2021新教材高中化学第三章晶体结构与性质2分子晶体与共价晶体课件 人教版选择性必修2
[基础•初探]
［微思考］为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键,冰晶体主要是水分子 依靠氢键而形成的。由于氢键具有一定的方向性，每个水分子与周围4个 水分子结合,4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样， 每个水分子中的氧原子周围都有4个氢原子，氧原子与其中的2个氢原子通 过共价键结合，因此它们之间的距离较近一些 ，而与另外2个属于其他水 分子的氢原子靠氢键结合在一起。在这种排列中,分子的间距比较大，留有 相当大的空隙，比较松散。因此，液态水变成固态水，即水凝固成冰雪、 霜时，密度变小。
(2)SiO2是二氧化硅的分子式吗？
答案：(1)不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共 价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有 共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空 间网状结构的晶体才是原子晶体。
(2)二氧化硅为原子晶体，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。
[整理•提升]
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大， 其熔、沸点越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。如
⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加， 熔、沸点升高。如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
课程目标
1.借助分子晶体、共价晶体等模型认识晶体的结构特点。 2.能从范德华力、氢键的角度分析、理解分子晶体的物理性 质。 3.学会比较晶体的熔、沸点。
在铜的晶胞结构中[基,础铜•初原探子] 不全属于该晶胞,按均摊 晶胞1.分的子原晶体子的数概=念8及×18粒+子6×间12的=4相。互作用
有一部分溶于水，一 部分溶于有机溶剂
导电性
熔化时破坏 的作用力
实例
不导电，个别为半导 不导电，部分溶于水
体
导电
共价键
分子间作用力
金刚石
干冰
[整理•提升]
2.判断共价晶体和分子晶体的方法
(1)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体 的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。 (2)依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在 数百摄氏度以下。 (3)依据物质的状态判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶 体。 (4)依据物质的挥发性判断 一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。
[整理•提升] 1.共价晶体与分子晶体的比较
晶体类型 定义
共价晶体
分子晶体
相邻原 子间以共价 分子间以分子间作用 键相结合而形成空间 力相结合的晶体
网状结构的晶体
组成粒子
原子
分子
粒子间作用 力
共价键
分子间作用力
熔、沸点 硬度
很高 很大
较低 较小
[整理•提升]
晶体类型
共价晶体
分子晶体
溶解性
不溶于任何溶剂
☂名师点拨
干冰与冰 干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，而熔点却比冰的低得多，在常压下极 易升华。而且，由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12 个紧邻分子，密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。
1.共价晶体的概念
[基础•初探]
(1)概念：相邻原子间以 共价键 相结合形成的具有 空间立体网状 结构 的晶体，称为共价晶体。
5.常见的共价晶体
[基础•初探]
(1)某些单质，如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(Sn)等； (2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、Si3N4。 (3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)。
[基础•初探]
微思【考预习思考2】
(1)“具有共价键的晶体叫做原子晶体”这种说法对吗？为什 么？
[整理•提升]
3.分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较
(1)不同类型的晶体 熔、沸点：原子晶体>分子晶体。 (2)同一类型的晶体 分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；非金属氢化物分子间含有 氢键的分子晶体，熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如H2O> H2Te> H2Se> H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 如SnH4>GeH4> SiH4> CH4。
微点拨：分子晶体在熔化时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键。
பைடு நூலகம்
[基础•初探]
4.分子晶体的结构特征
