化学人教版（2019）选择性必修2 3.2.2 共价晶体 课件（共29张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 3.2.2 共价晶体 课件（共29张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-06 15:32:04 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第二节
分子晶体和共价晶体
共价晶体
第三章 晶体结构与性质
【思考】
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
CO2（干冰）和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断：SiO2是分子晶体吗？为什么熔点SiO2远高于CO2？
1．概念：相邻原子间以共价键相结合，形成空间网状（三维骨架）结构的晶体。
一、共价晶体的概念
2．构成微粒及作用力
原子
共价键
无分子！
3．常见共价晶体及物质类别
(1)某些单质：如金刚石、硅(Si)、锗(Ge)、硼(B)和灰锡(Sn)等。
金刚石：典型的共价晶体，天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形。
①金刚石中的碳原子采取 杂化，与其他四个碳原子形成四条共价键，形成的空间结构是 ，夹角 。
②金刚石中的C—C很短（154pm）键能很大（347.7）。所以，金刚石硬度最大，熔点很高（>3500℃）
③金刚石晶体中碳原子数和共价键数之比是 ，１mol金刚石中含 C—C键。
例：12 g金刚石晶体中含有 C—C共价键。
④金刚石晶体中最小的碳环由 个碳原子组成，每个碳被 多少 个六元环共用，一个碳环含有 个碳原子
(2)某些非金属化合物：如二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
Si
O
①SiO2是另一种典型的共价晶体。它是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点1713 ℃，有多种结构，最常见的是低温石英(α SiO2)。
低温石英(α SiO2)具有手性。
Si
O
②SiO2晶体中最小环上有 个原子，其中有 个Si原子和 个O原子；晶体中Si原子和其周围相连的 氧原子形成正四面体结构；每个Si被 个12元环共用，每个氧被 个12元环共用，1molSiO2晶体中含有 Si—O。
问：60 g SiO2晶体中Si—O的数目是 多少？
(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α- Al2O3)等。
对比分子晶体和原子晶体的数据，得出原子晶体有何物理特性？
(1)共价晶体一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电（单晶硅是半导体）。（共价键强）
【思考与讨论】1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？
二、共价晶体的物理性质
(2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
如：金刚石、硅、锗
【思考与讨论】2、“具有共价键的晶体叫做共价晶体”。这种说法对吗？为什么？
【小结】
1．不同类型晶体熔、沸点的高低比较
共价晶体＞分子晶体
2．共价晶体熔、沸点的高低比较
共价键与分子间的作用力的强弱
共价键的键能、键长
原子半径
（一般来说，键长越短、键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。）
3．分子晶体熔、沸点的高低比较
范德华力和氢键
【阅读】 P82 资料卡片 莫氏硬度
【阅读】 P82 资料卡片 莫氏硬度
【阅读】 P83 科学·技术·社会 金刚石 天然、人工
练习1.美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
A.该共价晶体中含有极性键
B.该共价晶体易气化，可用作制冷材料
C.该共价晶体有很高的熔、沸点
D.该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料
√
2.下列关于SiO2晶体空间结构的叙述正确的是
A.最小的环上，有3个硅原子和3个氧原子
B.最小的环上，硅原子数和氧原子数之比为1∶1
C.最小的环上，有6个硅原子和6个氧原子
D.存在四面体结构单元，O原子处于中心，Si原子处于4个顶角
√
√
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28 g晶体硅中含有Si—Si的个数为2NA
B.124 g白磷(P4)晶体中含有P—P的个数为4NA
C.12 g金刚石中含有C—C的个数为4NA
D.SiO2晶体中1 mol硅原子可与氧原子形成4NA个共价键(Si—O)
√
√
4．金刚石晶胞结构如图
所示，回答下列问题。
(1)一个金刚石晶胞中含有___个碳原子。
(2)已知晶胞参数为a pm，则金刚石的
密度为________ g·cm－3。
(3)晶体中两个最近的碳原子之间的距离为______ pm。
(4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？
8
5.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合______个碳原子，含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有____个硅原子。
4
3
【小结】
1．不同类型晶体熔、沸点的高低比较
共价晶体＞分子晶体
2．共价晶体熔、沸点的高低比较
共价键与分子间的作用力的强弱
共价键的键能、键长
原子半径
（一般来说，键长越短、键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。）
3．分子晶体熔、沸点的高低比较
范德华力和氢键
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
知识拓展－石墨
石墨晶体结构
知识拓展－石墨
石墨
1、石墨为什么很软？
3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔点很高。
石墨为混合型晶体。
2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
109 28
金刚石的晶体结构示意图
共价键
180
109 28
Si
O
二氧化硅的晶体结构示意图
共价键
第二节
分子晶体和共价晶体
共价晶体
