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课件网) 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。 学习目标 观看视频：金刚石 金刚石 单晶硅 SiO2 碳化硅 锗 锡 仔细观察下列固体，判断它们是否属于晶体，并说明理由，尝试从微粒组成上对这些固体进行分类。 一、分子晶体 1、概念： 2、粒子间作用力：原子 三态变化、化学反应都破坏它 三维的网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子” 一、共价晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体叫做原子晶体。 3、相互作用：共价键 4、结构：空间网状 注意： ①共价晶体只含原子，原子种类可以不同 ②只含原子的不一定是共价晶体 ③共价晶体中没有分子间作用力 ④有共价键的不一定是共价晶体 ⑤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”。化学式表示原子个数比。 1、某些非金属单质： 硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等 2、某些非金属化合物： SiC、BN、AlN、Si3N4等 3、某些氧化物： SiO2、Al2O3等 二、常见的共价晶体 思考： 科学研究表明，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，不导电，硬度极高。这些性质显然是由金刚石的结构决定的。那么，金刚石具有怎样的结构呢 金刚石磨头 金刚石钻石 观看视频：金刚石的结构 1.金刚石的三维骨架结构 三、两种典型共价晶体的结构与组成特点 ①在金刚石晶胞中含有 个C，每个碳与 个相邻碳以_____ 结合，形成_____结构。 ②键角为_____，碳原子采取了_____杂 ③最小碳环由 个C组成且不在同一平面内， 每个C被 个最小环共用 ④1mol金刚石中含有的C-C共价键数____mol ⑤晶体中每个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 ____。 8 4 共价键 正四面体 109°28′ sp3 6 12 2 1:2 【思考】根据金刚石的结构，试分析金刚石熔点高、硬度大的原因？ C—C键 键长(pm) 键能 (kJ/mol) 熔点(℃) 硬度 154 347.7 ＞3500 天然最大 金刚石晶体中C-C键键长短，键能大，并且共价键的数目非常多，断键需要大量能量，因此金刚石的熔点很高，硬度很大。 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。 黄沙 花岗岩 石英矿 水晶 SiO2在自然界分布： 低温石英的结构 其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，被广泛用作压电材料，如石英手表。 石英晶体中硅氧四面体相连构成的螺旋链 石英的左、右型晶体 SiO2用途：制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料 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。 ①硅原子采取 杂化，正四面体内O—Si—O键角为 。 ②每个硅原子与 个氧原子形成 个共价键， 原子位于正四面体 的中心， 原子位于正四面体的顶角，同时每个氧原子被 个硅氧 正四面体共用；每个氧原子与 个硅原子形成 个共价键，晶体中 硅原子和氧原子的个数比为 。 ③最小环上有 个原子，包括 个氧原子和 个硅原子。 ④共价键：1mol二氧化硅中含有___ ... ...
