人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体获奖ppt课件

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第二节 分子晶体与共价晶体
课时2共价晶体
第三章 晶体结构与性质
共价晶体
组成的粒子：原子
粒子间的作用力：共价键
金刚石的多面体外形
共价晶体
共价晶体的结构特点及物理性质
共价键
概念
相邻原子间以___________相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。
构成微粒及微粒间作用
共价晶体
其他：硅(Si)、金刚石(C) 、锗(Ge)等
其他：七氧化二锰(Mn2O7) 、三氧化二铬(Cr2O3) 等
某些单质
极少数金属氧化物
某些非金属化合物
其他：二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等
共价晶体
认识金刚石的晶体结构和性质：一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？
探究二
顶点：8× ＝1
共价晶体
认识金刚石的晶体结构和性质：一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？
探究二
面心：6× ＝3
共价晶体
认识金刚石的晶体结构和性质：一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？
探究二
体内：4
共价晶体
认识金刚石的晶体结构和性质：一个金刚石晶胞中，含有几个碳原子？
探究二
体内：4
顶点：8× ＝1
面心：6× ＝3
共计：1＋3＋4＝8
共价晶体
金刚石中，每个碳原子与多少个碳原子成键？碳原子采取什么杂化方式？
探究二
每个碳原子与4个碳原子成键
碳原子采取sp3杂化方式
共价晶体
金刚石中，1 mol C 形成的共价键数目是多少？
探究三
1 mol C 形成的共价键为2个碳原子共用，故共价键数目为0.5 mol
共价晶体
从金刚石结构的角度解释金刚石熔点高，硬度大的原因
探究四
C-C键参数
键长 154 pm
键能 347.7 kJ·mol-1
共价键数目
金刚石熔点＞3 500 ℃ (高)，硬度大
(很短)
(很高)
(很多)
二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个__________对称地与相邻的___个氧原子相结合，每个氧原子与_____个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。晶体结构中最小的环上有_____个硅原子和______个氧原子，硅、氧原子个数比为_________。
二氧化硅晶体
共价键
4
2
6
6
1∶1
共价晶体
共价晶体
在低温石英的结构中，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(左、右型)，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。
二氧化硅晶体——低温石英
二氧化硅晶体——重要用途
共价晶体
水泥
单晶硅
玻璃
单晶硅制的芯片
硅太阳能电池
二氧化硅光导纤维
共价晶体
根据表中数据，归纳共价晶体的性质特点，并从结构角度解释原因
探究六
*硬度是衡量固体软硬程度的指标。硬度有不同的标度，最普通的硬度标度是划痕硬度，即摩氏硬度，以固体互相刻画时出现刻痕的固体的硬度较低。
熔点高(通常＞1 000 ℃)硬度大
非密堆积原子通过共价键形成空间网状结构
分子晶体和共价晶体对比
共价晶体
三种物质中，每个原子均以sp3杂化形式与相邻的四个原子形成σ键，整体上形成三维骨架结构，同属于共价晶体，熔点都比较高。熔点的相对高低与共价键的强弱有关，共价键越强，熔点越高。金刚石、硅和锗的结构差别在于碳、硅、锗原子半径依次递增。C-C键、Si-Si键、 Ge-Ge键的键长依次递增，键长越长，键能越小，所以熔点和硬度依次下降。
比较物质的熔点的方法
共价晶体
共价晶体
分子晶体
有氢键
只有范德华力
依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断依据性质判断
第三代半导体：中国半导体的希望！
锗Ge硅Si 主要应用：低压、低频、中功率晶体管、光电探测器，取代了笨重的电子管，导致了集成电路的可能性
砷化镓GaAs 磷化铟InP 主要应用：毫米波器件、发光器件、卫星通讯、移动通讯、光通讯、GPS导航等，较好的电子迁移率、带隙等材料特性，资源稀缺，有毒性，污染环境
碳化硅Sic、氮化铝AlN、氮化镓GaN、氧化锌ZnO、金刚石C 主要应用：高温、高频、抗辐射、大功率器件；蓝、绿、紫光二极管、半导体激光器，更优的电子迁移率、带隙、击穿电压 、高频、高温特性
第一代半导体
第二代半导体
第三代半导体
1.下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是( )
①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高③构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大④构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大A.①② B.③④ C.①③ D.②④
D
2.下列物质的晶体直接由原子构成的一组是( )①CO2　②SiO2　③晶体Si　④白磷　⑤氨基乙酸　⑥固态HeA.①②③④⑤⑥ B.②③④⑥C.②③⑥ D.①②⑤⑥
返回
C
3.金刚石是典型的共价晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是( )A.晶体中不存在独立的分子B.碳原子间以共价键相结合C.是自然界中硬度最大的物质D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应
D
4.美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是( )A.该共价晶体中含有极性键B.该共价晶体易气化，可用作制冷材料C.该共价晶体有很高的熔、沸点D.该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料
B
5.下列关于SiO2晶体空间结构的叙述中正确的是( )A.最小的环上，有3个硅原子和3个氧原子B.最小的环上，硅原子数和氧原子数之比为1∶2C.最小的环上，有6个硅原子和6个氧原子D.存在四面体结构单元，O原子处于中心，Si原子处于4个顶角
C
6.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )A.28 g晶体硅中含有Si—Si的个数为2NAB.124 g白磷(P4)晶体中含有P—P的个数为4NAC.12 g金刚石中含有C—C的个数为4NAD.SiO2晶体中1 mol硅原子可与氧原子形成2NA个共价键(Si—O)
A
7.如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为( )A.AB B.A5B4C.AB2 D.A2B5
C
8.T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立体晶体结构，如图所示(图中的 表示碳形成的正四面体结构 )。已知T-碳晶胞参数为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )A.每个T-碳晶胞中含32个碳原子B.T-碳中C—C的最小夹角约为109°28′C.T-碳属于共价晶体
B
9.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答问题：
(1)晶体硼属于_____晶体，理由是_____________________________。
共价
晶体硼的熔、沸点高，硬度大
(2)金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列判断正确的是____(填字母)。A.金刚石中C—C的键角均为109°28′，所以金刚石 和CH4的晶体类型相同B.金刚石的熔点高与C—C的键能无关C.金刚石中碳原子个数与C—C数之比为1∶2D.金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却
C
9.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答问题：
(3)已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，该结构单元中有20个正三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此结构单元是由_____个硼原子构成的，其中B—B的键角为______，该结构单元共含有____个B—B。
12
60°
30