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1、第三章 晶体结构与性质第二节分子晶体与原子晶体（第2课时 共价晶体）思考：在金刚石晶体中，有独立存在的分子吗？形成晶体的微粒是什么？微粒间作用力是什么？1.定义：原子间以共价键相结合形成的空间网状结构的晶体构成微粒是：原子粒子间作用力：共价键（无分子间作用力）结构特点：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”一、共价晶体1.某些非金属单质 如：硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）、金刚石（C）等。2.某些非金属化合物 如：金刚砂（SiC）、二氧化硅（SiO2）、氮化硼(BN)、AlN(氮化铝）、Si3N4（氮化硅）、C3N4（氮化碳）3.极少数金属氧化物，刚玉（Al2O3）等2.共价晶
2、体的类别金刚石磨头金刚石钻石10928共价键1.金刚石的立体网状结构三、两种典型共价晶体的结构与组成特点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。84共价键正四面体键角为_，碳原子采取了_杂最小碳环由 个C组成且不在同一平面内，每个C被 个最小环共用，每个环平均拥有 个C，平均拥有_个CC键1mol金刚石中含有的CC共价键数_mol10928sp36121/1222 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。【课堂练习】1.正误判断 凡是由原子构成的晶体都是原子晶体()原子晶体中只存在极性共价键，不可
3、能存在其他的化学键()CO2和SiO2中化学键类型相同，晶体类型也相同()1 mol SiO2晶体中含4 mol SiO键()互为同素异形体的单质的晶体类型一定相同()由于共价键的键能远大于分子间作用力，故原子晶体的熔点比分子晶体高()2.最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是（）A.该晶体是原子晶体 B.该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1 2 C.该晶体中碳原子数与CO键数之比为1 2 D.该晶体中最小的环由12个原子构成C 二氧化硅是自然界含量
4、最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性。石英的左、右型晶体石英晶体中的硅氧四面体相连构成的螺旋链在晶体中，每个Si与_个O以共价键结合，形成 结构，每个正四面体占有_个Si，个O，故SiO2晶体中Si与O之为 ，向空间扩展，形成空间网状结构最小环上有 个原子（个Si和 个O）1molSiO2晶体中含_molSiO键。单个的SiO2分子存在。4正四面体121：212664无晶体SiO2的多种重要用途制造：水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片、光导纤维原子晶体中
5、不存在单个的分子，其化学式不是分子式，仅表示该物质中原子个数比由原子构成的晶体不一定是原子晶体，如稀有气体分子构成的晶体属于分子晶体原子晶体中一定存在共价键，而物质中存在共价键的晶体不一定是原子晶体，如干冰中碳原子与氧原子之间存在共价键，但干冰是分子晶体【反思小结】对比分子晶体和共价晶体的数据，共价晶体有何物理特性？原因是什么？共价共价晶体熔化时破环共价键，共价键比分子间作用力强得多三、共价晶体的物理性质1.物理性质 熔点很高 硬度很大：金刚石是天然存在的最硬的物质 不溶于一般溶剂 延展性差，一般不导电，但晶体硅是半导体2.共价晶体熔点和硬度的比较规律 结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越
6、短，键能越大，对应共价晶体的熔沸点、硬度越大。【课堂练习】1.下表是某些原子晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 9003 0002 7001 7101 4101 211硬度109.59.576.56.0构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高构成原子晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大构成原子晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大 A.B.C.D.C2.下列晶体性质的比较中不正确的是()A.熔点：金刚石碳化硅晶体硅 B.沸点：NH3PH3 C.硬度：白磷冰二氧化硅 D.熔点：Si
7、I4SiBr4SiCl4C【方法点拨】比较共价晶体和分子晶体熔点高低的基本思路 小结：分子晶体与原子晶体的比较晶体类型共价晶体分子晶体概 念组成微粒 粒子间作用力结构特点空间网状结构分子密堆积或非密堆积物理性质导电性熔化时破坏的作用力相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构分子间以分子间作用力结合原子分子共价键分子间作用力熔点高，硬度大，不溶于一般溶剂不导电，个别为半导体固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电破坏共价键一定破坏分子间作用力（有时还破坏氢键，S8熔化还破坏共价键）熔沸点低，硬度小，相似相溶规律【注意】区分分子晶体和共价晶体的关键是看晶胞中是否存在独立的分子，分子晶体中能找到独立
8、的分子，如干冰晶体中有二氧化碳分子；共价晶体中没有独立存在的分子，只有原子，如水晶中只存在独立的Si和O原子。【课堂练习3】小结材料王石墨烯科学前沿碳原子的杂化方式？sp2杂化石墨的晶体结构图（混合型晶体）（1）石墨为层状结构，同一层内每个C原子采用sp2杂化，每个C原子与3个C原子以共价键相连形成平面正六边形的平面网状结构，层与层之间以范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。（2）晶体中最小的环为6个C原子形成的平面环。每个C原子同时为3个环所共用，每个CC键同时为2个环共用，每个环上占有的C原子为2个，占有CC键3个。即1mol石墨中含1.5molCC键,石墨中C原子与CC键的个数比为2：3。石墨的熔沸点高于金刚石