共价晶体课件--高二化学人教版（2019）选择性必修2

新课导入物质熔点/℃沸点/℃CO2-56.2（在527kPa下测得）-78.5SiO217232230二氧化硅的熔沸点远高于二氧化碳的熔沸点，说明什么？说明形成二氧化硅晶体的作用力是远强于分子间作用力的力。\n第2节　分子晶体与共价晶体第三章　晶体结构与性质第2课时　共价晶体单晶硅金刚石\n学习目标1.借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点2.能够从化学键的特征，分子理解共价晶体的物理特性\n预习检测1.什么是共价晶体？2.共价晶体有哪些结构特点？相邻原子间以共价键结合而形成具有空间立体网状结构的晶体。1.由于共价键的方向性和饱和性，使每个中心原子周围排列的原子数目是固定的。2.由于所有原子间均以共价键相结合，因此晶体中不存在单个分子。2.典型的共价晶体有哪些？有什么特点？金刚石和二氧化硅。在金刚石晶体中，碳原子以sp3杂化轨道与周围4个碳原子以共价键相结合，C-C键间的夹角109°28′在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子，每个氧原子周围结合2个硅原子。\n共价晶体的结构与性质金刚石的晶胞构成粒子共价晶体原子粒子间的作用力共价键如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③极少数金属氧化物，①某些单质②某些非金属氧化物如刚玉(ɑ-Al2O3)\n思考与讨论1.分子晶体和共价晶体受热熔化时客服的粒子间作用力相同吗？不同，前者为分子间作用力，后者为共价键。2.怎样从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？共价晶体金刚石硅锗熔点/℃>350014101211硬度106.56.0在金刚石、硅和锗中，每个原子均以sp3杂化轨道与相邻的4个原子形成σ键，整体上形成三维骨架结构，同属于共价晶体，熔点和硬度都较高。但金刚石、硅和锗的结构差别在于C、Si、Ge原子半径依次递增，C-C、Si-Si、Ge-Ge的键长依次递增，键长越大，键能越小，所以熔点和硬度依次降低。\n1.下列有关共价晶体的叙述错误的是（）A.共价晶体中存在共价键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2.分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于共价晶体的是（）A.碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电B.溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电C.五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D.溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电课堂练习AD\n认识金刚石的结构和性质2.金刚石中,每个碳原子与多少个碳原子成键？碳原子采取什么杂化方式？1.一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？8×1/8+6×1/2+4=8在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有4个sp3杂化3.根据金刚石的结构特点，你能分析其硬度大的原因是什么吗？在金刚石晶体内部，每个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构，破坏这种三维结构中的C-C共价键需要很高的能量，所以金刚石的硬度很大。\n正四面体最小环为六元环认识金刚石的结构和性质1.所有C-C键键长相等，键角相等，键角为109.28°2.晶体中最小的碳环由6个碳原子构成，且不再同一个平面上。3.每个碳原子可以形成12个六元环，每个碳碳键可形成6个六元环。4.晶体中每个C参与了4条C-C键的形成，而每条键中的贡献只有一半。故C原子与C-C键数之比为：1：（）=1：2思考：12g金刚石含有___个C原子含有__个C-C键。NA2NA\n思考与讨论1.根据金刚石的结构特点，你能分析其硬度大的原因是什么？在金刚石晶体内部，每个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构，破坏这种三维结构中的C-C共价键需要很高的能量，所以金刚石的硬度很大。2.以金刚石为例，说明共价晶体的微观结构与分子晶体有哪些不同？①构成粒子不同，共价晶体中只存在原子，没有小分子。②相互作用不同，共价晶体中的微粒间的作用力是共价键。\n认识SiO2的结构和性质二氧化硅晶体结构与金刚石晶体结构有什么相同点和不同点？\n认识SiO2的结构和性质109º28´SiO共价键1.相同点：①键角109.28°②形成四面体结构2.不同点：①共价键键能不同②金刚石是向空间伸展形成空间网状结构，而二氧化硅形成螺旋上升的长链③原子之间以共价键结合③最小环不同\n认识SiO2的结构和性质二氧化硅的结构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。1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。最小环是由6个Si原子和6个O原子组成，有12个原子。每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为6×1/6=1。1molSiO2中含4molSi—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。正四面体内O—Si—O键角为109°28′。\n思考与讨论1.SiO2是二氧化硅的分子式吗？二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式SiO2为Si与O的最简个数比，而不是分子式。2.分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型，判断共价晶体的化学式是否可以代表其分子式。不能，因为共价晶体是一个三维的网状结构，无小分子存在。3.分析二氧化硅的晶体结构模型，判断晶体中最小的环有多少个原子，1molSiO2中含有多少摩尔Si-O键。SiO2晶体中最小环上有12个原子，1molSiO2中含有4molSi-O键。\n1.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si-Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是（）A.SiO2晶体中每个Si原子通过Si-O极性键与4个O原子作用B.每个O原子通过Si-O极性键与2个Si原子作用C.SiO2晶体中Si原子与O原子的原子个数之比为1：2，可用“SiO2”来表示石英的组成D.在晶体中存在石英分子，故SiO2能叫分子式2.有以下几种晶体: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。D当堂训练A、BC、DA、BC、DB\n拓展延伸耐高温强度高耐雨蚀透波性好导弹天线罩材料要求Si3N4晶体结构Si3N4材料的导弹天线罩制品\n小结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化状态都不导电，部分溶于水导电