(1)只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积 ：每个分子周围有 12个紧邻的分子，如C60、干冰、I2、O2等。 (2)有分子间氢键——不具有分子密堆积特征：如HF、冰、NH3等。
为什么一个分子周围有12 个紧邻分子？
1:
4
1 2
1:
2
。
⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心
以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳
原子数为
81 6 1 4 8 82
。
(2)二氧化硅晶体
[基础•初探]
①每个硅原子与相邻的 4 个氧原子以共价键相结合构 成 正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原 子在正四面体的4个顶点。 ②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与 2 个Si原 子成键，最小的环是 12 元环。 ③每个最小的环实际拥有的硅原子为 6×1/12=1/2 ，氧 原子数为 6×1/6=1。 ④1molSiO2晶体中含Si—O键数目为 4NA，在SiO2晶体中 Si、O原子均采取 sp3 杂化。 ⑤SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红 宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。
[整理•提升]
共价晶体 ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越 大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。. ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半 径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳 化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C<Si，则键长：C—C<C— Si<Si—Si，故键能：C—C<C—Si<Si—Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体 硅。
(1结)概念合：下只含图分子,钠的、晶体锌称、为分碘子、晶体金。刚石晶胞中含有原子的数
(2)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，
8。 分子内原子之间以 共价键结合。
2.分子晶体的物理性质
(1)分子晶体熔、沸点 低 ，硬度 小 ，易升华。 (2)分子晶体不导电。
钠、锌、碘、金刚石碘晶晶胞胞示示意图意图
[基础•初探]
3.分子晶体的种类
(1)所有的 非金属氢化物 ，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等； (2)部分 非金属单质，如卤素(X2)、氧气(O2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、 碳60(C60)、稀有气体等； (3)部分非金属氧化物，如CO2、P4O10、SO2等 (4)几乎所有的 酸 ； (5)绝大多数有机物。
[基础•初探] 4.共价晶体的物理性质
(1)熔点很高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔 化就要破坏共价键，需要很高的能量。因此，共价晶体一般都具有很高 的熔点。如金刚石的熔点大于3 550℃。 (2)硬度很大。如金刚石是天然存在的最硬的物质。 (3)一般不导电，但晶体硅、锗是半导体。 (4)难溶于一般的溶剂。
☂名师点拨
（1）晶体硅、碳化硅晶体的结构与金刚石相似，晶体硅可看作是硅原 子取代金刚石中碳原子的位置得到的，碳化硅晶体可看作是C、Si交替 排列形成的（存在以C为中心，Si为顶点或以Si为中心，C为顶点的正四 面体结构）。 （2）在金刚石、晶体硅、碳化硅中，C、Si均采取sp3杂化，最小的环均 为六元环。 （3）共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比， 如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1：2。而分子晶体的化学 式表示真实的组成。
2.构成微粒及微粒间的相互作用
原子
共价键
[基础•初探] 3.典型共价晶体的结构分析
(1)金刚石
①在晶体中每个碳原子以 四 个共价单键与相邻的 4 个 碳原子相结合，成为正四面体。
②晶体中C一C一C夹角为 109° 28'，碳原子采取了sp3 杂
化。
③最小环上有 6 个碳原子。
④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为
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高中化学第3章晶体结构与性质章末复习课课件新人教版选择性必修2
加德罗常数的值为NA,化合物X的密度
ρ=
436×1030
A
g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
解析 (1)①基于物质熔点和电负性的化学键类型判断
②基于晶胞图示证据的配位数判断
③基于定义表达式的密度计算
(2)①基于晶胞图示证据的微粒个数判断
②基于定义表达式的密度计算
(3)①基于均摊法的化学式判断和基于守恒的化学方程式书写
O
(填元素符号)。
解析 (1)注意[Fe(NO)(H2O)5]2+中N原子与Fe2+形成配位键即可。
(2)[Ni(NH3)6]2+为配离子,Ni2+与NH3之间形成的是配位键。配体NH3中提
供孤电子对的为N。
(3)[Zn(CN)4]2-中,Zn2+提供空轨道,CN-中的C原子提供孤电子对,形成配位
键,据此可写出该结构。
