共价晶体和原子晶体
共价键 原子晶体
共价键原子晶体【本节学习目标】1、共价键的成因，σ键和π键的形成，共价键的分类。
2、原子晶体的结构特点和性质。
重点：1、共价键的形成过程。
2、原子晶体的结构特点和性质。
难点：1、σ键和π键的形成。
2、原子晶体的结构如何决定性质。
【知识要点梳理】一、共价键的形成1、共价键的形成和本质由前面讲到的电负性知，电负性相同或差值小的非金属元素的原子形成共价键。
下面以H 原子形成H2分子，H原子与Cl原子形成HCl分子为例，分析共价键的形成。
(1)共价键的形成过程。
H原子核外的电子为1s电子，当两个H原子相距较远时，体系的能量等于两个H原子的能量和，当H原子逐渐靠近时，两个H原子都能对自身和对方的1s电子产生吸引作用，使体系的能量逐渐下降。
理论计算可知，当两个H原子核间距为0.074nm时，它们的原子轨道相互重叠，电子在两核间区域出现的概率增加，双方各提供一个电子相互配对(电子自旋方向相反)，即形成了共用电子对，两个H原子就结合为H2分子，此时体系能量最低，处于稳定状态，若两个H原子进一步接近，两个带正电荷的原子核的排斥作用又明显增大，体系能量又上升，状态又不稳定，可知，电子在两H原子核间区域出现概率增加，形成共用电子对(即形成了共价键)时，得到稳定的H2分子。
HCl分子的形成过程类似：Cl原子的轨道表示为[Ne]，3p轨道上有1个未成对电子。
故Cl原子与H原子相互靠近时，Cl原子3p轨道上的这1个未成对电子与H原子的1s 未成对电子形成共用电子时，以共价键的方式结合成HCl分子。
(2)共价键的概念原子间通过共用电子对形成的化学键称为共价键。
(3)共价键的本质高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用是共价键的本质。
2、共价键的特征：与离子键不同，共价键具有饱和性和方向性。
(1)共价键的饱和性一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，即每个原子所能形成的共价键的数目是一定的，这就是共价键的饱和性。
什么叫原子晶体
①石墨为什么很软？
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。
②石墨的熔沸点为什么很高？
石墨各层均为平面网状结构，碳原 子之间存在很强的共价键，故熔沸 点很高。
小结：
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体比较
离子晶体
组成微粒 阴、阳离子 离子键
分子晶体
分 子
原子晶体
原 子
微粒间作用力
熔沸点 硬度 导电性
分子间作用力 共价键
较高
较大
低
小
高
大 一般为 非导体
水溶液、 非导体，水 熔融态导电 溶液可能导电
2、晶体的熔沸点的比较 （1）不同类型晶体
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
（2）相同类型晶体 由晶体内微粒间作用力大小来确定
①离子晶体 组成相似的离子晶体，看离子键的强度。 ②分子晶体
复习巩固
1、离子晶体、分子晶体的构成粒子 及 粒子间作用各是什么? 2、影响离子晶体、分子晶体熔沸点、
硬度大小的因素各是什么？
阅读思考:
1、什么叫原子晶体？ 2、原子晶体的特点？
3、哪些物质属于原子晶体？
一、原子晶体
1、定义：原子间通过共价键结合 而成的晶体叫原子晶体。 ① 构成粒子：原子
② 粒子间作用：共价键
金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。
石墨 —混合型晶体
石墨晶体由碳原子构成，是层状结构，层内每 个碳原子与周围三个碳原子以共价键结合，形 成以正六边形排列成平面网状结构，层与层之 间以范德华力相结合，且有自由移动的电子。 构成微粒：原子； 微粒间作用力：共价键和分子间作用力； 石墨晶体具有原子晶体结构特点,又有分子晶 体结构特点,所以属混合晶体过渡型晶体。
离子晶体、分子晶体、原子晶体
2、物理特性：
(1)较低的熔点和沸点，易升华； (2)较小的硬度； (3)一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。
原因：分子间作用力较弱
3、典型的分子晶体：
–非金属氢化物：H2O，H2S，NH3，CH4，HX –酸：H2SO4，HNO3，H3PO4 –部分非金属单质:X2，O2，H2， S8，P4， C60 –部分非金属氧化物: CO2， SO2， NO2， P4O6， P4O10 –大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖
思考1 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式？
不能。因为原子晶体是一个三维的网状结构，无 小分子存在。
思考2 以金刚石为例，说明原子晶体的微观结构与分 子晶体有哪些不同？ （1）组成微粒不同，原子晶体中只存在原子，没有
分子。 （2）相互作用不同，原子晶体中存在的是共价键。
4、原子晶体熔、沸点比较规律
