第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2課時共價晶體高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價晶體第2課時共價晶體鉆石的原身——金剛石天然的金剛石經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)則多面體的外形，這是金剛石微觀原子有序排列的宏觀表現(xiàn)。一、金剛石1、金剛石的組成正四面體①在晶體中每個C原子以4個共價單鍵與相鄰的4個C原子相結(jié)合，形成正四面體，向空間伸展形成共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)。②晶體中C原子采取了sp3雜化，C-C-C夾角為109°28'。構(gòu)成粒子原子粒子間的作用力共價鍵2、金剛石的結(jié)構(gòu)一、金剛石③晶體中，最小碳環(huán)為六元環(huán)，即6個C原子成環(huán)，環(huán)上最多4個C原子在同一平面。④每個C原子被12個六元環(huán)共用。⑤晶體中C原子個數(shù)與C-C鍵個數(shù)之比為1:(4×1/2)=1:2。⑥在一個金剛石晶胞中實(shí)際含有的碳原子數(shù)為8。

最小環(huán)為六元環(huán)109o28′，三維骨架鍵長：154pm（很短）高熔點(diǎn)（＞35000C）（破環(huán)共價鍵需要的能量很高）不導(dǎo)電延展性差

高硬度結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)3、物理性質(zhì)鍵能：347.7kJ/mol（很大）一、金剛石4、金剛石的用途二、共價晶體1、定義：所有原子通過共價鍵相互結(jié)合形成的晶體。整塊晶體是一個三維的共價鍵骨架結(jié)構(gòu)，不存在單個的小分子，是一個“巨分子”。2、物理性質(zhì)：在共價晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價鍵，因此需要很高的能量。③一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。①高熔點(diǎn)②高硬度④難溶于一般的溶劑。⑤延展性差。

3、典型的共價晶體：

碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等③極少數(shù)金屬氧化物，如剛玉(ɑ-Al2O3)①某些單質(zhì)以碳為中心同主族向下：硅（Si）、鍺（Ge）、灰錫（Sn）同周期向左、向右：硼（B）、高聚氮②某些非金屬化合物二、共價晶體1．下列有關(guān)共價晶體的敘述錯誤的是(

)A．共價晶體中，只存在共價鍵B．共價晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．共價晶體中不存在獨(dú)立的分子D．共價晶體熔化時不破壞共價鍵D物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃CO2-56.2（在527kPa下測得）-78.5SiO217232230干冰SiO22、CO2和SiO2的熔、沸點(diǎn)為什么差距那么大？109o28′SiO共價鍵1、二氧化硅的結(jié)構(gòu)三、二氧化硅1、二氧化硅的結(jié)構(gòu)三、二氧化硅①每個Si原子都采取sp3雜化和4個O原子形成4個共價鍵，形成硅氧四面體。②每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀晶體。③最小的環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成的12元環(huán)。④1molSiO2中含4molSi—O鍵。石英的左、右型晶體三、二氧化硅

二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，熔點(diǎn)1713℃，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α--SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性，被用做壓電材料，如制作石英手表。2、晶體SiO2的用途制造：水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅光電池、芯片、光導(dǎo)纖維。(1)SiO2是二氧化硅晶體的分子式嗎？二氧化硅為共價晶體，晶體中不存在單個分子，SiO2是其化學(xué)式，表示Si與O的最簡個數(shù)比為1：2，不是分子式。(2)“具有共價鍵的晶體一定是共價晶體”這種說法對嗎？為什么？

不對。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵，而它們都是分子晶體。所有原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是共價晶體。思考與討論(3)根據(jù)表3-3，怎么從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅

、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？由于原子半徑：Ge＞Si>C，所以C－C、Si－Si、Ge－Ge的鍵長增長，鍵能減小，熔點(diǎn)和硬度依次下降。課本P82晶體類型共價晶體分子晶體組成微粒

作用力熔沸點(diǎn)硬度溶解性導(dǎo)電性原子分子共價鍵分子間作用力很高較小很高較小不溶于一般溶劑符合相似相溶不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電共價晶體和分子晶體的對比共價晶體和分子晶體的判斷方法①依據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷

組成共價晶體的粒子是原子，粒子間的作用力是共價鍵；組成分子晶體的粒子是分子，粒子間的的作用力是分子間作用力。②依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷

共價晶體的熔沸點(diǎn)高，常在1000℃以上；分子晶體的熔、沸點(diǎn)低，常在數(shù)百攝氏度以下。③依據(jù)晶體的硬度。

共價晶體硬度大,分子晶體硬度小。1.不同類型的晶體熔、沸點(diǎn)：共價晶體>分子晶體2.晶體類型相同鍵長越短，鍵能越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。①共價晶體的熔、沸點(diǎn)高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。②若沒有告知鍵長或鍵能數(shù)據(jù)時，可比較原子半徑的大小。

一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。

如比較金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點(diǎn)高低：原子半徑：C<Si，則鍵長：C-C<C-Si<Si-Si，故鍵能：C-C＞C-Si＞Si-Si，熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅。分子晶體、共價晶體的熔、沸點(diǎn)比較分子晶體:①看是否含有氫鍵有分子間氫鍵的熔沸點(diǎn)高都有分子間氫鍵，看氫鍵的個數(shù)，個數(shù)越多熔沸點(diǎn)越高②比較范德華力組成和結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高相對分子質(zhì)量相近，分子極性越大，熔沸點(diǎn)越高。③同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。比較共價晶體和分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的基本思路:2.在學(xué)習(xí)分子晶體后,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)查閱了幾種氯化物的熔、沸點(diǎn),記錄如下:根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析,你認(rèn)為屬于分子晶體的是(

)、MgCl2、CaCl23、SiCl4、CaCl2D.全部氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點(diǎn)/℃801712190-68782沸點(diǎn)/℃14651418230571600B3.有下列幾種晶體:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金剛石;E.晶體氬;F.干冰。(1)屬于分子晶體的是

,直接由原子構(gòu)成的分子晶體是

。

(2)屬于共價晶體的化合物是

。

(3)直接由原子構(gòu)成的晶體是

。

(4)受熱熔化時,需克服共價鍵的是

。

BCEFEAADEAD大本練習(xí)冊P69易錯辨析2(1)一般情況下,分子晶體的熔、沸點(diǎn)比較低,共價晶體的熔、沸點(diǎn)比較高。(

)(2)共價晶體中,共價鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高。(

)(3)共價晶體的化學(xué)式表示其分子式。(

)提示

共價晶體中不含分子。(4)二氧化硅和干冰雖然是同一主族元素形成的氧化物,但屬于不同的晶體類型。(

)√√×√大本練習(xí)冊P711.下列有關(guān)共價晶體的敘述錯誤的是(

)A.共價晶體中,原子不遵循緊密堆積原則 B.共價晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C.共價晶體中不存在獨(dú)立的分子 D.共價晶體熔化時不破壞共價鍵D2.下列各組晶體狀態(tài)的物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型相同,晶體類型也相同的是(

)2和SO3

B.晶體硼和HClC.晶體硅和C60 D.硫黃和碘D大本練習(xí)冊P723.下列有關(guān)共價晶體的敘述不正確的是(

)A.金剛石和二氧化硅晶體的最小結(jié)構(gòu)單元都是正四面體B.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,含1molC的金剛石中C—C數(shù)目是2NA,1molSiO2晶體中Si—O數(shù)目是4N