3.2 分子晶体与共价晶体 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

分子晶体、共价晶体册别：选择性必修2学科：化学（人教版）

学习目标1、知道共价晶体的结构特点，认识金刚石晶体和二氧化硅晶体的结构。2、能借助共价晶体模型说明共价晶体中粒子间的相互作用与性质（如熔点、硬度等）的关系。

CO2晶体（干冰）SiO2晶体问题：碳元素和硅元素均位于元素周期表中ⅣA族，干冰的熔点很低且易升华，SiO2晶体的熔点却很高，这是为什么？干冰属于分子晶体，分子间作用力只是范德华力，破坏范德华力所需能量低。

单晶硅金刚石SiO2常见的共价晶体

任务1：通过金刚石晶体的结构与性质认识共价晶体的结构与性质的关系。每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻4个碳原子结合，键角为109°28＇，即：碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构。C—C共价键

C原子半径小，C—C键长（154pm）很短，键能（347.7kJ/mol）很大，破坏共价键需要很高的能量。在所有已知晶体中，金刚石的硬度最大，熔点很高（3500℃）。从结构上说明原因。逆向分析：共价键强度键能键长（原子半径）正向梳理：

共价晶体1．构成粒子：由原子直接构成2．粒子间作用力：共价键3．空间结构：三维骨架结构4．物理特性：熔点高、硬度大

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（1）最小的碳环由___个C原子组成，每个环中最多有___个C原子在同一平面。（2）每个C形成___个C—C，每个C—C占有___个C，即C原子与C—C之比为_____。即1mol金刚石含C—C数为____。（3）每个C原子被___个六元环共用，1个碳环占有的C原子为____个。64421:22NA120.5bhf、bhg、bgf、ghf每个面上有3个六元环

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（4）每个晶胞中含有____个C原子。（5）设晶胞边长为apm，晶体密度为____g/cm3。（6）晶胞中两个最近C原子之间的距离为____pm。（7）设C原子半径为rpm，则a与r的关系为____。（8）晶胞的空间利用率为___%。

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（4）每个晶胞中含有____个C原子。8?

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（5）设晶胞边长为apm，晶体密度为____g/cm3。??注意：1pm=10－10cm

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（6）设晶胞边长为apm，晶胞中两个最近C原子之间的距离为______pm。AB是大正方体体对角线，O是大正方体体心，C是小正方体体心，AB=2AO=4AC?两个最近C原子之间的距离为AC，即：大正方体体对角线的1/4！

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（7）设C原子半径为rpm，则a与r的关系为____。两个最近C原子之间的距离，就是两个碳原子半径2r，即（6）设晶胞边长为apm，晶胞中两个最近C原子之间的距离为______pm。??

任务2：进一步认识金刚石晶体的结构。（8）晶胞的空间利用率为___%。???????

迁移应用：认识碳化硅。碳化硅俗称金刚砂，结构类似金刚石，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。（1）碳化硅的化学式为____。SiC晶体硅的结构也类似金刚石。

（2）怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、硅的熔点和硬度依次下降？半径：CSi，键长：C—CC—SiSi—Si，键能：C—CC—SiSi—Si，破坏共价键所需能量依次减小。共价晶体金刚石碳化硅硅熔点/℃350027001410硬度109.56.5

任务3：认识SiO2晶体的结构和性质。SiO2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）。遍布海滩河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗岩里的白色晶体以及透明的水晶都是低温石英。

SiO2的用途：用作压电材料，如制作石英手表；用于制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

（1）低温石英的结构中有顶角相连的_________形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有_____。（2）1个Si原子和_____个O原子形成_____个共价键，1个O原子和_____个Si原子相结合。故1个硅氧四面体中有___个Si和__个O，化学式为_______。（3）1molSiO2中含Si—O键数为___。任务3：认识SiO2晶体的结构。硅氧四面体手性44212SiO24NA

小结：共价晶体共价晶体原子熔点高硬度大键角键长键能方向性饱和性三维骨架结构结构性质用途共价键

同学们，再见