第三章 晶体结构与性质
【思考】
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
CO2（干冰）和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断：SiO2是分子晶体吗？为什么熔点SiO2远高于CO2？
1．概念：相邻原子间以共价键相结合，形成空间网状（三维骨架）结构的晶体。
一、共价晶体的概念
2．构成微粒及作用力
原子
共价键
无分子！
3．常见共价晶体及物质类别
(1)某些单质：如金刚石、硅(Si)、锗(Ge)、硼(B)和灰锡(Sn)等。
金刚石：典型的共价晶体，天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形。
①金刚石中的碳原子采取 杂化，与其他四个碳原子形成四条共价键，形成的空间结构是 ，夹角 。
②金刚石中的C—C很短（154pm）键能很大（347.7）。所以，金刚石硬度最大，熔点很高（>3500℃）
③金刚石晶体中碳原子数和共价键数之比是 ，１mol金刚石中含 C—C键。
例：12 g金刚石晶体中含有 C—C共价键。
④金刚石晶体中最小的碳环由 个碳原子组成，每个碳被 多少 个六元环共用，一个碳环含有 个碳原子
(2)某些非金属化合物：如二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
Si
O
①SiO2是另一种典型的共价晶体。它是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点1713 ℃，有多种结构，最常见的是低温石英(α SiO2)。
低温石英(α SiO2)具有手性。
Si
O
②SiO2晶体中最小环上有 个原子，其中有 个Si原子和 个O原子；晶体中Si原子和其周围相连的 氧原子形成正四面体结构；每个Si被 个12元环共用，每个氧被 个12元环共用，1molSiO2晶体中含有 Si—O。
问：60 g SiO2晶体中Si—O的数目是 多少？
(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α- Al2O3)等。
对比分子晶体和原子晶体的数据，得出原子晶体有何物理特性？
(1)共价晶体一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电（单晶硅是半导体）。（共价键强）
【思考与讨论】1、怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？
二、共价晶体的物理性质
(2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
如：金刚石、硅、锗
【思考与讨论】2、“具有共价键的晶体叫做共价晶体”。这种说法对吗？为什么？
【小结】
1．不同类型晶体熔、沸点的高低比较
共价晶体＞分子晶体
2．共价晶体熔、沸点的高低比较
共价键与分子间的作用力的强弱
共价键的键能、键长
原子半径
（一般来说，键长越短、键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。）
3．分子晶体熔、沸点的高低比较
范德华力和氢键
【阅读】 P82 资料卡片 莫氏硬度
【阅读】 P82 资料卡片 莫氏硬度
【阅读】 P83 科学·技术·社会 金刚石 天然、人工
练习1.美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
A.该共价晶体中含有极性键
B.该共价晶体易气化，可用作制冷材料
C.该共价晶体有很高的熔、沸点
D.该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料
√
2.下列关于SiO2晶体空间结构的叙述正确的是
A.最小的环上，有3个硅原子和3个氧原子
B.最小的环上，硅原子数和氧原子数之比为1∶1
C.最小的环上，有6个硅原子和6个氧原子
D.存在四面体结构单元，O原子处于中心，Si原子处于4个顶角
√
√
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28 g晶体硅中含有Si—Si的个数为2NA
B.124 g白磷(P4)晶体中含有P—P的个数为4NA
C.12 g金刚石中含有C—C的个数为4NA
D.SiO2晶体中1 mol硅原子可与氧原子形成4NA个共价键(Si—O)
√
√
4．金刚石晶胞结构如图
所示，回答下列问题。
(1)一个金刚石晶胞中含有___个碳原子。
(2)已知晶胞参数为a pm，则金刚石的
密度为________ g·cm－3。
(3)晶体中两个最近的碳原子之间的距离为______ pm。
(4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？
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5.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和Si原子的位置是交替的。金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合______个碳原子，含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有____个硅原子。
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【小结】
1．不同类型晶体熔、沸点的高低比较
共价晶体＞分子晶体
2．共价晶体熔、沸点的高低比较
共价键与分子间的作用力的强弱
共价键的键能、键长
原子半径
（一般来说，键长越短、键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。）
3．分子晶体熔、沸点的高低比较
范德华力和氢键
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
知识拓展－石墨
石墨晶体结构
知识拓展－石墨
石墨
1、石墨为什么很软？
3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键，故熔点很高。
石墨为混合型晶体。
2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
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金刚石的晶体结构示意图
共价键
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109 28
Si
O
二氧化硅的晶体结构示意图
共价键