2020-2021学年第二节 分子晶体与共价晶体教案配套课件ppt

这是一份2020-2021学年第二节 分子晶体与共价晶体教案配套课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了新课导入，共价晶体，金刚石，C42×212，二氧化硅，学生活动，共价键，分子间作用力，不溶于任何溶剂，部分溶于水等内容，欢迎下载使用。

纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。地壳中含有极少量的金刚石，它是天然存在的最硬的物质。经过仔细的打磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品—钻石。
在晶体中每个碳原子以四个共价单键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。晶体中C-C-C夹角为109°28'，碳原子采取了sp3杂化。最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子在同一平面。每个碳原子被12个六元环共用。晶体中碳原子个数与C-C键数之比为1:(4×1/2)=1:2。在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部4个，该晶胞中实际含有的碳原子数为8。
二氧化硅的结构二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。 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。
1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。最小的碳环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。每个最小的环实际拥有的硅原子为6×1/12=1/2，氧原子数为6×1/6=1。1ml SiO2中含4ml Si—O键，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。正四面体内O—Si—O键角为109°28′。
二氧化硅的用途二氧化硅是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅电电池、芯片和光导纤维的原料。
定义： 原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。构成微粒：原子 微粒之间的作用：共价键气化或熔化时破坏的作用：共价键 分类：某些单质：如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）等某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)等极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)
共价晶体的通性 ①熔点很高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。②硬度很大。③一般不导电，但晶体硅是半导体。④难溶于一般溶剂。
(1)SiO2是二氧化硅的分子式吗？
二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式。
(2)“具有共价键的晶体叫做共价晶体”这种说法对吗？为什么？
不对。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共价键，而它们都是分子晶体；如金刚石、晶体Si、SiC、SiO2中都有共价键，它们都是原子晶体；只有相邻原子间以共价键相结合形成空间网状结构的晶体才是原子晶体。
(3)观察对比晶体硅、碳化硅， 并总结结构特征。
晶体硅晶胞　　碳化硅晶胞
晶体硅晶体硅晶胞的每个顶点和面心均有1个Si原子，晶胞内部有4个Si原子，每个晶体硅晶胞中含有8个Si原子。
碳化硅晶胞a. 碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′。b. 每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构。c. 最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子。d. 每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子。
(4)怎么从原子结构的角度理解金刚石、硅 、锗的熔点和硬度依次下降？
金刚石、硅 、锗的键长依次增大，键能依次减小，熔点和硬度依次下降。
判断共价晶体和分子晶体的方法
依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的的作用力是分子间作用力。依据晶体的熔点判断共价晶体的熔沸点高，常在1000℃以上；分子晶体的熔、沸点低，常在数百摄氏度以下。依据导电性判断共价晶体一般为非导体；分子晶体为非导体，分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电。
依据物质的分类判断常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。依据物质的状态判断一般常温常压下，呈气态或液态的单质与化合物，在固态时属于分子晶体。依据硬度和机械性能判断共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。
分子晶体、共价晶体的熔、沸点比较
(1)不同类型的晶体熔、沸点：原子晶体>分子晶体。(2)同一类型的晶体分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；非金属氢化物分子间含有氢 键的分子晶体，熔、沸点比同族元素的氢化物反常得高。如H2O>H2Te> H2Se> H2S。②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 如SnH4>GeH4> SiH4> CH4。
③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。如
⑤ 烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子里碳原子的增加，熔、沸点升高。如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。
共价晶体①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。如比较金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点高低：原子半径：C碳化硅>晶体硅。
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
固体和熔化状态都不导电，部分溶于水导电
一种结晶形碳，有天然出产的矿物。铁黑色至深钢灰色。质软具滑腻感，可沾污手指成灰黑色。有金属光泽。六方晶系，成叶片状、鳞片状和致密块状。密度2.25g/cm3，化学性质不活泼。具有耐腐蚀性，在空气或氧气中强热可以燃烧生成二氧化碳。石墨可用作润滑剂，并用于制造坩锅、电极、铅笔芯等。
1、石墨为什么很软？2、石墨的熔沸点为什么很高（高于金刚石）？
3、石墨属于哪类晶体？为什么？
石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。
石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（大π键），故熔沸点很高。