3-2-2-分子晶體與共價晶體(2)【教學課件】(人教版2019選擇性必修2)

第二節(jié)分子晶體與共價晶體第2課時第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)常見共價晶體結(jié)構(gòu)分析2共價晶體的概念及其性質(zhì)1本節(jié)重點本節(jié)難點干冰熔點/℃-56.2(527kPa)沸點/℃-78.5二氧化硅熔點/℃1723沸點/℃2230碳和硅元素同為第四主族的元素，從其形成的化合物外形來看，均為晶體，而兩種晶體的熔沸點卻相差很大，這是為什么呢？組成的粒子：原子粒子間的作用力：共價鍵性質(zhì)：熔點高共價晶體組成的粒子：分子粒子間的作用力：范德華力性質(zhì)：熔點低分子晶體共價晶體通過金剛石晶體的結(jié)構(gòu)認識共價晶體結(jié)構(gòu)組成共價晶體的粒子和粒子間的作用力是什么？探究一組成的粒子：原子粒子間的作用力：共價鍵金剛石的多面體外形晶體結(jié)構(gòu)晶胞示意圖晶胞示意圖共價晶體共價晶體的結(jié)構(gòu)特點及物理性質(zhì)共價鍵概念相鄰原子間以___________相結(jié)合形成共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體。構(gòu)成微粒及微粒間作用原子共價鍵構(gòu)成微粒微粒間作用判斷方法共價晶體磞剛玉碳化硅其他：硅(Si)、金剛石(C)、鍺(Ge)等其他：七氧化二錳(Mn2O7)、三氧化二鉻(Cr2O3)等常見的共價晶體某些單質(zhì)極少數(shù)金屬氧化物某些非金屬化合物其他：二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等共價晶體認識金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？探究二頂點頂點：8×＝181共價晶體認識金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？探究二面心面心：6×＝321共價晶體認識金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？探究二體內(nèi)：4體內(nèi)共價晶體認識金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？探究二體內(nèi)：4頂點：8×＝181面心：6×＝321共計：1＋3＋4＝8共價晶體金剛石中，每個碳原子與多少個碳原子成鍵？碳原子采取什么雜化方式？探究二每個碳原子與4個碳原子成鍵109°28′碳原子采取sp3雜化方式共價晶體金剛石中，1molC形成的共價鍵數(shù)目是多少？探究三每個C形成4個共價鍵，1molC形成的共價鍵為2個碳原子共用，故共價鍵數(shù)目為2mol共價晶體從金剛石結(jié)構(gòu)的角度解釋金剛石熔點高，硬度大的原因探究四C-C鍵參數(shù)鍵長154pm鍵能347.7kJ·mol-1共價鍵數(shù)目金剛石熔點＞3500℃(高)，硬度大(很短)(很高)(很多)二氧化硅晶體中，每個硅原子均以4個__________對稱地與相鄰的___個氧原子相結(jié)合，每個氧原子與_____個硅原子相結(jié)合，向空間擴展，形成三維骨架結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)上有_____個硅原子和______個氧原子，硅、氧原子個數(shù)比為_________。二氧化硅晶體共價鍵42661∶1共價晶體共價晶體在低溫石英的結(jié)構(gòu)中，頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，而沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性(左、右型)，被廣泛用作壓電材料，如制作石英手表。二氧化硅晶體——低溫石英石英晶體中的硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈石英的左、右型晶體石英手表二氧化硅晶體——重要用途共價晶體水泥單晶硅玻璃單晶硅制的芯片硅太陽能電池二氧化硅光導纖維共價晶體根據(jù)表中數(shù)據(jù)，歸納共價晶體的性質(zhì)特點，并從結(jié)構(gòu)角度解釋原因探究六某些共價晶體的熔點和硬度共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0*硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻畫時出現(xiàn)刻痕的固體的硬度較低。熔點高(通常＞1000℃)硬度大非密堆積原子通過共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)共價晶體的性質(zhì)特點共價晶體的結(jié)構(gòu)特點晶體的類型分子晶體共價晶體概念以分子間作用力結(jié)合相鄰原子間以共價鍵結(jié)合組成的粒子分子原子作用力分子間作用力共價鍵熔點較低較高硬度小大分子晶體和共價晶體對比共價晶體三種物質(zhì)中，每個原子均以sp3雜化形式與相鄰的四個原子形成σ鍵，整體上形成三維骨架結(jié)構(gòu)，同屬于共價晶體，熔點都比較高。熔點的相對高低與共價鍵的強弱有關(guān)，共價鍵越強，熔點越高。金剛石、硅和鍺的結(jié)構(gòu)差別在于碳、硅、鍺原子半徑依次遞增。C-C鍵、Si-Si鍵、Ge-Ge鍵的鍵長依次遞增，鍵長越長，鍵能越小，所以熔點和硬度依次下降。共價晶體金剛石硅鍺熔點/℃＞350014101211硬度*106.56.0請同學們根據(jù)所學內(nèi)容，思考并回答：怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點和硬度依次下降？比較物質(zhì)的熔點的方法共價晶體共價晶體分子晶體有氫鍵只有范德華力方法依據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷依據(jù)性質(zhì)判斷判斷晶體的類型鍵能越大熔點越高氫鍵的數(shù)目多少相對分子質(zhì)量大小判斷鍵能的大小判斷分子間的作用力第三代半導體：中國半導體的希望！鍺Ge硅Si主要應用：低壓、低頻、中功率晶體管、光電探測器，取代了笨重的電子管，導致了集成電路的可能性砷化鎵GaAs磷化銦InP主要應用：毫米波器件、發(fā)光器件、衛(wèi)星通訊、移動通訊、光通訊、GPS導航等，較好的電子遷移率、帶隙等材料特性，資源稀缺，有毒性，污染環(huán)境碳化硅Sic、氮化鋁AlN、氮化鎵GaN、氧化鋅ZnO、金剛石C主要應用：高溫、高頻、抗輻射、大功率器件；藍、綠、紫光二極管、半導體激光器，更優(yōu)的電子遷移率、帶隙、擊穿電壓、高頻、高溫特性第一代半導體第二代半導體第三代半導體1.下表是某些共價晶體的熔點和硬度，分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是()①構(gòu)成共價晶體的原子種類越多，晶體的熔點越高②構(gòu)成共價晶體的原子間的共價鍵的鍵能越大，晶體的熔點越高③構(gòu)成共價晶體的原子半徑越大，晶體的硬度越大④構(gòu)成共價晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越大A.①② B.③④ C.①③ D.②④共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0D2.下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)成的一組是()①CO2

