3.2.1共價晶體課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

第2課時共價晶體人教版選擇性必修2第三章第二節(jié)分子晶體與共價晶體引入新課思考與討論：

碳元素和硅元素處于元素周期表中同一主族，CO2

和SiO2熔沸點為什么差距那么大？

熔點/oC狀態(tài)（室溫）CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)干冰SiO2一、共價晶體1.共價晶體的定義所有原子都以共價鍵相互結合形成三維骨架結構的晶體構成粒子共價晶體原子粒子間的作用力共價鍵注意：◆不存在單個分子，無分子式?；瘜W式表示原子最簡整數(shù)比。

◆整塊晶體是一個三維的空間網(wǎng)狀結構。思考交流1、具有共價鍵的晶體叫做共價晶體，這種說法對嗎？2、只由原子形成的晶體一定是原子晶體嗎？

由原子構成的晶體不一定是共價晶體。如稀有氣體均由原子構成，為分子晶體。具有共價鍵的晶體不一定是共價晶體。一、共價晶體2、典型共價晶體類型物質(zhì)種類實例某些非金屬單質(zhì)某些非金屬化合物某些氧化物晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等二氧化硅(SiO2)、剛玉(ɑ-Al2O3)等思考討論晶體熔點/℃硬度鍵長/pm鍵能/(kJ·mol－1)金剛石>350010154348碳化硅27009.5184301晶體硅14106.5234226

金剛石、晶體硅單質(zhì)、碳化硅均具有相似的晶體結構，結合下表數(shù)據(jù)，想一想它們的熔沸點和硬度的大小關系如何判斷？

結構相似的共價晶體，其原子間形成共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點就越高，硬度就越大。一、共價晶體3、物理性質(zhì)①熔點很高（原因是：熔化時破壞共價鍵需要很高的溫度）

結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，晶體的熔點越高，硬度就越大。②硬度很大③一般不導電，但晶體硅是半導體④難溶于一般溶劑一、共價晶體4.金剛石的結構金剛石的構成元素

。

每個碳原子形成四個單鍵時雜化方式為

。

以這種雜化方式成鍵時的鍵角是

。

形成了空間結構名稱

。C-C共價鍵的鍵長

，鍵能

。碳sp3109°28'三維骨架結構很短很大硬度最大，熔點（>3500℃）也很高金剛石的物理性質(zhì)：

。mp4一、共價晶體①在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有

個②每個碳原子都采取_______雜化;③C原子與C—C鍵數(shù)之比為：

。④晶體中最小的碳環(huán)由___個碳組成，且_____同一平面內(nèi)；最多有____個碳原子在同一平面。⑤每個碳原子可形成

個六元環(huán)

每個C-C鍵可以形成

個六元環(huán)。一個碳環(huán)占有的碳原子為____個。

4sp31：26不在1264.金剛石的結構40.5拓展：金剛石晶胞中的均攤問題

金剛石結構中最小的環(huán)狀結構為六元環(huán)，以標記為O的碳原子為著眼點，通過該碳原子的bOc“V形”可以形成兩個六元環(huán)；而通過O碳原子的“V形”共有6個(aOb、aOc、aOd、bOd、cOd)。金剛石中六元環(huán)結構與碳原子數(shù)目比為2:1

因此通過O碳原子的六元環(huán)共6×2=12個，(即:一個O碳原子為12個六元環(huán)共用)一個六元環(huán)對環(huán)上任意一個碳原子的占有為1/12，一個六元環(huán)實際享有6×1/12═0.5個碳原子以標記為aO的C－C為著眼點，通過該C－C的“V形”共有3個(aOb、aOc、aOd)。因此通過aOC－C鍵的六元環(huán)共3×2=6個，(即:一根aOC－C鍵為6個六元環(huán)共用)一個六元環(huán)對環(huán)上任意一根C－C鍵的占有為1/6，一個六元環(huán)實際享有6×1/6═1根C－C鍵金剛石中六元環(huán)結構與C－C鍵數(shù)目比為1:1金剛石晶胞中：六元環(huán)結構:碳原子數(shù)目:C－C鍵數(shù)目=

2:1:2拓展：金剛石模型的衍生

——方石英(SiO2)晶體硅的晶胞中，在Si－Si鍵之間插入O原子，即得到方石英的晶胞(最常見的SiO2晶胞)。一、共價晶體(1)在SiO2晶體中，每個硅原子采取sp3雜化與

個氧原子結合；每個氧原子與

個硅原子結合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是

。

單個的SiO2分子存在。5.二氧化硅(2)在SiO2晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；(3)在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)，由

個Si原子和

個O原子構成。每個Si原子被____個12元環(huán)共用，每個O原子被___個12元環(huán)共用。21：24212沒有466126一、共價晶體(4)每個十二元環(huán)中平均含有硅原子

1：41：2

Si原子個數(shù)與Si-O共價鍵個數(shù)之是

；O原子個數(shù)與Si-O共價鍵個數(shù)之比是

。每個十二元環(huán)中平均含有Si-O鍵

(5)60g

二氧化硅含有_____個Si原子

含有_____個O原子

含有_____個Si-O鍵NA2NA4NA1molSiO2中含

molSi-O鍵4一、共價晶體(2)二氧化硅的存在

二氧化硅是自然界含量

的固態(tài)二元氧化物，有多種結構，最常見的是

。低溫石英的結構中由頂角相連的

形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結構，這一結構決定了它具有

，被廣泛應用在壓電材料，如制作石英手表。石英的左、右型晶體低溫石英(α-SiO2)最高硅氧四面體手性一、共價晶體光導纖維制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導纖維的原料。單晶硅制片硅太陽能電池單晶硅（3）二氧化硅的用途一、共價晶體6.碳化硅(SiC)(1)碳、硅原子都采取sp3雜化,C—Si鍵角為109°28′。CSi109o28′(2)每個硅(碳)原子與