第三章 第二节 第2课时 共价晶体
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
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。
鲁科版高中化学选择性必修第2册课后习题 第3章 第2节 第2课时 共价晶体与分子晶体
第3章不同聚集状态的物质与性质第2节几种简单的晶体结构模型第2课时共价晶体与分子晶体课后篇素养形成必备知识基础练1.干冰、碘易升华是由于( )A.干冰分子、碘分子是非极性分子B.键能小C.化学性质不活泼D.分子间的作用力较弱,升华时只需要克服较弱的分子间作用力。
2.下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中,正确的是( )A.在SiO2晶体中,1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键B.分子晶体中一定存在共价键C.HI的相对分子质量大于HF,所以HI的沸点高于HFD.金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有6个碳原子SiO2晶体中,1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,A不正确;部分分子晶体如稀有气体中不含共价键,B不正确;虽然HI的相对分子质量大于HF,但由于HF分子之间可以形成氢键,所以HF的沸点高于HI,C不正确;金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小碳环上有6个碳原子,D正确。
3.金刚石具有硬度大、熔点高等特点,大量用于制造钻头、金属切割刀具等。
其结构如图所示,下列判断正确的是( )A.金刚石中C—C键的键角均为109°28',所以金刚石和CH4的晶体类型相同B.金刚石的熔点高与C—C键的键能无关C.金刚石中碳原子个数与C—C键数目之比为1∶2D.金刚石的熔点高,所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却A,金刚石是共价晶体,CH4是分子晶体,二者的晶体类型不同;选项B,金刚石熔化过程中C—C键断裂,因C—C键的键能大,断裂时需要的能量多,故金刚石的熔点很高;选项D,金刚石的熔点高,但在打孔过程中会产生很高的温度,如不浇水冷却钻头,会导致钻头熔化。
4.SiCl4的分子结构与CCl4相似,对其进行下列推测,不正确的是( )A.SiCl4晶体是分子晶体B.常温、常压下SiCl4是气体C.SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子D.SiCl4的熔点高于CCl4SiCl4具有分子结构,所以属于分子晶体。
化学选择性必修2 第3章 第2节 第2课时 共价晶体
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D.熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
解析 共价晶体一般不导电，没有延展性，A项错误； 共价晶体难溶于水，C项错误； 共价晶体一般熔点很高，硬度很大，D项错误。
再向空间伸展，构成彼此联结的立体网状 结构。 ②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′ ，碳原子采取了 sp3 杂化。 ③最小环上有 6 个碳原子，晶体中C原子个数与C—C键数之比为 1∶2 。 ④金刚石的硬度 大 ，熔点 高 ，原因是 晶体中C—C键键长很短，键能很大 。 ⑤1 mol C原子组成的金刚石中含有 2 mol C—C键。 (2)晶体硅 把金刚石中的C原子换成Si原子，分别得到晶体硅的结构模型和晶胞模型，不 同的是Si—Si键键长 > C—C键键长。
共价键
(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：如金刚砂(SiC)、 二氧化硅(SiO2) 、氮化硼(BN)、
氮化硅(Si3N4)等。
4.常见共价晶体的结构 (1)金刚石 ①在晶体中每个碳原子以 4 个共价单键与相 邻的 4 个碳原子相结合，形成正四面体结构，
12345678
4.下列说法正确的是 A.在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA
√B.金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C.30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子 D.晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
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解析 在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，故含有4 mol Si—O键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol，即含有2NA个氧原子，A项 错误； 金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形 成一个C—C键，故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol C—C键，因此 碳原子数与C—C键数之比为1∶2，B项正确； 二氧化硅晶体中不存在分子，C项错误； 氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，不属于共价 晶体，D项错误。
第三章 第二节 第2课时 共价晶体-2024版化学高三总复习
第2课时共价晶体题组一共价晶体及其性质1．下列关于共价晶体的说法错误的是()A．共价晶体熔点高低取决于共价键的强弱B．共价晶体中所有原子之间以共价键结合成三维骨架结构C．共价晶体中的共价键具有方向性D．共价晶体中必有共价键，不存在分子间作用力2．(2022·北京房山区高二期中)下列我国科研成果所涉及材料中，是共价晶体的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮3．下列排序不正确的是()A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅B．熔点：SiC>SiO2>Si>GeC．沸点：HF>HBr>HClD．硬度：白磷>冰>二氧化硅题组二共价晶体的晶体结构4．下列关于SiO2和CO2的描述不正确的是()A．SiO2为共价晶体，CO2为分子晶体B．两者中心原子采取的杂化方式不同C．SiO2和CO2都是非极性分子D．SiO2晶体的熔点比CO2晶体高5.单质硅的晶体结构如图所示。
下列关于单质硅晶体的说法不正确的是() A．是一种三维骨架结构的晶体B ．晶体中每个硅原子与4个硅原子相连C ．晶体中最小环上的原子数目为8D ．晶体中最小环上的原子数目为66.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。
如图为其晶体结构中最小的重复单元，其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。
下列有关说法正确的是( )A ．磷化硼的化学式为BP ，其晶体属于分子晶体B ．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电C ．磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键D ．磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力7.如图所示是某共价晶体A 的空间结构的一个单元，A 与某物质B 反应生成C ，其实质是在每个A —A 中插入一个B 原子，则C 物质的化学式为( )A ．AB B ．A 5B 4C ．AB 2D ．A 2B 58．最近我国科学家预测并合成了新型碳材料：T-碳。
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。
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第三章第二节第2课时共价晶体
一、选择题
1.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
答案 D
2.下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()
①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SO2④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘
A.①②③
B.④⑤⑥
C.③④⑥
D.①③⑤
答案 C
3.根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是()
A.熔点2 700 ℃，导电性好，延展性强
B.无色晶体，熔点3 550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电
D.熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
答案 B
4.关于SiO2晶体的叙述正确的是()
A.60 g SiO2晶体中含有N A个分子(N A表示阿伏加德罗常数的数值)
B.60 g SiO2晶体中，含有2N A个Si—O键
C.SiO2晶体中与同一Si原子相连的4个O原子处于同一四面体的4个顶点
D.SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键
答案 C
5.氮氧化铝(AlON)属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()
A.AlON和石英的化学键类型相同
B.AlON和石英晶体类型相同
C.AlON和Al2O3的化学键类型不同
D.AlON和Al2O3晶体类型相同
答案 D
6下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是()
A.共价晶体硬度通常比分子晶体大
B.共价晶体的熔点较高
C.分子晶体中有的水溶液能导电
D.金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体
答案 D
7.干冰和二氧化硅晶体同是第ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点却差别很大。
其原因是()
A.二氧化硅相对分子质量大于二氧化碳相对分子质量
B.C、O键键能比Si、O键键能小
C.干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体
D.干冰易升华，二氧化硅不能
答案 C
8氮化碳的硬度比金刚石大，其结构如图所示。
下列有关氮化碳的说法不正确的是()
A.氮化碳属于共价晶体
B.氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价
C.氮化碳的化学式为C3N4
D.每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连
答案 B
9.我国的激光技术在世界上处于领先地位，据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。
据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。
其原因可能是()
A.碳、氮原子构成平面结构的晶体
B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更短
C.氮原子电子数比碳原子电子数多
D.碳、氮的单质的化学性质均不活泼
答案 B。