(4)该配离子中Cu2+提供空轨道,O提供孤电子对,故配位原子为O。
维骨架结构的共价晶体。
(5)Fe(CO)5的熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,故其固体为分子晶体。
[对点训练1]
有A、B、C三种晶体,分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形
成,对这三种晶体进行实验,结果如表所示。
晶体 熔点/℃
硬度
水溶性 导电性
水溶液与Ag+反应
A
801
较大
易溶
水溶液(或熔融)导电
(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
AlF3的晶体结构
(2)(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b
nm、c nm,结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为
ρ=
436×1030
A
g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
解析 (1)①基于物质熔点和电负性的化学键类型判断
②基于晶胞图示证据的配位数判断
③基于定义表达式的密度计算
(2)①基于晶胞图示证据的微粒个数判断
②基于定义表达式的密度计算
(3)①基于均摊法的化学式判断和基于守恒的化学方程式书写
O
(填元素符号)。
解析 (1)注意[Fe(NO)(H2O)5]2+中N原子与Fe2+形成配位键即可。
(2)[Ni(NH3)6]2+为配离子,Ni2+与NH3之间形成的是配位键。配体NH3中提
供孤电子对的为N。
(3)[Zn(CN)4]2-中,Zn2+提供空轨道,CN-中的C原子提供孤电子对,形成配位
键,据此可写出该结构。
(4)该配离子中Cu2+提供空轨道,O提供孤电子对,故配位原子为O。
维骨架结构的共价晶体。
(5)Fe(CO)5的熔、沸点较低,符合分子晶体的特点,故其固体为分子晶体。
[对点训练1]
有A、B、C三种晶体,分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形
成,对这三种晶体进行实验,结果如表所示。
晶体 熔点/℃
硬度
水溶性 导电性
水溶液与Ag+反应
A
801
较大
易溶
水溶液(或熔融)导电
(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
AlF3的晶体结构
(2)(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b
nm、c nm,结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为
新人教版化学选3 第三章 第二节分子晶体与原子晶体
分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
晶体类型
结构、性质
分子晶体
原子晶体
结 构
构成晶体粒子
粒子间的作用力 硬度 溶、沸点
分子 分子间作用力 较小
Байду номын сангаас
原子 共价键 较大
较低
固态和熔融状 态都不导电 相似相溶
很高
不导电
性 质
导电
溶解性
难溶于常见溶剂
知识拓展－比较石墨和金刚石晶体结构
1.55×10-10m
石墨
金刚石
思考：
（1）石墨为什么很软？
（2）石墨的熔沸点为什么很高？ 石墨的熔点为什么高于金刚石？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合， 容易滑动，所以石墨很软。 沸点 （℃） 4827 4827
熔点 它们都有很强的C-C共价键。在石墨 （℃） 中各层均为平面网状结构，碳原子 之间存在很强的共价键（大π键）， 3652 C-C键长比金刚石的短，键的强度大， 石墨 故其熔点金刚石高。 金刚石 3550
第三章 晶体结构与性质
第二节
《分子晶体与原子 晶体》第二课时
二．原子晶体（共价晶体）
1、概念：
金 刚 石
构成晶体的粒子是原子，所有的 相邻原子间都以共价键相结合而形成 空间立体网状结构的晶体。
观察· 思考
• 对比分子晶体和原子晶体的数据，原子 晶体有何物理特性？
2、原子晶体的物理特性
（1）熔点和沸点高； （2）硬度大； （3）一般不导电； （4）且难溶于一些常见的溶剂。 在原子晶体中，由于原子间以较强的 共价键相结合，而且形成空间立体网状结 构，所以原子晶体有特殊的物理性质。
（3）石墨属于哪类晶体？为什么？
高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体新人教版选择性必修2
3．二氧化硅晶体中硅原子与和硅原子直接相连的氧原子构成的空 间结构是什么？
提示：二氧化硅晶体中Si原子与其周围相连的4个氧原子形成正四面 体结构。
4．二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键数目之比是多少？60 g SiO2晶 体中含Si—O键的数目是多少？
提示：SiO2晶体中Si原子与Si—O键数目之比为1 4；60 g SiO2晶体 中含Si—O键的数目为4NA。
2．碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2，为什么物理性质差异 很大？
提示：CO2的晶体是分子晶体，晶体中CO2分子之间通过范德华力 相结合，每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是共 价晶体，硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构， 晶体中不存在小分子。
3．金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们
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
