共价晶体【知识精讲+备课精研+高效课堂】 高二化学 课件（人教版2019选择性必修二）

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

共价晶体学习目标1.借助共价晶体等模型认识晶体的结构特点。2.能应用共价晶体的相关知识解释一些实验现象或某些化学事实及其研究的应用价值。3.学会比较晶体的熔、沸点。

核心素养1.结合常见的共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点,培养证据推理与模型认知的核心素养。物质熔点/℃沸点/℃CO2-56.2（在527kPa下测得）-78.5SiO217232230思考与讨论：CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体

纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。地壳中含有极少量的金刚石，它是天然存在的最硬的物质。经过仔细的打磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石。【新课导入】一、定义相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。共价晶体构成粒子原子粒子间的作用力共价键整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。化学式表示原子个数比二、典型的共价晶体金刚石(C)、硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等石英(SiO2)

、碳化硅(SiC，俗称金刚砂)

、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、C3N4等3、极少数金属氧化物1、某些单质2、某些非金属氧化物氮化铝(AlN)、刚玉(ɑ-Al2O3)原子间全部通过共价键相结合；晶体为空间网状结构；晶体中没有单个分子存在，化学式只表示原子个数比金刚石二氧化硅三、典型共价晶体的结构特征

正四面体1、金刚石共价键晶体中碳原子与C-C键数目比1:2①每个C周围有

个C，围成空间

形，晶体中C-C-C夹角为109°28'，C的杂化轨道类型是

。

②C原子与碳碳键之比为（）③最小碳环为（）且不共面，最多4个碳原子在同一平面4正四面体sp3杂化1：2六元环金刚石的晶体结构特征④一个C原子被

个环共用，每个环平均有

个C原子121/2⑤一个C-C键被

个环共用，每个环平均有

个C-C键61⑥金刚石是

晶胞，一个晶胞中平均含有

原子数8金刚石的多面体外形、晶体结构和晶胞示意图面心立方2、二氧化硅晶体二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。石英的左、右型晶体晶体硅结构思考与讨论:已知SiO2晶体骨架结构与晶体硅相似，根据SiO2中Si元素和O元素的比例，你能否在晶体硅的骨架结构基础上将O原子合理地填充进去以形成SiO2骨架结构？√SiOSiO2SiO4晶体硅结构二氧化硅晶体结构2、二氧化硅晶体109º28´SiO共价键①硅原子都采取sp3杂化，每个Si周围有

个O，每个O周围有

个Si，硅氧构成空间

形（注意：以“O”为中心的“Si-O”键的夹角不是180度）二氧化硅的晶体结构特征42正四面体③二氧化硅晶体结构中最小的环为

元环二氧化硅的晶体结构特征②1molSiO2中共价键为

mol412二氧化硅的用途单晶硅硅芯片硅太阳能电池二氧化硅光导纤维（以SiO2为原料制造的高科技产品）熔点很高；硬度很大；一般不导电(晶体硅半导体)；难溶于一般溶剂共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0某些共价晶体的熔点和硬度四、物理性质：熔化破坏共价键，需要很高的能量。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。思考：为什么熔点很高？结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高，硬度越大，金刚石＞晶体硅＞晶体锗1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？2、“具有共价键的晶体叫做共价晶体”。这种说法对吗？为什么？不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是共价晶体。【思考与讨论】晶体类型共价晶体分子晶体组成微粒

作用力熔沸点硬度溶解性导电性原子分子共价键分子间作用力很大较小很大较小不溶于任何溶剂部分溶于水不导电，个别为半导体固体和熔融状态都不导电，部分溶于水导电分子晶体和共价晶体的比较(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键;构成分子晶体的微粒是分子或原子(稀有气体),微粒间的作用力是分子间作用力。(2)依据晶体的熔点判断。共价晶体的熔点高,常在1000℃以上;而分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低。(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。共价晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。(4)依据导电性判断。分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。分子晶体和共价晶体的判断方法(1).分子晶体中一定存在共价键。(

)(2).干冰升华的过程中破坏了共价键。(

)(3).二氧化硅和干冰虽然是同一主族元素形成的氧化物,但属于不同的晶体类型。(

)(4).分子晶体的熔、沸点比较低,共价晶体的熔、沸点比较高。(

)(5).含有共价键的晶体都是共价晶体。(

)(6).SiO2是二氧化硅的分子式。(

)1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)√

√

××××2、下列说法中，正确的是()A.分子晶体一定存在分子间作用力和共价键B.分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高C.稀有气体形成的晶体属于分子晶体D.CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体3、氮化硅(Si3N4)是一