晶体结构与性质学案3共价晶体VIP免费

第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体学习目标1．能结合金刚石和晶体硅的晶体结构描述晶体中微粒排列的周期性规律。2．借助金刚石和晶体硅等的模型认识晶体的结构特点，并能说明晶体中的微粒及微粒间的相互作用。核心素养宏观辨识与微观探析：能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。证据推理与模型认知：能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，理解共价晶体中微粒的堆积模型，并能利用均摊法对晶胞进行分析。知识梳理一、共价晶体的概念与性质1．概念相邻原子间以相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。2．构成微粒及作用力3．物理性质(1)共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此，一般熔点，硬度，难溶于常见溶剂，一般导电。(2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长，键能越大，晶体的熔点。4．常见共价晶体及物质类别(1)某些单质：如、、锗(Ge)、硼(B)和灰锡(Sn)等。(2)某些非金属化合物：如、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。(3)极少数金属氧化物，如刚玉(αAl2O3)等。归纳·总结1．不同类型晶体熔、沸点的高低比较不同类型的晶体，熔、沸点的高低顺序为共价晶体＞分子晶体，原因是共价晶体的熔、沸点与共价键的大小有关，而分子晶体的熔、沸点与分子间的作用力有关。2．共价晶体熔、沸点的高低比较(1)共价晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键能。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。(2)若未告知键长和键能的数据时，可以通过比较原子半径的大小来确定共价键的强弱。如比较金刚石(C—C)、晶体硅(Si—Si)、碳化硅(Si—C)，其中原子半径：Si＞C，则熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。[名师点拨](1)共价晶体中不存在单个的分子，因此共价晶体的化学式不表示其实际组成，只表示其组成的原子个数比。(2)共价晶体熔化时破坏的作用力是共价键。(3)共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定是共价晶体，如I2、S8等分子晶体中也含有共价键。(4)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如由稀有气体构成的晶体属于分子晶体，共价晶体中不存在范德华力。巩固·练习1．下列关于金刚石的说法中，错误的是()A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是天然存在的硬度最大的物质D．化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应2．下列晶体属于共价晶体的是()A．晶体碘C．干冰B．晶体硅D．冰3．下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()共价晶体熔点/℃金刚石＞3500氮化硼3000碳化硅2700石英1710硅1410锗1211硬度109.59.576.56.0①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高③构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大④构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大A．①②C．①③二、认识典型的共价晶体的晶胞结构情境·探究[素材一]金刚石是典型的共价晶体，天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形(见下图)。B．③④D．②④[素材二]SiO2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(αSiO2)。遍布海滩河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都是低温石英。其结构如图。[思考交流]1．分析金刚石、二氧化硅的晶体结构模型，判断共价晶体的化学式是否可以代表其分子式？2．金刚石晶体中每个碳原子与几个碳原子相结合？这些碳原子之间形成的空间结构是什么？碳原子的杂化轨道类型是什么？3．金刚石晶体中碳原子数和碳碳共价键数之比是多少？12g金刚石中C—C共价键数是多少？为什么金刚石的熔点高、硬度大？4．分析二氧化硅的结构模型，判断晶体中最小的环上有多少个原子？晶体中硅原子和与硅原子直接相连的氧原子构成的空间构型是什么？60gSiO2晶体中Si—O的数目是多少？归纳·总结金刚石和二氧化硅结构的比较金刚石SiO2(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均约为109°28′(3)最小碳环由6个C组成且六个碳原子不在同一...