1．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 成微粒之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
2．能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法 对晶胞进行分析。
一、共价晶体的概念及性质
1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相 邻 原 子 间 以 ____共__价__键____ 相 结 合 形 成 共 价 键 三 维 骨 架 结 构 的 晶 体。 (2)构成微粒及微粒间作用力
(4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？
提示：2r＝
3 4a
pm，即
r＝
3 8a
pm。
2．依据金刚石的结构判断12 g金刚石晶体中含C—C共价键的数目 是多少？
提示：依据均摊法可知，金刚石中每个碳原子形成4条共价键，其 中碳原子数与C—C共价键数之比是1 2，故12 g金刚石中含有的C—C 数目是2NA。
提示：二氧化硅晶体中Si原子与其周围相连的4个氧原子形成正四面 体结构。
4．二氧化硅晶体中Si原子与Si—O键数目之比是多少？60 g SiO2晶 体中含Si—O键的数目是多少？
提示：SiO2晶体中Si原子与Si—O键数目之比为1 4；60 g SiO2晶体 中含Si—O键的数目为4NA。
2．碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2，为什么物理性质差异 很大？
提示：CO2的晶体是分子晶体，晶体中CO2分子之间通过范德华力 相结合，每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是共 价晶体，硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构， 晶体中不存在小分子。
3．金刚石、碳化硅、晶体硅均具有相似的结构，下表列出了它们
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
1．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 成微粒之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
2．能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法 对晶胞进行分析。
一、共价晶体的概念及性质
1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相 邻 原 子 间 以 ____共__价__键____ 相 结 合 形 成 共 价 键 三 维 骨 架 结 构 的 晶 体。 (2)构成微粒及微粒间作用力
(4)碳原子的半径为r，则a、r有什么关系？
提示：2r＝
3 4a
pm，即
r＝
3 8a
pm。
2．依据金刚石的结构判断12 g金刚石晶体中含C—C共价键的数目 是多少？
提示：依据均摊法可知，金刚石中每个碳原子形成4条共价键，其 中碳原子数与C—C共价键数之比是1 2，故12 g金刚石中含有的C—C 数目是2NA。
第3章第2节分子晶体与共价晶体第2课时课件(57张)
(3)依据晶体的导电性判断。 分子晶体为非导体,但部分分子晶体溶于水后能导电,如HCl。共价晶体多数为 非导体,但晶体Si、晶体Ge为半导体。 (4)依据晶体的硬度和机械性能判断。 共价晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆。
(5)依据物质的分类判断。 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属 氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ②常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的化合物类共价 晶体有碳化硅、二氧化硅等。
【思考·讨论】 (1)常见的单质共价晶体有哪些?
提示:金刚石、单质硅、单质硼。 (2)常见的共价晶体化合物有哪些? 提示:SiO2、SiC、C3N4、Si3N4、BN、AlN、BP、GaAs等。
【案例示范】 【典例】(2020·洛阳高二检测)下列晶体性质的比较中不正确的是( ) A.沸点:NH3>PH3 B.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4 C.硬度:白磷>冰>二氧化硅 D.硬度:金刚石>碳化硅>晶体硅
【思考·讨论】 金刚石的晶胞如图所示:
(1)1 mol金刚石中含________个共价键。 提示:2NA。 (2)晶胞棱长为a,碳原子半径为r。a、r之间有什么关系? 提示:2r= 1 3a。
4
【案例示范】
【典例】将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无 氧条件下高温灼烧,可得到氮化硅(Si3N4)固体,氮化硅是一种新型耐高温、耐 磨材料,在工业上有广泛的应用。下列推断可能正确的是 ( )
①每个碳原子都采取sp3杂化,与相邻的4个碳原子以共价键相结合,正四面体形 结构,键角109°28′ 。 ②晶体中最小的碳环由6个碳原子组成,且不在同一平面内,最多有4个碳原子 在同一平面。 ③每个C形成4个C—C键,每个C占有2个C—C键,即C原子与C—C键之比为1∶2。 ④每个C原子被12个六元环共用,1个碳环占有的碳原子为0.5个。 ⑤每个C—C键被6个六元环共用。
高中新教材化学课件选择性必修分子晶体与共价晶体
。
输入 标题
金属晶体
金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、 铝、铁和铜等。
离子晶体
