高中化学 第3章 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体课件 新人教版选修3
答案 C
2.下列物质直接由原子构成的一组是( )
①CO2 ②SiO2 ③晶体Si ④白磷 ⑤乙醇 ⑥Fe ⑦Na2O ⑧固态He
A.①②③④⑤⑧
B.②③④⑥⑧
C.②③⑧
D.①②⑤⑦⑧
解析 共价晶体都由原子直接构成，如②③；离子化合物由阴、阳离子构成，如
⑦；分子晶体由分子构成，如①④⑤⑧，但⑧也可称由原子构成；金属晶体由金
2.晶体硅 把 金 刚 石中 的 C原 子 换 成 Si原 子 ， 得到 晶 体 硅的 结 构 ，不 同 的 是 Si—Si键 长 __＞__C—C键长。
3.二氧化硅晶体 (1)Si原子采取__sp__3 杂化，正四面体内O—Si—O键角为_1_0_9_°__2_8_′。 (2)每个Si原子与__4__个O原子形成__4__个共价键，__S_i_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__1_2_个原子，包括__6__个O原子和__6__个Si原子。
3.共价晶体与分子晶体熔、沸点高低的比较 (1)晶体类型不同：共价晶体＞分子晶体 理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力 有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。 (2)晶体类型相同 ①共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点 越高。例如：金刚石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶体硅。
②分子晶体 a.若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高 。如HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。 b.组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸 点越高。如I2＞Br2＞Cl2＞F2；SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c.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，范德华力越 大，熔、沸点越高。如CO＞N2。 d.同类别的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷 。
【自主思考】 2.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。
[自 我 检 测]
1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。 (1)共价晶体内的共价键的键能越大，熔、沸点越高。( ) (2)CO2和SiO2中中心原子的杂化方式相同。( ) (3)共价晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键。( ) (4)几乎所有的酸都属于分子晶体。( ) (5)互为同素异形体的单质的晶体类型一定相同。( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
共价键的强弱
分子间作用力(包括氢键)的强弱
典型 物质
部分非金属单质：金刚石、 大部分非金属单质：O2、I2、S8、P4、
晶体硅、晶体硼等；
C60、稀有气体等；
所有非金属氢化物：水、氨、甲烷等；
部分非金属化合物：SiC、
BN 、 AlN 、 Si3N4 、 C3H4 某些氧化物：SiO2等
等
；大部分非金属氧化物：SO2、SO3等； 几乎所有的酸：H2SO4、H3PO4等； 绝大多数有机物：苯、乙酸、葡萄糖等
2.共价晶体与物质的类别 物质种类
某些___非__金__属__单__质____ 某些__非__金__属__化__合__物___
某些__氧__化__物___
实例 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等
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___。
3.下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种共价晶体的是( ) ①Al2O3是两性氧化物 ②硬度很大 ③它的熔点为2 045 ℃ ⑤自然界中的刚玉有红定石和蓝定石
④几乎不溶于水
A.①②③
B.②③④
C.④⑤
D.②⑤
解析 ①指的是Al2O3的分类，⑤指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3 是一种共价晶体。
第2课时 共价晶体
学业要求
素养对接
1.借助共价晶体模型认识共价晶体的 微观探析：共价晶体的结构特点。
结构特点。 模型认知：建立共价晶体模型，并利
2.能够从化学键的特征，分析理解共 用共价晶体模型进行相关计算。
价晶体的物理特性。
[知 识 梳 理]
一、共价晶体的结构和性质 1.共价晶体的结构特点
(1)构成微粒及作用力 原子晶体构 微粒成间微作粒用：力：原子共价键 (2)空间构型：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”。
微粒间的作用力 共价键(极性键和非极性键) 分子间作用力(氢键、范德华力)
熔、沸点 硬度
很高 很大
较低 较小
物质的
一般固态或融熔状态下均不 固态和熔融状态下都不导电，但
导电性
性质
导电，有的是半导体
某些分子晶体溶于水能导电
导热性 溶解性
不良 不溶于任何溶剂
不良 一般服从“相似相溶”
决定熔、沸 点高低因素
2.金刚石是典型的共价晶体，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.是自然界中硬度最大的物质 D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应 解析 在金刚石中，碳原子之间以共价键结合形成空间立体网状结构，不存在具 有有限固定组成的分子。由于碳的原子半径比较小，碳与碳之间的共价键键能高 ，所以金刚石的硬度很高，因此A、B、C选项是正确的；但是由于金刚石是碳的 单质，在高温下可以在空气或氧气中燃烧生成CO2，故D选项的说法是错误的。 答案 D
属阳离子和自由电子构成。如⑥。
答案 C
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________。 (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________。
【例1】 氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下
列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作
用力相同的是( )
A.C60和金刚石 C.冰和干冰
B.晶体硅和水晶 D.碘和金刚砂
解析 氮化硼是由两种非金属元素形成的化合物，根据该化合物的性质可知其为
共价晶体，微粒间作用力为共价键。C60和金刚石熔化时分别克服的是分子间作 用力和共价键，A项错误；冰和干冰熔化时均克服的是分子间作用力，C项错误；
2.共价晶体与分子晶体的结构特征 (1)共价晶体的结构特征 在共价晶体中，各原子均以共价键结合，因为共价键有方向性和饱和性，所以中 心原子周围的原子数目是有限的，原子不采取密堆积方式。 (2)分子晶体的结构特征 ①分子间不存在氢键的分子晶体，由于范德华力没有方向性和饱和性，所以分子 尽可能采取密堆积方式。 ②分子间存在氢键的分子晶体，由于氢键具有方向性和饱和性，所以分子不能采 取密堆积方式。
1.分子晶体和共价晶体的构成微粒相同吗？ 提示 不同。分子晶体为分子，共价晶体为原子。
2.分子晶体和共价晶体受热熔化时克服微粒间作用力相同吗？ 提示 不同，前者为分子间作用力，后者为共价键。
【点拨提升】 1.共价晶体与分子晶体的组成、结构和性质的比较
比较
类型
共价晶体
分子晶体
构成晶体的粒子
原子
分子
答案 B
