3.2.2分子晶体与共价晶体（第2课时+共价晶体）（课件精讲）(共32张PPT)高二化学同步课件精讲（人教版2019选择性必修2）
文档属性
| 名称 | 3.2.2分子晶体与共价晶体（第2课时+共价晶体）（课件精讲）(共32张PPT)高二化学同步课件精讲（人教版2019选择性必修2） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 17.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-04 10:12:59 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第二节 分子晶体与共价晶体
课时2
共价晶体
第三章 晶体结构与性质
学习
目标
PART
01
PART
02
共价晶体的性质
PART
03
二氧化硅
金刚石
钻石的原身——金刚石
天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形，这是金刚石微观原子有序排列的宏观表现
物质 熔点/℃ 沸点/℃
CO2 -56.2 （在527 kPa下测得） -78.5
SiO2 1 723 2 230
干冰
SiO2
【思考与讨论】
CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？
01
金刚石
01、金刚石
正四面体
最小环为六元环
01、金刚石
109 28 ，三维骨架
键能：
347.7 kJ/mol
（很大）
键长：154 pm（很短）
熔点很高：
大于 3500 0C
硬度最大：
摩氏 10 度
结构决定性质
01、金刚石
109 28
①在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。
②晶体中C-C-C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。
③最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子在同一平面。
④每个碳原子被12个六元环共用。
01、金刚石
⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______
⑤每个碳原子都采取 _______;
sp3杂化
⑥晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键
中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：
1 ：（ ）= 1：2
8
⑧12g 金刚石含有_____个C原子
含有_____ 个C-C键
NA
2NA
01、金刚石
金刚石的用途
02
二氧化硅
02、二氧化硅
109 28
Si
O
共价键
02、二氧化硅
180
109 28
Si
o
共价键
①每个Si原子都采取SP3杂化和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。
②最小的碳环是
由6个Si原子和
6个O原子组成
的12元环。
③1mol SiO2中
含4mol Si—O键
02、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；
① 在SiO2晶体中，每个硅原子与 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 .
③ 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。
2
1：2
4
4
2
12
02、二氧化硅
④每个十二元环中平均含有硅原子
1：4
1：2
=6×1/12=1/2
硅原子个数与Si－O 共价键个数之是 ；
氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 。
每个十二元环中平均含有Si－O键
=12×1/6=2
⑤60g 二氧化硅含有_____个Si原子
含有_____个O原子
含有_____ 个Si-O键
NA
2NA
4NA
02、二氧化硅
制造： 水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片、 光导纤维
二氧化硅的用途
03
共价晶体的性质
03、共价晶体的性质
所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体
构成粒子
共价晶体
原子
粒子间的作用力
共价键
一、定义：
03、共价晶体的性质
典型的共价晶体：
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)
03、共价晶体的性质
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键;构成分子晶体的微粒是分子或原子(稀有气体),微粒间的作用力是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔点判断。
共价晶体的熔点高,常在1 000 ℃以上;而分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低。
分子晶体和共价晶体的判断方法
03、共价晶体的性质
(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。
共价晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。
(4)依据导电性判断。
分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。
分子晶体和共价晶体的判断方法
03、共价晶体的性质
1.不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体
理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。
分子晶体与共价晶体的熔、沸点比较
03、共价晶体的性质
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如H2O>H2Te>H2Se> H2S。
2.晶体类型相同
（1）共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶体硅。
（2）分子晶体
03、共价晶体的性质
④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点
越高。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性
越大，其熔、沸点越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
⑤ 烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增
加，熔、沸点升高。
分子晶体与共价晶体的熔、沸点比较
03、共价晶体的性质
(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，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式。
【思考与讨论】
03、共价晶体的性质
(2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？
不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。
【思考与讨论】
03、共价晶体的性质
（3）.怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？
从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，C—C、C—Si、Si—Si的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，共价晶体熔化时破坏的是共价键，而键能大小是C—C＞C—Si＞Si—Si，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。
【思考与讨论】
1．下列关于晶体的说法中，正确的是
A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定
B
2.有下列几种晶体:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金刚石;E.晶体氩;F.干冰。
(1)属于分子晶体的是 ,直接由原子构成的分子晶体是 。
(2)属于共价晶体的化合物是 。
(3)直接由原子构成的晶体是 。
(4)受热熔化时,需克服共价键的是 。
BCEF
E
A
ADE
AD
3．常见晶体的结构分析(1)金刚石晶体
①在晶体中每个碳原子以_______个共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。③最小环上有_______个碳原子。④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为_______。
四
4
109°28'
sp3
6
1：2
8
(2)二氧化硅晶体