混合晶体
相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网 状结构的晶体叫做原子晶体。例如金刚石晶体，单质
硅等。
原子晶体
同时含有两种或两种以上键型的晶体。如石墨晶体中 含有共价键和金属键；铵根离子中有共价键和配位键 ；氢氧化钠中含有离子键和共价键。
复合材料
通过将分子晶体与共价晶 体相结合，可以制备出具 有优异力学、热学、电学 等性能的复合材料。
能源科学领域应用举例
太阳能电池
共价晶体中的半导体材料可用于制造 太阳能电池，将太阳能转化为电能。
燃料电池
储能材料
利用分子晶体和共价晶体的特性，可 以设计和合成具有高能量密度和长寿 命的储能材料，如锂离子电池、超级 电容器等。
04 分子晶体与共价 晶体比较与鉴别
结构差异导致性质差异
01 02
分子晶体
由分子构成，分子间通过分子间作用力相互结合，分子内部原子间通过 共价键连接。常见的分子晶体有稀有气体、非金属氢化物、非金属氧化 物等。
共价晶体
由原子构成，原子间通过共价键相互连接形成空间网状结构。常见的共 价晶体有金刚石、二氧化硅、碳化硅等。
密度
一般情况下，组成和结构相似的分 子晶体，相对分子质量越大，密度 越大。
典型分子晶体举例及分析
稀有气体
单原子分子，无化学键，仅存在微弱的范德华力，熔沸点 很低。
干冰（CO2）
直线型分子，分子间存在范德华力，熔沸点低，易升华。
碘（I2）
双原子分子，分子间存在范德华力，受热易升华，遇冷易 凝华。
冰（H2O）
03
输入 标题
金属晶体
金属单质及一些金属合金都属于金属晶体，例如镁、 铝、铁和铜等。
离子晶体
混合晶体
相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网 状结构的晶体叫做原子晶体。例如金刚石晶体，单质
硅等。
原子晶体
同时含有两种或两种以上键型的晶体。如石墨晶体中 含有共价键和金属键；铵根离子中有共价键和配位键 ；氢氧化钠中含有离子键和共价键。
复合材料
通过将分子晶体与共价晶 体相结合，可以制备出具 有优异力学、热学、电学 等性能的复合材料。
能源科学领域应用举例
太阳能电池
共价晶体中的半导体材料可用于制造 太阳能电池，将太阳能转化为电能。
燃料电池
储能材料
利用分子晶体和共价晶体的特性，可 以设计和合成具有高能量密度和长寿 命的储能材料，如锂离子电池、超级 电容器等。
04 分子晶体与共价 晶体比较与鉴别
结构差异导致性质差异
01 02
分子晶体
由分子构成，分子间通过分子间作用力相互结合，分子内部原子间通过 共价键连接。常见的分子晶体有稀有气体、非金属氢化物、非金属氧化 物等。
共价晶体
由原子构成，原子间通过共价键相互连接形成空间网状结构。常见的共 价晶体有金刚石、二氧化硅、碳化硅等。
密度
一般情况下，组成和结构相似的分 子晶体，相对分子质量越大，密度 越大。
典型分子晶体举例及分析
稀有气体
单原子分子，无化学键，仅存在微弱的范德华力，熔沸点 很低。
干冰（CO2）
直线型分子，分子间存在范德华力，熔沸点低，易升华。
碘（I2）
双原子分子，分子间存在范德华力，受热易升华，遇冷易 凝华。
冰（H2O）
03
高中化学课件：共价晶体
√B.②③④
C.④⑤
D.②⑤
4.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件 下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨 材料，在工业上有广泛的应用。下列推断可能正确的是
A.SiCl4、Si3N4的晶体类型相同
√B.Si3N4晶体是立体网状结构
键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径 越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C<Si，则键长：C-C < C-Si < Si-Si，故键能：C-C<C-Si<Si-Si，熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
②比较范德华力
组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高
③比较分子极性
相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。
④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。
任务五：分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较
1.不同类型的晶体熔、沸点： 共价晶体>分子晶体 2.同一类型的晶体熔、沸点：
共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。
③ 在SiO2 晶体中，最小环为 12 元环， 没有 单个的SiO2分子存在。
180º
109º28´
共价键
知识拓展 碳化硅
俗名“金刚砂”，它具有类似金刚石的结构和 性质，其空间结构中碳原子和硅原子相间排列， 化学式为 SiC。
SiC 的球棍模型
用途
功能陶瓷 高级耐火材料 磨料
深度思考
2.碳和硅同主族，它们的氧化物CO2和SiO2，为什么物理性质差异很大？ 提示 CO2的晶体是分子晶体，晶体中CO2分子之间通过范德华力相 结合，每个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是共 价晶体，硅原子和氧原子之间通过共价键相互结合形成空间网状结构， 晶体中不存在小分子。
第三章第二节分子晶体与共价晶体第二课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件
3.常见的共价晶体 （1）部分单质。
以碳为中心
金刚石、硼(B)、硅(Si)、锗(Ge) 和灰锡(Sn)等。 （2）部分非金属化合物。
碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、二氧化硅
