人教版高中化学选择性必修2第三章晶体结构与性质第二节第2课时共价晶体课件（59页ppt）

(课件网) 第2课时　共价晶体 第三章 第二节　分子晶体与共价晶体 任务一　共价晶体的结构和性质 材料1：部分共价晶体的物理性质： 情境探究 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 材料2：根据量子力学计算，氮化碳有五种结构，其中一种β 氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，其二维晶体结构如图所示。 问题1：由材料1表中数据可知，共价晶体的熔点普遍较高、硬度较大，为什么？ 提示：共价晶体中原子间是通过较强的共价键相互作用的，并且形成三维骨架结构，所以普遍熔点较高、硬度较大。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 问题2：根据表中数据，金刚石、硅和锗的熔点和硬度均依次降低，如何解释？ 提示：三者的组成元素为同主族元素，形成的晶体结构相似，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，硬度越大。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 问题3：由材料2推测氮化碳所属的晶体类型是什么？ 提示：根据β 氮化碳硬度超过金刚石晶体判断，氮化碳属于共价晶体。 问题4：根据图示推测氮化碳结构是什么样的？其中碳和氮的价态是多少？化学式是什么？ 提示：分析氮化碳二维晶体结构可知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连。氮的非金属性大于碳的非金属性，氮化碳中碳显＋4价，氮显－3价，其化学式为C3N4。 1．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 新知构建 共价键 说明：①空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，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个数比。 ②共价晶体熔化时被破坏的作用力是共价键。 ③共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定是共价晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。 2．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 某些非金属氧化物 二氧化硅(SiO2)等 极少数金属氧化物 刚玉(α Al2O3) 3.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。 高 小 短 大 高 大 不导 难 (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。 小 短 大 高 小 短 强 牢固 多 大 高 < < < > > > > 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体。 答案：错误，由原子直接构成的晶体不一定是共价晶体，也可以是分子晶体。 (2)具有共价键的晶体一定是 ... ...