①每个硅原子与相邻的_______个氧原子以共价键相结合构成_______结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，最小的环是_______元环。
4
正四面体
1∶2
2
12
(2)二氧化硅晶体
③每个最小的环实际拥有的硅原子为_______，氧原子数为_______。④1molSiO2晶体中含Si-O键数目为_______，在SiO2晶体中Si、O原子均采取_______杂化。
1/2
1
4NA
sp3
第二节 分子晶体与共价晶体
课时2
共价晶体
第三章 晶体结构与性质
学习
目标
PART
01
PART
02
共价晶体的性质
PART
03
二氧化硅
金刚石
钻石的原身——金刚石
天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形，这是金刚石微观原子有序排列的宏观表现
物质 熔点/℃ 沸点/℃
CO2 -56.2 （在527 kPa下测得） -78.5
SiO2 1 723 2 230
干冰
SiO2
【思考与讨论】
CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？
01
金刚石
01、金刚石
正四面体
最小环为六元环
01、金刚石
109 28 ，三维骨架
键能：
347.7 kJ/mol
（很大）
键长：154 pm（很短）
熔点很高：
大于 3500 0C
硬度最大：
摩氏 10 度
结构决定性质
01、金刚石
109 28
①在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。
②晶体中C-C-C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。
③最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子在同一平面。
④每个碳原子被12个六元环共用。
01、金刚石
⑦在金刚石晶胞中占有的碳原子数_______
⑤每个碳原子都采取 _______;
sp3杂化
⑥晶体中每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键
中的贡献只有一半，故C原子与C—C键数之比为：
1 ：（ ）= 1：2
8
⑧12g 金刚石含有_____个C原子
含有_____ 个C-C键
NA
2NA
01、金刚石
金刚石的用途
02
二氧化硅
02、二氧化硅
109 28
Si
O
共价键
02、二氧化硅
180
109 28
Si
o
共价键
①每个Si原子都采取SP3杂化和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。
②最小的碳环是
由6个Si原子和
6个O原子组成
的12元环。
③1mol SiO2中
含4mol Si—O键
02、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；
① 在SiO2晶体中，每个硅原子与 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 .
③ 在SiO2 晶体中，最小环为 元环。
2
1：2
4
4
2
12
02、二氧化硅
④每个十二元环中平均含有硅原子
1：4
1：2
=6×1/12=1/2
硅原子个数与Si－O 共价键个数之是 ；
氧原子个数与Si－O 共价键个数之比是 。
每个十二元环中平均含有Si－O键
=12×1/6=2
⑤60g 二氧化硅含有_____个Si原子
含有_____个O原子
含有_____ 个Si-O键
NA
2NA
4NA
02、二氧化硅
制造： 水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片、 光导纤维
二氧化硅的用途
03
共价晶体的性质
03、共价晶体的性质
所有原子都以共价键相互结合形成三维的立体网状结构的晶体
构成粒子
共价晶体
原子
粒子间的作用力
共价键
一、定义：
03、共价晶体的性质
典型的共价晶体：
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)
03、共价晶体的性质
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。
构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的作用力是共价键;构成分子晶体的微粒是分子或原子(稀有气体),微粒间的作用力是分子间作用力。
(2)依据晶体的熔点判断。
共价晶体的熔点高,常在1 000 ℃以上;而分子晶体熔点低,常在数百摄氏度以下甚至更低。
分子晶体和共价晶体的判断方法
03、共价晶体的性质
(3)还可以依据晶体的硬度与机械性能判断。
共价晶体硬度大,分子晶体硬度小且较脆。
(4)依据导电性判断。
分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体硅、锗是半导体。
分子晶体和共价晶体的判断方法
03、共价晶体的性质
1.不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体
理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。
分子晶体与共价晶体的熔、沸点比较
03、共价晶体的性质
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢键的分子晶体，熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如H2O>H2Te>H2Se> H2S。
2.晶体类型相同
（1）共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶体硅。
（2）分子晶体
03、共价晶体的性质
④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点
越高。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性
越大，其熔、沸点越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
⑤ 烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增
加，熔、沸点升高。
分子晶体与共价晶体的熔、沸点比较
03、共价晶体的性质
(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，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式。
【思考与讨论】
03、共价晶体的性质
(2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？
不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。
【思考与讨论】
03、共价晶体的性质
（3）.怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？
从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，C—C、C—Si、Si—Si的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，共价晶体熔化时破坏的是共价键，而键能大小是C—C＞C—Si＞Si—Si，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。
【思考与讨论】
1．下列关于晶体的说法中，正确的是
A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定
B
2.有下列几种晶体:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金刚石;E.晶体氩;F.干冰。
(1)属于分子晶体的是 ,直接由原子构成的分子晶体是 。
(2)属于共价晶体的化合物是 。
(3)直接由原子构成的晶体是 。
(4)受热熔化时,需克服共价键的是 。
BCEF
E
A
ADE
AD
3．常见晶体的结构分析(1)金刚石晶体
①在晶体中每个碳原子以_______个共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为正四面体。②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。③最小环上有_______个碳原子。④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为_______。
四
4
109°28'
sp3
6
1：2
8
(2)二氧化硅晶体
①每个硅原子与相邻的_______个氧原子以共价键相结合构成_______结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，最小的环是_______元环。
4
正四面体
1∶2
2
12
(2)二氧化硅晶体
③每个最小的环实际拥有的硅原子为_______，氧原子数为_______。④1molSiO2晶体中含Si-O键数目为_______，在SiO2晶体中Si、O原子均采取_______杂化。
1/2
1
4NA
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