(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 （3）极少数金属氧化物。
刚玉(Al2O3)等 近年来以Si3N4 为基础，用Al取代部分 Si，用O取代部分N而获得结构多样化的 陶瓷，用于制造LED发光材料。
(2)第ⅣA族相邻元素间也可形成相似结构的晶体(如SiC) (3)与第ⅣA族 相 邻 的元素间根，如BN、GaAs等也可形成与金刚石 结构相似的晶体。
金刚石
晶体硅
SiC
GaAs
(2)二氧化硅晶体
①SiO2在自然界分布： SiO2是自然界含量最高的二元氧化物，熔点1713 ℃， 有多种结构 ，最常见的是低温石英。遍布河岸的黄沙、带状的石英矿脉、 花岗石里的白色晶体以及透明的水晶都低温石英。
√ 类型。( ) × (6)SiO2是二氧化硅的分子式。( )
5.共价晶体的结构特征
(1)金刚石晶体
天然金刚石呈 现多面体外形
金刚石的结构
金刚石的晶胞
金刚石晶体的结构特点
①每个碳与相邻_4__个碳以 共__价__键__键结合， 形成__正__四__面__体__结构。键角为1__0_9_°__2_8_'.每个碳 原子都采取_s_p_3_杂__化_。 ②晶体中最小的碳环由__6_个碳组成，且_不__在__ 同一平面内；
碳原子 硅原子
(4)依据导电性判断。 分子晶体为非导体,但部分溶于水后能导电;原子晶体多数为非导体,但晶体 硅、锗是半导体。 (5)依据物质的分类判断 常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合 物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等； 大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、 非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 (6)依据物质的状态判断 一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。
高中化学第3章晶体结构与性质第2节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体课时作业新人教版选择性必修2
第三章 第二节 第2课时一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．碳化硅(SiC)俗称金刚砂，与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为 2 700 ℃，其晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是( C )A ．SiC 晶体中碳原子和硅原子均采用sp 3杂化B ．距离硅原子最近的硅原子数为12C ．金刚石的熔点低于2 700 ℃D ．若晶胞参数为a pm ，则该晶体的密度为1606.02×10－7a3 g·cm －3 解析：SiC 晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp 3杂化，A 正确；在SiC 中距离硅原子最近的硅原子数为与距离碳原子最近的碳原子数是一样的，而距离碳原子最近的碳原子数和干冰中二氧化碳的配位数是一样的，所以是12个，B 正确；共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高，C —C 键键长比Si —Si 键键长短，金刚石的熔点高于2 700 ℃，C 错误；碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为a pm ，则该晶体的密度为160 g N A ×a 3×10－30cm 3＝1606.02×10－7a 3g·cm －3，D 正确。
故选C 。
2．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是( A )A ．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体B ．金刚石晶胞中含有6个碳原子C ．60 g SiO 2晶体中所含共价键数目为6N A (N A 是阿伏加德罗常数的值)D ．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力解析：金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体，A 项符合题意；金刚石的晶胞中含有碳原子数为8×18＋6×12＋4＝8个，B 项不符合题意；60 g SiO 2晶体的物质的量为 1 mol,1 mol Si 原子与4 mol O 原子形成4 mol 硅氧键，1 mol O 原子与2 mol Si 原子形成2 mol硅氧键，故1 mol SiO2中含4 mol硅氧键，即共价键数为4N A，C项不符合题意；二氧化硅晶体属于共价晶体，熔化时破坏共价键，D项不符合题意。
第三章第二节分子晶体与共价晶体第一课时-2024-2025学年高中化学选择性必修二课件
向的4个相邻水分子相互吸引。
③使得晶体中分子的空间利用率降
低，留有相当大的空隙，这种晶体
不具有分子密堆积特征。
冰晶体
小结：典型的分子晶体的结构特点
物质
干冰
冰
晶体 结构
结构 特点
①相邻分子间只存在范德华力 ①水分子之间的作用力有范德华力和氢键
②每个晶胞中有4个CO2分子 ，但主要作用力是氢键
，12个原子
作用力( × ) (2)分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键( √ ) (3)分子晶体熔化或溶于水均不导电( × )
(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大( × ) (5)水分子间存在着氢键，故水分子较稳定( × ) (6)H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的( × ) (7)SiCl4晶体是分子晶体，熔点高于CCl4( √ )
