第三章第二节第2课时共价晶体高二化学人教版选择性必修2课件

第三章

晶体结构与性质

第2节分子晶体与共价晶体第2课时

共价晶体干冰水晶分子式室温下状态熔点/℃

沸点/℃CO2气态－78.5－56.6SiO2固态17232230碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？晶体干冰（CO2）水晶（SiO2）构成粒子分子原子熔化、气化时克服的作用力范德华力共价键共价键的强度远大于范德华力，因此，SiO2的熔沸点远高于CO2。PART01共价晶体01共价晶体一、共价晶体1.概念所有原子都以共价键相互结合形成共价键三维骨架结构的晶体。注意：①共价晶体中不存在分子，没有分子式，其化学式表示各原子个数的最简整数比。如，SiO2是二氧化硅的化学式，但不是分子式。②共价晶体并不是含有共价键的晶体，很多分子晶体中也含有共价键。01共价晶体一、共价晶体2.典型的共价晶体①部分非金属单质如金刚石、硼(B)、硅(Si)②极少数金属单质如锗(Ge)和灰锡(Sn)③部分非金属化合物如SiC、SiO2、BN、Si3N4④极少数金属化合物如刚玉(α-Al2O3)说明：Al2O3有α型和γ型两种常见结构，α-Al2O3属于共价晶体，俗称刚玉，γ-Al2O3属于离子晶体。01共价晶体二、共价晶体的物理性质共价晶体的熔点很高，硬度很大。因为共价晶体在熔化的过程中要克服共价键，而共价键的强度很大。从表中数据可知，金刚石、碳化硅、硅的熔点和硬度逐渐降低，如何从结构上解释？01共价晶体二、共价晶体的物理性质从碳到硅，原子半径增大，C—C、C—Si、Si—Si的键长依次增大，键能依次减小，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。01共价晶体二、共价晶体的物理性质1.熔点共价晶体具有很高的熔点。对于结构相似的共价晶体，其成键原子的半径越小，键长越短，共价键的键能越大，晶体的熔点越高。2.硬度共价晶体的硬度很大。01共价晶体二、共价晶体的物理性质3.溶解性共价晶体难溶于一般溶剂。4.导电性共价晶体一般不导电（硅为半导体），熔融后也不导电。01共价晶体分子晶体与共价晶体的比较晶体类型共价晶体分子晶体概念组成微粒作用力熔沸点硬度溶解性导电性所有原子都以共价键相互结合形成共价键三维骨架结构的晶体只含分子的晶体原子分子共价键分子间作用力很大较小很大较小难溶于一般溶剂部分溶于水固体、熔熔融态均不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电01共价晶体例1.有下列几种晶体:A.干冰B.冰C.水晶D.金刚石

(1)属于共价晶体的是

（填序号，下同）。(2)属于分子晶体的是

。

(3)含化学键且受热熔化时化学键不发生变化的晶体

是

，受热熔化时需克服共价键的晶体

是

。

(4)晶体中存在氢键的是

。(5)晶体堆积方式为密堆积的是

。

A、BC、DA、BC、DBA共价键具有方向性和饱和性，共价晶体均属于非密堆积。01共价晶体例2.下列晶体性质的比较中错误的是（

）A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅B．沸点：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4C晶体熔沸点大小的比较归纳：①先判断晶体类型，共价晶体的熔沸点大于分子晶体。②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高。③结构相似的分子晶体，氢键越多，熔沸点越高，若均无氢键，则相对分子质量越大，范德华力越大熔沸点越高。01共价晶体例3.根据下表中三种物质(晶体)的熔点，简要解释熔点产生差异的原因：(1)SiO2和SiCl4：____________________________________________________________________________________________________。(2)SiCl4和SiF4：___________________________________________________________________________________________________________________________________。物质SiO2SiCl4SiF4熔点/℃1710－70－90.2SiO2是共价晶体，微粒间作用力为共价键；SiCl4是分子晶体，分子间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4SiCl4和SiF4均为分子晶体，分子间作用力均为范德华力，根据分子结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，可知SiCl4熔点高于SiF401共价晶体三、典型的共价晶体结构特征1.金刚石正四面体①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有_____个；4②C原子均为_______杂化；sp3③所有的C—C键长相等，键角相等，键角为_________；109°28′01共价晶体三、典型的共价晶体结构特征1.金刚石正四面体④晶体中最小的碳环由____个碳组成，且____同一平面内；最多有____个碳原子在同一平面。6不在4⑤每个C-C键可以形成_____个六元环，每个碳原子可形成_____个六元环。612⑥1mol金刚石中含有C-C键____mol。101共价晶体三、典型的共价晶体结构特征1.金刚石⑦在金刚石晶胞中含有____个碳原子，若晶胞边长为a，则碳原子的最近距离为_____。

801共价晶体三、典型的共价晶体结构特征2.SiO2晶体SiO正四面体①在SiO2晶体中，每个硅原子采取____杂化，与____个氧原子结合；每个氧原子与____个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是_______，______单个的SiO2分子存在。sp3421∶2没有01共价晶体三、典型的共价晶体结构特征2.SiO2晶体正四面体②在SiO2晶体中，每个硅原子形成___个共价键；每个氧原子形成___个共价键；42③在SiO2晶体中，最小环为_____元环，由___个Si原子和___个O原子构成。126601共价晶体三、典型的共价晶体结构特征2.SiO2晶体

SiO2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。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01共价晶体三、典型的共价晶体结构特征3.SiC晶体SiC(碳化硅，俗称金刚砂)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和