共价键 共价晶体

共价键 共价晶体 学习目标： 通过从化学键的断裂和形成的角度认识化学反应中的能量变化，理解晶体中微粒间相互作用对共价晶体性质的影响。 能辨识常见的共价晶体，了解常见的共价晶体的结构，并预测其性质。 共价键键能与化学反应的反应热 ①键能：把在101 kPa、298 K（25℃）条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。kJ·mol-1、键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。 注：键能是指共价键，其他化学键的能量不能叫做键能。 ②键长：构成化学键的两个原子之间的核间距；当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠。原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能越大，两原子核间的平均间距———键长越短。 键参数 ——— 键长 单位：pm（1 pm＝10-12 m） 共价键的键长越短，电子重叠区域大，往往键能越大，表明共价键越稳定。 ③共价键键长的影响因素： 1.原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。 键 键长pm 键 键长pm F-F 141 H-F 92 Cl-Cl 198 H-Cl 127 Br-Br 228 H-Br 142 I-I 267 H-I 161 2.共用电子对数：相同的两个原子间形成共价键时, 单键键长>双键键长>三键键长。 键 键长pm C-C 154 C=C 133 C≡C 120 注：氟原子的半径很小，故F-F键的键长比Cl-Cl键短。但因两氟原子的原子核距离较小，斥力较大，故键能却比Cl-Cl小。 用键参数解释：HF、HCl、HBr、HI的稳定性 卤化氢 HCl HBr HI 在1 000 ℃分解的百分数/% 0.0014 0.5 33 氢卤键的键能（kJ·mol-1） 431.8 366 298.7 氢卤键的键长pm 127 142 161 注：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 ④N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化 化学反应中发生旧化学键的断裂和新化学键的形成。 在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量。反应焓变与键能的关系为： ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和 ΔH＜0时，为放热反应 ΔH＞0时，为吸热反应 共价晶体：相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体。 组成的粒子：原子 粒子间的作用力：共价键 常见的共价晶体：常见的共价晶体 （1）硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn） （2）金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2） （3）极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3) 由于共价键的键能大，所以共价晶体一般具有很高的熔、沸点和很大的硬度。 金刚石晶体（与晶体硅） ①碳原子个数： 1＋3＋4＝8 顶点：8× ＝1 面心：6× ＝3 体内：4 ②共价键数目：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 ）= 1：2 碳化硅：将晶体硅晶胞的顶点、面心上的硅原子换成碳原子，体内4个硅原子不变，就是碳化硅的晶胞 注：每个碳化硅晶胞中有4个碳原子、4个硅原子。 二氧化硅晶体： SiO2晶体中最小环上有12个原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键 因此二氧化硅晶体中并不存在单个的SiO2分子，它是由硅原子和氧原子按1∶2的比例组成的空间立体网状结构的晶体。 注：对于结构相似的共价晶体而言， 共价键的键长越长，键能就越小，晶体的熔、沸点越低，硬度越小。 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，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。 ②硬度很大：共价键作用强。 ③一般不导电，但晶体硅是半导体 ④难溶于一般溶剂 ... ...