A.CH4·14H2O C.CH4·273 H2O
B.CH4·8H2O D.CH4·6H2O
课堂练习7：如图为干冰的晶体结构示意图。 (1)通过观察分析，有__4__种取向不同的CO2分子。 将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm， 则紧邻的两个CO2分子的距离为______ pm。
(2)其密度ρ为________________________ (1 pm＝10－10 cm)。
以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红 磷、萘等)，且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。 分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因
而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导 电，如HCl、乙酸等。 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶 剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体选择性必修第二册第二册化学
但某些分子晶体溶于水 导电,但Si、Ge为半导体
能导电,如HCl
溶解性 相似相溶
难溶于一般溶剂
影响熔点高 分子间作用力的强弱
低的因素
12/11/2021
共价键的强弱
第二十三页，共四十页。
随堂检测
课堂篇素养提升
(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大? 提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分子间
只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的氢键具有方 向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有较大的空隙,所以相同状
况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采取密堆积方式形成晶体,所以干
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第二十一页，共四十页。
课堂篇素养提升
探究(tànjiū)1
探究(tànjiū)2
素养(sùyǎng)
脉络
随堂检测
深化拓展
1.分子晶体与共价晶体的比较
晶体类型
定义
构成微粒 微粒间的 作用力
12/11/2021
分子晶体
共价晶体
相邻分子通过分子间作用力结 合形成的晶体
相邻原子间以共价键 结合而形成的三维网 状结构的晶体
探究(tànjiū)1
探究(tànjiū)2
素养(sùyǎng)
脉络
分子晶体与共价晶体的比较
问题探究
随堂检测
课堂篇素养提升
(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?
提示:不能。因为共价晶体是一个三维的空间网状结构,晶体中无小分子存在。
12/11/21
第二十页，共四十页。
很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相结合,每 个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是原子晶体,硅
能导电,如HCl
溶解性 相似相溶
难溶于一般溶剂
影响熔点高 分子间作用力的强弱
低的因素
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共价键的强弱
第二十三页，共四十页。
随堂检测
课堂篇素养提升
(1)为什么干冰的熔点比冰低而密度却比冰大? 提示:冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用,而干冰中CO2分子间
只有范德华力,所以冰的熔点比干冰高。由于水分子间形成的氢键具有方 向性,导致冰晶体不具有分子密堆积特征,晶体中有较大的空隙,所以相同状
况下冰的密度较小。由于干冰中CO2分子采取密堆积方式形成晶体,所以干
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探究(tànjiū)1
探究(tànjiū)2
素养(sùyǎng)
脉络
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1.分子晶体与共价晶体的比较
晶体类型
定义
构成微粒 微粒间的 作用力
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分子晶体
共价晶体
相邻分子通过分子间作用力结 合形成的晶体
相邻原子间以共价键 结合而形成的三维网 状结构的晶体
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脉络
分子晶体与共价晶体的比较
问题探究
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(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?
提示:不能。因为共价晶体是一个三维的空间网状结构,晶体中无小分子存在。
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很大?
提示:CO2的晶体是分子晶体,晶体中CO2分子之间通过范德华力相结合,每 个CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。SiO2是原子晶体,硅