学习任务一 共价晶体与分子晶体的比较 【合作交流】 科学研究揭示，30亿年前，在地壳下200 km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(3 350 ℃)，不导电，硬度极高。而干冰容易气化， 碘晶体容易升华。
【点拨提升】 金刚石(晶体硅)、碳化硅、二氧化硅的晶胞
1.金刚石(晶体硅) 金刚石(晶体硅)晶胞的每个顶点和面心均有1个C(Si)原子，晶胞内部有4个C(Si)原 子，每个金刚石(晶体硅)晶胞中含有 8 个C(Si)原子。
2.碳化硅晶胞 (1)碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′。 (2)每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)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个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子 。 (4)每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子。
2.以金刚石为例，说明共价晶体的微观结构与分子晶体有哪些不同？ 提示 ①构成微粒不同，共价晶体中只存在原子，没有小分子。②相互作用不 同，共价晶体中存在的是共价键。
3.分析二氧化硅晶体结构模型，判断晶体中最小的环有多少个原子？1 mol SiO2中 含有多少摩尔Si—O键？ 提示 SiO2晶体中最小环上有12个原子。1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。
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)②⑬ ④⑤
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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。
课件2：3.2.2 共价晶体
2.构成共价晶体的微粒
共价晶体是由原子构成的，微粒间的作用力是共价键，气化或熔化时
破坏的作用力为共价键。
原子
3.常见的共价晶体
共价键
①某些单质：如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等
②某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)等 ③极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)
金刚石的晶体结构示意图
109º28´ 共价键
2．二氧化硅晶体 把金刚石晶体中的碳原子换为硅原子,每两个硅原子之间增加一个氧原子,
即形成SiO2的晶体结构。
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。
五、分子晶体与共价晶体的熔、沸点比较
1.不同类型的晶体熔、沸点：共价晶体>分子晶体
理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与 分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。
2.晶体类型相同
（1）共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键 能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶 体硅。 （2）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。
在金刚石晶体里 ①每个碳原子都采取SP3杂化，被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个 碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。 ②这些正四面体向空间发展，构成一个坚实的，彼此联结的空间网状晶体。 ③所有的C—C键长相等，键角相等（109°28’）； ④最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内； ⑤每个C参与了4条C—C键的形成，而在每条键中的贡献只有一半，故C原 子与C—C键数之比为：1 ：（4 x ½）= 1：2
第3章 第2节 第2课时 共价晶体(讲义)【新教材】
一、共价晶体的概念及其性质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(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，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。
①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。
2．常见共价晶体及物质类别(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。
(2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、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(α-Al2O3)等。
二、常见共价晶体结构分析1．金刚石晶体金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。
其中最小的环是六元环。
2.二氧化硅晶体(1)二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。
晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1①2。
(2)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，而没有封闭的环状结构。
这一结构决定了它具有手性。
熔点/① 194 -70 2180 ＞3500 1410 沸点/①18157365048272355A ．SiCl 4、AlCl 3是分子晶体B ．晶体硼是共价晶体C ．晶体硅是共价晶体D ．金刚石中的C -C 键比晶体硅中的Si -Si 键弱 9．工业制玻璃时，主要反应的化学方程式为：Na 2CO 3+SiO 2高温−−−→Na 2SiO 3+CO 2↑完成下列填空：(1)钠原子核外电子排布式为___________。
人教版高中化学选择性必修第2册 第3章 第2节 分子晶体与共价晶体
③最小环上有__1_2___个原子，包括___6___个O原子和__6____个硅原 子。
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辨析·易错易混
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(3)晶体硅的结构特点。
第三章 晶体结构与性质
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分子晶体 1．特点 (1)构成微粒及微粒间的作用力。
分子
分子间作用力 共价键
识与微观探析的核心素养
在关系
2．借助分子晶体、共价晶体等模型 2．每一类晶体的认识，可以先认识
认识晶体的结构特点，培养证据推 代表物质的结构特点，再推广到同
理与模型认知的核心素养
类晶体
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第三章 晶体结构与性质
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第二节 分子晶体与共价晶体
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第三章 晶体结构与性质
素养目标
学法指导
1.结合常见的共价分子的实例，认 1. 认 识 各 种 晶 体 可 采 取 对 比 的 方
识物质的构成微粒、微粒间相互作 法，判断出不同类的晶体构成微
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分子晶体 1．特点 (1)构成微粒及微粒间的作用力。
分子
