3.2.2共价晶体（共13页） 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共13张PPT)
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
课时2 共价晶体
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
思维启航
SiO2是分子晶体吗？
1.概念：
相邻原子之间以共价键相结合形成的具有空间网状结构的晶体。
也叫原子晶体
2.属于共价晶体的物质类别
二. 共价晶体
构成粒子
共价晶体
原子
粒子间的作用力
共价键
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
①某些单质
②某些非金属氧化物
碳化硅(SiC)
氮化硅Si3N4
金刚石、晶体硅、晶体锗
二氧化硅（ SiO2 ）
常见的共价晶体
二. 共价晶体
3.共价晶体的化学式：
①共价晶体中不存在单个分子，整块晶体就是一个“巨分子”
②单质直接用元素符号表示，如晶体硅 Si、金刚石 C
③含两种以上元素的，按各原子数目的最简比写化学式
石英晶体：SiO2，表示晶体中硅、氧原子个数比1：2，不存在单个的SiO2分子。
碳化硅SiC、氮化硅Si3N4 、氮化硼BN
二. 共价晶体
4.共价晶体的物理性质
①由于共价键的键能较大，要使晶体熔化必须消耗大量能量，所以共价晶体的熔沸点高，硬度大。
②一般不导电，熔化时也不导电，但晶体硅是半导体。
③不易溶于任何溶剂。
一般来说，共价晶体中原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，晶体的熔沸点就越高。
二. 共价晶体
正四面体
最小环为六元环
5.两种典型的共价晶体
①在晶体中每个碳原子以4个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。
②C采取sp3杂化，键角109°28'
③晶体中最小的碳环由6个碳原子组成，且不在同一平面内，最多有4个碳原子在同一平面。
二. 共价晶体
（1）金刚石
③一个C-C键被 个环共用，每个环平均有 个C-C键，每个六元环平均有 个C原子
0.5
6
1
12g金刚石中含有的C-C键数目为 。
2NA
二. 共价晶体
（1）金刚石
金刚石中的共用问题
①一个碳原子拥有 根C-C键
2
④1个晶胞含有的碳原子数：
8
②一个C被 个环共用
12
①硅原子杂化类型：
sp3
④每个Si周围有 个O,每个O被 个Si共用，所以每个硅拥有 个O
2
109 28
共价键
②在SiO2 晶体中，最小环为 元环，
12
二. 共价晶体
（2）二氧化硅
4
2
③每个硅周围有 根Si—O键，完全属于这个硅原子
4
晶体中硅、氧原子个数比1：2，所以化学式为SiO2
二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。
石英的左、右型晶体
SiO2用途：制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料
二. 共价晶体
6.二氧化硅的用途
（1）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？
金刚石、硅和锗都是共价晶体，C、Si、Ge的原子半径逐渐增大,原子间的共价键键长逐渐增大，共价键键能逐渐减小,因此金刚石,硅,锗的熔点和硬度逐渐降低。
思考与讨论
（2）碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，CO2和SiO2熔沸点为什么差距那么大？
CO2是分子晶体，熔沸点低，SiO2为共价晶体，熔沸点高、硬度大。
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
2.均为共价晶体
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。
金刚石（C-C） 二氧化硅（Si-O） 碳化硅(Si-C) 晶体硅(Si-Si)
分子晶体熔点较低，在几百度以下甚至更低；原子晶体熔点很高，一般在1000℃以上。
＞ ＞ ＞
1.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
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