②SiO2

③晶體Si

④白磷⑤氨基乙酸⑥固態(tài)HeA.①②③④⑤⑥

B.②③④⑥C.②③⑥

D.①②⑤⑥返回C3.金剛石是典型的共價晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯誤的是()A.晶體中不存在獨立的分子B.碳原子間以共價鍵相結(jié)合C.是自然界中硬度最大的物質(zhì)D.化學性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應D4.美國《科學》雜志曾報道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了共價晶體CO2，下列對該物質(zhì)的推斷一定不正確的是()A.該共價晶體中含有極性鍵B.該共價晶體易氣化，可用作制冷材料C.該共價晶體有很高的熔、沸點D.該共價晶體的硬度大，可用作耐磨材料B5.下列關(guān)于SiO2晶體空間結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是()A.最小的環(huán)上，有3個硅原子和3個氧原子B.最小的環(huán)上，硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2C.最小的環(huán)上，有6個硅原子和6個氧原子D.存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O原子處于中心，Si原子處于4個頂角C6.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是()A.28g晶體硅中含有Si—Si的個數(shù)為2NAB.124g白磷(P4)晶體中含有P—P的個數(shù)為4NAC.12g金剛石中含有C—C的個數(shù)為4NAD.SiO2晶體中1mol硅原子可與氧原子形成2NA個共價鍵(Si—O)A7.如圖所示是某共價晶體A的空間結(jié)構(gòu)片段，A與某物質(zhì)B反應生成C，其實質(zhì)是在每個A—A中插入一個B原子，則C物質(zhì)的化學式可能為()A.AB B.A5B4C.AB2

D.A2B5C8.T-碳的結(jié)構(gòu)是將立方金剛石中的每個碳原子用一個由4個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代，形成碳的一種新型三維立體晶體結(jié)構(gòu)，如圖所示(圖中的

表示碳形成的正四面體結(jié)構(gòu)

)。已知T-碳晶胞參數(shù)為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是()A.每個T-碳晶胞中含32個碳原子B.T-碳中C—C的最小夾角約為109°28′C.T-碳屬于共價晶體B9.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答問題：

金剛石晶體硅晶體硼熔點/℃＞355014102573沸點/℃510023552823硬度107.09.5(1)晶體硼屬于_____晶體，理由是_____________________________。共價晶體硼的熔、沸點高，硬度大(2)金剛石具有硬度大、熔點高等特點，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是____(填字母)。A.金剛石中C—C的鍵角均為109°28′，所以金剛石

和CH4的晶體類型相同B.金剛石的熔點高與C—C的鍵能無關(guān)C.金剛石中碳原子個數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶2D.金剛石的熔點高，所以在打孔過程中不需要進行澆水冷卻C9.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答問題：

金剛石晶體硅晶體硼熔點/℃＞355014102573沸點/℃510023552823硬度107.09.5(