①二氧化硅中Si原子均以sp3杂化，分别 与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子 成键； ②晶体中的最小环为十二元环，其中有6 个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键； 每个Si原子被12个十二元环共有，每个O原 子被6个十二元环共有，每个Si-O键被6个 十二元环共有；每个十二元环所拥有的Si 原子数为6×1/12=1/2，拥有的O原子数为 6×1/6=1，拥有的Si-O键数为12×1/6=2， 则Si原子数与O原子数之比为1：2。
Na+
(1)NaCl的晶体结构
立方结构（基本结构单元是立方体）
晶胞:
讨论：
晶体中最小的重复单元
6 1、每个Na 离子周围有____个Cl－离子，每 个Cl－ 离子周围有____个Na+ 离子。 6
+
2、每个Na+离子周围与Na+最近且等距离的 Na+有____个，每个Cl－ 离子周围与Cl－最近且 12 12 等距离的Cl－有____个。
新课标高中化学选修3第二节分子晶体与原子晶体共价晶体
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结构特点。
2.能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。
微观探析：共价晶体的结构特点。
模型认知：建立共价晶体模型，并利用共价晶体模型进行相关计算。
[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)构成微粒及作用力共价晶体⎩⎨⎧构成微粒：原子微粒间作用力：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”。
2.共价晶体与物质的类别物质种类 实例某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si 3N 4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物二氧化硅(SiO 2)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。
【自主思考】1.含有共价键的晶体都是共价晶体吗？提示 共价晶体中都有共价键，但含有共价键的不一定是共价晶体。
如CO 2、H 2O等分子晶体中也含有共价键。
二、典型的共价晶体1.金刚石(1)碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′。
(2)每个碳原子与周围紧邻的4个碳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个碳原子组成，且最小环上有4个碳原子在同一平面内；每个碳原子被12个六元环共用。
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sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
(2)每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si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。
共价键_原子晶体
3、σ键和π键的比较 σ键 π键 “肩并肩” 镜像对称
重叠程度小，强 度较小，易断裂
成键方向 电子云形状 牢固程度
“头碰头” 轴对称
重叠程度大，强 度大，不易断裂
共价单键是σ 键，共价双 成键判断规律 键中一个是σ 键，另一个 是π 键，共价三键中一个 是σ 键，另两个为 π 键
2、极性键： 两个成键原子吸引电子的能 力不同 （电负性不同 ），共 不同原子 用电子对 发生 偏移的共价键
3、在极性共价键中，成键原子吸引电子能 力的差别越大，即电负性差值越大，共用 电子对的偏移程度 越大 ，共价键的 极性 越大 。
完成课本47页：交流与讨论
问题探究三：配 位 键
用电子式表示Ｎ和Ｈ形成ＮＨ３的过程 在水溶液中，NH3能与H+结合生成ＮＨ４＋ 讨论ＮＨ３和Ｈ＋是如何形成ＮＨ4+的？
5、常见的原子晶体
• 某些非金属单质： 金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）等 • 某些非金属化合物： 金刚砂（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 氮化铝（AlN） • 某些氧化物： 二氧化硅（ SiO２）晶体、天然Al2O3
金刚石晶体结构模型
109º 28´
共价键 正四面体
金刚石 空间网状结构 空间六元环 （所含原子不共面）
第三单元
共价键 原子晶体
一、共价键
1、定义： 原子间通过共用电子对所形成的 的化学键。 2、成键微粒： 同种或不同种非金属元素原子.(稀有
气体元素除外)
3、成键本质： 共用电子对(没有电子得失)
4、存在范围：
非金属单质 共价化合物 某些离子化合物
二、共价键的形成
元素的电负性相差小于1.7。
原子晶体和共价晶体的熔沸点比较 -回复
原子晶体和共价晶体的熔沸点比较
原子晶体和共价晶体是两种不同类型的晶体结构。
它们在熔沸点上有一些明显的区别。
原子晶体是由金属元素组成的。
这些元素以紧密堆积的方式排列，形成晶体结构。
