2025年春高二化学选择性必修2人教版导学案 3.2.2共价晶体（导学案）人教版2019选择性必修2（原卷版）.docx

3.2.2共价晶体

知道共价晶体的结构特点，能辨识常见的共价晶体。

认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构，能借助共价晶体的晶体结构模型说明共价晶体中粒子间的相互作用，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

重点：共价晶体的结构与物理性质。

难点：共价晶体的结构与物理性质。

共价晶体

(1)相邻原子间以共价键结合形成结构的晶体，不存在单个的小分子。

(2)

(3)物理性质

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，所以一般熔点，硬度。

金刚石的晶体结构

(1)金刚石是典型的，天然的金刚石经常呈现规则多面体的外形。C—C—C夹角为，即金刚石中的碳以杂化轨道形成共价键。

(2)金刚石里的C—C共价键的键长，键能很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度，而且熔点也。

SiO2的结构及应用

(1)SiO2是另一种典型的共价晶体，熔点为1713℃，有多种结构，最常见的是，其结构中有顶角相连的形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有，被广泛用作压电材料。

(2)SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

其他常见的共价晶体

(1)某些单质，如硼、、锗和灰锡等。

(2)某些非金属化合物，如(俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)共价晶体中共价键越强，熔点越高。()

(2)共价晶体可能含有离子键。()

(3)共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力。()

(4)SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连。()

(5)通常状况下，60gSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。()

(6)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。()

2．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是()

AlCl3

SiCl4

晶体硼

金刚石

晶体硅

熔点/℃

190

－60

2300

3550

1410

沸点/℃

183

57

2550

4827

2355

A.SiCl4是分子晶体

B．晶体硼是共价晶体

C．AlCl3是分子晶体，加热能升华

D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱

3．有下列几种晶体：A.无色水晶，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________(填字母，下同)。

(2)属于共价晶体的化合物是________。

(3)受热熔化时化学键不发生变化的晶体是________，受热熔化时需克服共价键的晶体是________。

(4)晶体中存在氢键的是________。

(5)晶体中不存在化学键的是________。

考点1分子晶体的结构特点和物理性质

典型共价晶体的结构模型

物质

晶体结构

结构特点

金刚石

a.在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构

b．晶体中C—C—C夹角为

109°28′，碳原子采取sp3杂化

c．最小环上有6个碳原子且六个碳原子不在同一平面内

d．晶体中C原子个数与C—C键个数之比为1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)))＝1∶2

二氧化硅

a.每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构

b．每个正四面体占有1个Si，4个“eq\f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2

c．最小环上有12个原子，即6个O，6个Si

注意：(1)二氧化硅晶体中，没有独立存在的SiO2分子，所以SiO2仅是代表二氧化硅晶体的元素组成的化学式，而不是二氧化硅晶体的分子式。

(2)金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等共价晶体中的成键数目：①金刚石(或晶体硅)中，1molC(或Si)形成2molC—C(或Si—Si)键；②碳化硅晶体中，1mol碳或1mol硅均形成4molC—Si键；③SiO2晶体中，1molSiO2晶体中有4molSi—O键。

共价晶体的物理特性及熔点比较

(1)共价晶体的物理性质

①一般熔点都很高、硬度都很大。

②一般不导电，但晶体硅是半导体。

③难溶于常见的溶剂。

(2)共价晶体熔点比较

对结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。如金刚石、碳化硅、晶体硅的物理性质见下表：

晶体

键能/(kJ·mol－1)

熔点/℃

硬度

金刚石

(C—C)347

3350

10

碳化硅

(C—Si)