3.2.1共价晶体课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第2课时共价晶体人教版选择性必修2第三章第二节分子晶体与共价晶体引入新课思考与讨论：

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？

熔点/oC状态（室温）CO2-56.2气态SiO21723固态干冰SiO2一、共价晶体1.共价晶体的定义所有原子都以共价键相互结合形成三维骨架结构的晶体构成粒子共价晶体原子粒子间的作用力共价键注意：◆不存在单个分子，无分子式。化学式表示原子最简整数比。

◆整块晶体是一个三维的空间网状结构。思考交流1、具有共价键的晶体叫做共价晶体，这种说法对吗？2、只由原子形成的晶体一定是原子晶体吗？

由原子构成的晶体不一定是共价晶体。如稀有气体均由原子构成，为分子晶体。具有共价键的晶体不一定是共价晶体。一、共价晶体2、典型共价晶体类型物质种类实例某些非金属单质某些非金属化合物某些氧化物晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等二氧化硅(SiO2)、刚玉(ɑ-Al2O3)等思考讨论晶体熔点/℃硬度键长/pm键能/(kJ·mol－1)金刚石>350010154348碳化硅27009.5184301晶体硅14106.5234226

金刚石、晶体硅单质、碳化硅均具有相似的晶体结构，结合下表数据，想一想它们的熔沸点和硬度的大小关系如何判断？

结构相似的共价晶体，其原子间形成共价键的键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点就越高，硬度就越大。一、共价晶体3、物理性质①熔点很高（原因是：熔化时破坏共价键需要很高的温度）

结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定，晶体的熔点越高，硬度就越大。②硬度很大③一般不导电，但晶体硅是半导体④难溶于一般溶剂一、共价晶体4.金刚石的结构金刚石的构成元素

。

每个碳原子形成四个单键时杂化方式为

。

以这种杂化方式成键时的键角是

。

形成了空间结构名称

。C-C共价键的键长

，键能

。碳sp3109°28'三维骨架结构很短很大硬度最大，熔点（>3500℃）也很高金刚石的物理性质：

。mp4一、共价晶体①在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有

个②每个碳原子都采取_______杂化;③C原子与C—C键数之比为：

。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。⑤每个碳原子可形成

个六元环

每个C-C键可以形成

个六元环。一个碳环占有的碳原子为____个。

4sp31：26不在1264.金刚石的结构40.5拓展：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)。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键金刚石中六元环结构与C－C键数目比为1:1金刚石晶胞中：六元环结构:碳原子数目:C－C键数目=

2:1:2拓展：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)。一、共价晶体(1)在SiO2晶体中，每个硅原子采取sp3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。5.二氧化硅(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；(3)在SiO2

晶体中，最小环为

元环，由

个Si原子和

个O原子构成。每个Si原子被____个12元环共用，每个O原子被___个12元环共用。21：24212没有466126一、共价晶体(4)每个十二元环中平均含有硅原子

1：41：2

Si原子个数与Si-O共价键个数之是

；O原子个数与Si-O共价键个数之比是

。每个十二元环中平均含有Si-O键

(5)60g

二氧化硅含有_____个Si原子

含有_____个O原子

含有_____个Si-O键NA2NA4NA1molSiO2中含

molSi-O键4一、共价晶体(2)二氧化硅的存在

二氧化硅是自然界含量

的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是

。低温石英的结构中由顶角相连的

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

，被广泛应用在压电材料，如制作石英手表。石英的左、右型晶体低温石英(α­SiO2)最高硅氧四面体手性一、共价晶体光导纤维制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。单晶硅制片硅太阳能电池单晶硅（3）二氧化硅的用途一、共价晶体6.碳化硅(SiC)(1)碳、硅原子都采取sp3杂化,C—Si键角为109°28′。CSi109º28′(2)每个硅(碳)原子与