第三章 晶体结构和性质 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体 板块导航 01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养 知道共价晶体的结构特点,能辨识常见的共价晶体。 认识金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构,能借助共价晶体的晶体结构模型说明共价晶体中粒子间的相互作用,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 重点:共价晶体的结构与物理性质。 难点:共价晶体的结构与物理性质。 一、共价晶体 1.共价晶体定义:所有原子都以_____相互结合形成共价三维骨架结构的晶体叫共价晶体。 2.共价晶体的结构特点 说明: ①空间结构:整块晶体是一个三维的共价键网状结构,不存在单个的_____,是一个“巨分子”,不存在单个的分子,因此,共价晶体的化学式不表示其实际组成,只表示其组成的原子_____。 ②共价晶体熔化时被破坏的作用力是_____。 ③共价晶体中只有共价键,但含有共价键的晶体_____是共价晶体。如CO2、O2O等分子晶体中也含有共价键。 3.常见的共价晶体 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 某些化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等 某些非金属氯化物 二氯化硅(SiO2)等 极少数金属氯化物 刚玉(ɑ-Al2O3) 二、共价晶体的物理性质 1.共价晶体的物理性质 (1)熔点很_____:共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合,熔化时必须破坏共价键,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。结构相似的共价晶体,原子半径越_____,键长越_____,键能越_____,晶体的熔点越_____。 (2)硬度很_____:共价键三维骨架结构决定了共价晶体的硬度,如金刚石是天然存在的最硬的物质。 ③一般_____电,但晶体硅、锗是半导体。 ④_____溶于一般的溶剂。 2.共价晶体熔、沸点的比较 ①规律:一般原子半径越_____,键长越_____,键能越_____,晶体的熔点就越_____。 ②原因:原子半径越_____,则化学键的键长越_____,化学键就越_____,键就越_____,破坏化学键需要的能量就越_____,键能越_____,故晶体的熔点就越_____。 ③实例:在金刚石、碳化硅、晶体硅中,原子半径C_____Si,则键长C-C_____C-Si_____Si-Si,故键能C-C_____C-Si_____Si-Si,故熔点金刚石_____碳化硅_____晶体硅。 教材【思考与讨论】参考答案 (1)由于金刚石、晶体硅和储的组成相似,原子半径CSi-Si>Ge-Ge, 所以三者的熔点和硬度依次下降。 (2)此说法不对。“具有共价键并不是判定共价晶体的唯一条件,有些分子晶体的分子内部也有共价键,如冰和干冰晶体都是分子晶体,但O20和C02中存在共价键,对共价晶体的认识除了要求“具有共价键”外,还要求形成晶体的粒子是原子。 四、常见的共价晶体的结构 1.金刚石 (1)成键特征:每个碳原子都采取_____杂化,每个碳原子与相邻的_____个碳原子形成_____个共价键,键长_____,键角为_____,每个碳原子的配位数为_____。 (2)结构单元:每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成_____,向空间无限延伸得到_____结构的晶体,在1个正四面体中含有1+4√ 1/4=2个碳原子;最小碳环由_____个C组成且_____个碳原子不在同一平面内;金刚石晶体中每个C原子形成_____个C—C键,而每个键为_____个C原子所共有,故碳原子的个数与C—C键数比为_____。因此12g(1mol)金刚石中含有_____mol(_____NA个)C—C键。 (3)晶胞:①8个顶点,6个面心上各有1个碳原子;②把晶胞分割分8个小立方体,则每个小立方体的互为对角位置 ... ...
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