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第3章 第2节 几种简单的晶体结构模型
共价晶体
鲁科版化学（选择性必修二）
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
(2)碳原子的配位数是多少？
【交流·研讨1】
(3)最小环是几元环？是否在同一平面？
(1)碳原子轨道杂化方式？碳碳键的夹角？
1.金刚石
(4)金刚石中每摩尔C所含的C-C共价键数目是多少？
金刚石晶体结构模型
4
sp3
109°28′
6
否
2NA
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
请从构成微粒、微粒间作用力、空间结构特点三个角度描述金刚石晶体结构。
共价晶体：相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体
(1)分析晶胞中碳原子所处的位置，计算每个晶胞含几个碳原子？
1.金刚石
【交流·研讨2】
8
8个位于顶点，6个位于面心，4个位于内部。
金刚石晶胞模型
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
(2) ①晶胞参数为a pm，计算O M原子间的距离d= pm.（用含a的代数式表示）
以O点为坐标原点建立坐标系，请确定M N原子的分数坐标 。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标。
碳化硅晶体
结构模型
碳化硅晶胞模型
2. 碳化硅（SiC）
请用硅原子代替金刚石晶胞中的部分碳原子建立碳化硅晶胞模型
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
金刚石晶胞模型
二氧化硅晶体结构模型
3.二氧化硅（SiO2)
思考：1 mol SiO2中硅氧键的数目是多少？
4NA
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
硅晶体结构模型
【迁移应用】
1.关于金刚砂（SiC）和SiO2晶体的说法错误的是（ ）
A.原子间以共价键相结合
B.晶体中不存在独立的“分子”
C.并不是所有原子杂化方式都为sp3杂化
D.原子未排列成“紧密堆积”结构，原因是共价键具有饱和性和方向性
C
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
常见共价晶体：
（1）某些单质：晶体硅（Si）、晶体锗（Ge）、灰锡（Sn）、晶体硼（B）、高聚氮等。
(2)某些非金属化合物：BN、Si3N4、AlN等。
(3)某些氧化物：SiO2 等。
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
对结构相似的共价晶体：
原子半径越小，键长越短，键能越高，熔点越高，硬度越大
【交流·研讨3】
共价晶体的物理性质：
硬度很大、熔点很高、一般不导电、溶解性差。
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
部分共价晶体的键能、熔点和硬度 晶体 键能/(KJ·mol-1） 熔点/℃ 硬度*
金刚石 （ C-C ) 347 大于3500 10
碳化硅 （ C-Si) 301 2830 9
晶体硅 （Si-Si) 226 1412 7
1.从结构角度分析，为什么共价晶体大都具有较高的熔点和硬度？
2.结构相似的共价晶体，熔点和硬度差异较大的原因并总结规律？
*以金刚石的硬度为10，石墨的硬度为1，划分10个等级
金刚石钻头
碳化硅砂轮
钻石
金刚石切割刀
碳化硅耐火材料
碳化硅电热元件
金刚石
碳化硅
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
2.根据下列物质性质的描述，属于共价晶体的是( ) 。
A.熔点为1700℃，导电性好，延展性强
B.无色晶体，熔点大于3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为801℃，熔化时能导电
D.熔点为-78 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
【迁移应用】
B
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
共价晶体
结构
原子
共价键
立体网状结构
性质
熔点高
硬度大
一般不导电
溶解性差
反映
决定
【小结】
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
科学家成功制成了一种新型碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间立体网状的无限延伸结构。该晶体的类型为______晶体，其中碳原子的杂化方式为______，该物质的化学式为 ______ 。该晶体与二氧化硅晶体相比熔点______ ，硬度______ ，请解释原因： 。
【巩固提升】
共价
sp3
更高
更大
两者结构相似，二氧化碳晶体中碳氧键长更短，键能更高，所以熔点更高，硬度更大。
CO2
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
探究性作业
发展性作业
基础性作业
查阅资料,了解金刚石在更多领域的应用
尝试用橡皮泥和牙签搭建金刚石晶胞模型
课本P110-112的第2 3 7 11题
共价晶体概念 典型晶体结构 共价晶体性质 典型晶体用途
【分层作业】
