鲁科版高中化学选择性必修2第3章第2节第2课时共价晶体分子晶体晶体结构的复杂性基础课课件+学案

第2课时　共价晶体　分子晶体　晶体结构的复杂性(基础课) 素养 目标 1．通过金刚石、晶体硅、SiO2晶体的结构模型认识共价晶体的结构特点，能解释共价晶体的性质。 2．通过认识干冰、冰、碘晶体的结构模型，认识分子之间通过范德华力和氢键结合形成分子晶体的结构特点的不同，能解释分子晶体的性质。 3．通过认识石墨晶体的特殊结构，知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。 旧知 回顾 1．金刚石是自然界中硬度最大的物质；晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高。 2．二氧化硅熔、沸点高，不溶于水；二氧化碳常温下是无色气体。 3．石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细磷片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨还具有优良的导电性能。 4．由金刚石、石墨和C60的结构可知，C60分子是由60个原子构成的分子，而金刚石、石墨中不存在单个分子。 一、共价晶体 1．共价晶体及结构特点 定义 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体 构成微粒 原子 结构特点 (1)共价键具有饱和性与方向性，故每个中心原子周围排列的原子数目有限 (2)所有原子间均以共价键相结合成网状结构，故晶体中不存在单个的分子 常见共价晶体 (1)单质：金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)、晶体锗(Ge) (2)化合物：二氧化硅晶体(SiO2)、碳化硅晶体(SiC)、氮化硼晶体(BN)、氮化硅晶体(Si3N4)、氮化铝晶体(AlN)、砷化镓晶体(GaAs)、α型氧化铝晶体(α-Al2O3) 2．几种共价晶体的结构 (1)金刚石(C) ①碳原子采取sp3杂化，C—C键键角为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立体网状结构。 ③最小碳环由6个碳原子组成，且最小环上所有碳原子不在同一平面内。 (2)碳化硅(SiC)晶体 把金刚石中的C原子换成Si与C原子相互交替，就得到碳化硅的结构。晶体中Si与C原子个数比为1∶1。 (3)二氧化硅晶体(SiO2) ①Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键的键角为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。 ③最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子。 3．共价晶体的物理性质 晶体 键能/(kJ·mol-1) 熔点/℃ 硬度 金刚石 (C—C)347 大于3 500 10 碳化硅 (C—Si)301 2 830 9 晶体硅 (Si—Si)226 1 412 7 (1)键能：C—C>C—Si>Si—Si；熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅；硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅(填“>”或“<”)。 (2)规律：共价晶体具有很高的熔点，很大的硬度；对结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)含有共价键的晶体都是共价晶体。 (　　) (2)“SiO2”是二氧化硅的分子式。 (　　) (3)凡是由原子构成的晶体均为共价晶体。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)× 二、分子晶体 1．分子晶体 定义 分子之间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体 构成微粒 分子或原子 微粒间作用力 分子间作用力 典型分子晶体 (1)多数非金属单质：X2(卤素单质)、O2、H2、P4、单质硫、C60、稀有气体、红磷等 (2)非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、PH3、HX(卤化氢)等 (3)多数非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、NO2、P4O6等 (4)含氧酸：H2CO3、HNO3、H2SO4、H2SO3等 (5)大多数有机物分子：烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醇、醛、羧酸、酯、氨基酸、蛋白质、糖类等 2．典型分子晶体的结构 碘晶体 干冰 冰 晶胞或结构模型 微粒间作用力 范德华力 范德华力 范德华力和氢键 晶胞微粒数 4 4 — 配位数 — 12 4 3．分子晶体的物理 ... ...