分子间作用力 共价键
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2．借助分子晶体、共价晶体等模型 2．每一类晶体的认识，可以先认识
认识晶体的结构特点，培养证据推 代表物质的结构特点，再推广到同
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分子晶体与共价晶体课件——高中化学人教版选择性必修二
➢ 最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。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1。
➢ 1mol SiO2中含4mol Si—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 ➢ 正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体 27
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体 14
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征 干冰升华过程中破坏共价键吗？
• 干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子 周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为 什么？
分子晶体的物理性质
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离子或自由电子， 因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电
分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂
2023/9/21
第二节 分子晶体和共价晶体
7
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征
为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
• 水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶 体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
• 氢键有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四 面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引
• 冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时， 热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
➢ 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(αSiO2)。
➢ 1mol SiO2中含4mol Si—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。 ➢ 正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
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第二节 分子晶体和共价晶体 27
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第二节 分子晶体和共价晶体 14
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征 干冰升华过程中破坏共价键吗？
• 干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。
硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子 周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为 什么？
分子晶体的物理性质
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离子或自由电子， 因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电
分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律
极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂
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第二节 分子晶体和共价晶体
7
高中化学选择性必修2 《物质结构与性质》
➢ 分子晶体的结构特征
为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？
• 水分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力)，在冰的晶 体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
• 氢键有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四 面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引
• 冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时， 热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大
➢ 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(αSiO2)。
第三章第二节第2课时共价晶体课件2022-2023学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修2
晶体
熔点/℃
硬度 键长/pm 键能/(kJ·mol－1)
金刚石
>3 500
10
154
348
碳化硅
2 700
9.5
184
301
晶体硅
1 410
6.5
234
226
②结构相似的共价晶体，其原子间形成共价键的键长越短，
键能越大，晶体的熔、沸点就越高，硬度就越大。
归纳总结 晶体熔、沸点和硬度的比较方法 (1)先判断晶体类型 对于不同类型的晶体，一般来说，共价晶体的熔、沸点、硬度都 大于分子晶体 (2)对于同一类型的晶体 ①共价晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱。原子半径越 小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。 ②分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对 分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。
使共价晶体熔化，需要破坏共价键，共价键比范德华力强
4. 共价晶体的物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔沸点 很高、硬度大，一般不导电
金刚石钻石
氮化硅（Si3N4） 航天耐高温材料
碳化硅（C）砂轮
思考讨论 金刚石、晶体硅单质、碳化硅均具有相似的晶体结构，它 们的熔沸点和硬度的大小关系如何判断？
②某些非金属化合物：
二氧化硅(SiO2)、金刚砂（SiC）、 氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等 ③极少数金属氧化物，如刚玉（AI2O3）
思考与交流 SiO2的熔沸点比CO2的熔、沸点高很多，为什么？
物质 熔点/℃ 沸点/℃
CO2 -56.2 SiO2 1723
-78.5 2230
干冰
SiO2
的说法正确的是 ( D )