第2课时共价晶体发展目标体系构建1.借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。2.能够从化学键的特征,分析理解共价晶体的物理特性。一、共价晶体的结构和性质1.共价晶体的结构特点(1)构成粒子及作用力共价晶体(2)空间结构:整块晶体是一个三维的共价键网状结构,不存在单个的小分子,是一个“巨分子”。2.共价晶体与物质的类别物质种类实例某些非金属单质晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等某些非金属化合物碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等某些氧化物二氧化硅(SiO2)等3.共价晶体的熔、沸点(1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合,熔化时必需破坏共价键,而破坏它们需要很高的温度,所以共价晶体具有很高的熔点。(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。微点拨:含有共价键的晶体都是共价晶体吗?提示:共价晶体中都有共价键,但含有共价键的不一定是共价晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。二、典型的共价晶体1.金刚石(1)碳原子采取sp3杂化,C—C—C夹角为109°28′。(2)每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构,向空间伸展形成空间网状结构。(3)最小碳环由6个碳原子组成,且最小环上有4个碳原子在同一平面内;每个碳原子被12个六元环共用。2.二氧化硅晶体(1)二氧化硅的结构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。石英晶体中的硅氧四面体石英的左、右型晶体相连构成的螺旋链①Si原子采取sp3杂化,正四面体内O—Si—O键角为109°28′。②每个Si原子与4个O原子形成4个共价键,Si原子位于正四面体的中心,O原子位于正四面体的顶点,同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用;每个O原子和2个Si原子形成2个共价键,晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2。③最小环上有12个原子,包括6个O原子和6个Si原子。(2)二氧化硅的用途二氧化硅是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅电电池、芯片和光导纤维的原料。微点拨:SiO2是二氧化硅的分子式吗?提示: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。1.判断正误(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。)(1)凡是由原子构成的晶体都是共价晶体(×)(2)CO2和SiO2中化学键类型相同,晶体类型也相同(×)(3)1molSiO2晶体中含4molSi—O键(×)(4)由于共价键的键能远大于分子间作用力,故共价晶体的熔点比分子晶体高(√)2.下列有关共价晶体的叙述错误的是()A.共价晶体中,只存在共价键B.共价晶体具有空间网状结构C.共价晶体中不存在独立的分子D.共价晶体熔化时不破坏共价键D[A项,共价晶体中原子之间通过共价键相连;B项,共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构;C项,共价晶体是由原子以共价键相结合形成的,不存在独立的分子;D项,共价晶体中原子是通过共价键连接的,熔化时需要破坏共价键。]3.有下列物质:①水晶②冰醋酸③氧化钙④白磷⑤晶体氩⑥氢氧化钠⑦铝⑧金刚石⑨过氧化钠⑩碳化钙⑪碳化硅⑫干冰⑬过氧化氢。根据要求填空:(1)属于共价晶体的化合物是________(填序号,下同)。(2)直接由原子构成的晶体是________。(3)直接由原子构成的分子晶体是________。(4)由极性分子构成的晶体是________,属于分子晶体的单质是________。[解析]属于共价晶体的是金刚石、碳化硅和水晶;属于分子晶体的有晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)。[答案](1)①⑪(2)①⑤⑧⑪(3)⑤(4)②⑬④⑤共价晶体与分子晶体的比较科学研究揭示,30亿年前,在地壳下200km左右的地幔中处在高温、高压岩浆中的碳元素,逐渐形成了具有正四面体结构的金刚石。火山爆发时,金刚石夹在岩浆中上升到接近地表时冷却,形成含有少量金刚石的原生矿床。金刚石具有诸多不同凡响的优良性质:熔点高(3350℃),不导电,硬度极高。而干冰容易气化,碘晶体容易升华。(1)分子晶体...