结构(1)晶体中每个硅原子与____个氧原子以共价键结合，形成________结构；每个正四面体占有____个Si，___个O。故该晶体中硅、氧原子个数比为______。(2)最小环上有___个原子(__个Si和__个O)

1molSiO2晶体中含____molSi−O键4正四面体121:212664在金刚石晶胞中：六元环结构:碳原子数目:C−C键数目＝2:1:2归纳总结二、共价晶体练、下列说法正确的是(

)A．124gP4含有的P−P键的个数为6NA

B．12g石墨中含有的C−C键的个数为2NAC．12g金刚石中含有的C−C键的个数为1.5NAD．60gSiO2中含Si−O键的个数为2NAA二、共价晶体表3−3某些共价晶体的熔点和硬度原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/oC＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.04、共价晶体的性质(1)熔点高：

原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化需要克服共价键，需要很高的能量。结论：结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。(2)硬度大、一般不导电，但晶体硅、锗是半导体高考真题中的晶体沸点问题[2021浙江卷]已知3种共价晶体的熔点数据如下表：金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是

。金刚石碳化硅晶体硅熔点/℃＞355026001415二者均为共价晶体，金刚石的C−C键长短，键能大分子晶体和共价晶体的判断方法1、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断晶体构成粒子粒子间作用力分子晶体共价晶体分子(稀有气体为原子)原子分子间作用力共价键2、依据物理性质判断分子晶体共价晶体熔、沸点挥发性硬度低(常在几百摄氏度以