原子晶体具有高熔沸点，因为金属元素之间存在较强的金属键。
金属键是通过金属原子之间的电子云相互作用形成的，这种相互作用力非常强大。
这使得原子晶体具有很高的熔沸点。
共价晶体由非金属元素组成。
这些元素通过共用电子对形成共价键。
共价键是通过非金属原子之间的电子共享形成的，这种相互作用力比金属键弱。
所以，共价晶体的熔沸点相对较低。
总的来说，原子晶体在熔沸点上通常比共价晶体高。
这是因为金属键比共价键更强大。
但是需要注意的是，不同的金属和非金属元素具有不同的特性，因此不同原子晶体和共价晶体之间的熔沸点差异也会有所不同。
原子晶体和共价晶体的区别
原子晶体和共价晶体的区别
无区别。
因为原子晶体，是指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。
整块晶体是一个三维的共价键网状结构，它是一个“巨分子”，又称共价晶体。
如果晶格质点为离子，依靠静电力作用结合，则为离子化合物。
如果晶格质点为分子，分子内部是共价键，分子间是范德华力，则为分子晶体。
原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂。
多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料。
原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成。
单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。
对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。
晶体的结构及性质
晶体的结构及性质基础知识一．晶体和非晶体1.定义：内部粒子（原子、分子或离子）在空间按一定规律做周期性重复排列的固体物质称为晶体。
例如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
绝大多数常见固体都是晶体。
非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
例如：玻璃、沥青、石蜡等。
非晶体又称为无定形体。
2.晶体的重要特征（1）具有规则的几何外形（2）具有各向异性（3）有固定的熔点（4）X—射线衍射实验二．几类晶体的概念1.分子晶体：分子间以分子间作用力形成的晶体。
2.原子晶体：相邻原子间以共价键相结合形成的空间网结构的晶体叫原子晶体。
原子晶体又叫共价晶体。
3.离子晶体：由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。
4.金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。
金属晶体的成键粒子是金属阳离子和自由电子。
三．离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体组成晶体的粒子阳离子和阴离子原子分子组成晶体粒子间的相互作用离子键共价键范德华力（有的还有氢键）典型实例NaCl 金刚石、晶体硅、SiO2、SiC冰（H2O）、干冰（CO2）晶体的物理特性熔点、沸点熔点较高、沸点高熔、沸点高熔、沸点低导热性不良不良不良导电性固态不导电，熔化或溶于水能导电差差机械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度较小四．几种常见的晶体结构1.氯化钠晶体（离子晶体）在氯化钠晶体中：（1）与每个Na等距紧邻的Cl－有6个（2）与每个+Na等距紧邻的+Na有12个（3）每个氯化钠晶胞中含有4个NaCl。
（4）+Na周围与每个+Na等距紧邻的6个Cl－围成的空间构型为正八面体。
2.氯化铯晶体（离子晶体）在氯化铯晶体中：（1）与每个Cs+等距紧邻的Cl－有8个（2）与每个Cs+等距紧邻的Cs+有6个（3）每个氯化钠晶胞中含有1个CsCl。
3.干冰（分子晶体）在干冰的晶体中：（1）与每个CO2分子等距紧邻的CO2分子有12个。
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共价晶体和原子晶体
晶体是由一系列的原子或分子按照一定的排列方式构成的固体物质，它们具有
规则的外形和内部结构，是物理学和化学的重要研究对象。
晶体可以分为共价晶体和原子晶体。
共价晶体是由共价键结合而成的晶体，它们的原子或分子之间是由共价键结合
而成的，共价键是由原子之间的共享电子对形成的，共价键的强度比其他类型的键强，因此共价晶体的结构比较稳定，具有较高的熔点和沸点。
例如，石墨烯是一种共价晶体，它是由一系列的碳原子以六角形的结构排列而成，其中每两个碳原子之间都是由共价键结合而成的。
原子晶体是由原子组成的晶体，它们的原子之间是由原子间的相互作用形成的，原子间的相互作用可以是电荷相互作用、原子间的弹性力或原子间的磁性力等，原子晶体的结构比较稳定，具有较高的熔点和沸点。
例如，金刚石是一种原子晶体，它是由一系列的碳原子以六方晶结构排列而成，其中每两个碳原子之间都是由原子间的相互作用形成的。
总之，共价晶体和原子晶体都是由一系列的原子或分子按照一定的排列方式构
成的固体物质，它们的原子或分子之间是由不同的类型的键结合而成的，具有较高的熔点和沸点，是物理学和化学的重要研究对象。