第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價晶體第二課時共價晶體金剛石俗稱"金剛鉆"。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是自然界由單質(zhì)元素組成的粒子物質(zhì)，是碳同素異形體(金剛石，石墨烯，富勒烯，碳納米管，藍(lán)絲黛爾石等)。金剛石的用途非常廣泛，例如:工藝品和工業(yè)中的切割工具。

石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石，也是貴重寶石。中國也擁有制造金剛石的技術(shù)。需要注意，石墨與金剛石物理性質(zhì)完全不同。【思考】金剛石與石墨是相同的晶體嗎？掌握共價晶體的概念，能夠區(qū)分共價晶體和分子晶體；了解金剛石等典型共價晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等共價晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。1.運(yùn)用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的化學(xué)觀，從微觀角度分析比較分子晶體、共價晶體的本質(zhì)區(qū)別及性質(zhì)上的差異。（宏觀辨識與微觀探析）2.通過建立模型解決分子晶體、共價晶體的相關(guān)問題。（證據(jù)推理與模型認(rèn)知）

所有原子都以共價鍵相互結(jié)合形成三維的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體叫共價晶體。整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個的小分子，是一個“巨分子”。1.共價晶體的概念一、共價晶體注：晶體中沒有單個分子存在；化學(xué)式只代表原子個數(shù)比。2.構(gòu)成共價晶體的微粒：3.常見的共價晶體：①某些單質(zhì)：如硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和錫（Sn）等②某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)及氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、Si3N4(氮化硅)、C3N4(氮化碳)等③極少數(shù)金屬氧化物，如剛玉(Al2O3)共價晶體構(gòu)成微粒微粒間相互作用原子共價鍵晶體氣化或熔化時破壞的作用力為共價鍵。對比分子晶體和共價晶體的數(shù)據(jù)，共價晶體有何物理特性？原因是什么？共價晶體熔化時破環(huán)共價鍵，共價鍵比分子間作用力強(qiáng)得多共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/0C＞355030002700171014101211硬度109.59.576.56.04.共價晶體的物理性質(zhì)：①熔點很高共價晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價鍵，需要很高的能量。②硬度很大（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）③一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體④難溶于一般溶劑共價晶體間比較熔沸點高低的方法：鍵長越短，鍵能越大，對應(yīng)共價晶體的熔沸點、硬度越大?！揪毩?xí)】晶體硅、碳化硅(SiC)的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，比較這三種共價晶體的熔沸點高低？金剛石＞SiC＞晶體硅結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，共價鍵越強(qiáng)，鍵能越大，晶體的熔、沸點越高。二、典型共價晶體1．金剛石①每個碳原子都采取

雜化，被相鄰的

個碳原子包圍，以共價鍵跟4個碳原子結(jié)合，形成

，被包圍的碳原子處于正四面體的

。②金剛石晶體中所有的C—C鍵長

，鍵角均為

；金剛石的結(jié)構(gòu)特征：sp34正四面體中心相等109°28’③最小的碳環(huán)由

個碳組成，且不在同一平面內(nèi)；④每個C參與了

條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻(xiàn)只有一半，故C原子與C—C鍵數(shù)之比為：⑤每個碳原子可形成_______個六元環(huán)，每個C-C鍵可以形成____個六元環(huán)。12

646⑥在金剛石晶胞中占有的碳原子數(shù)_______

88×1/8+6×1/2+4=8⑦12g金剛石含有_____個C原子，含有_____個C-C鍵NA2NA2．二氧化硅晶體

把金剛石晶體中的碳原子換為硅原子,每兩個硅原子之間增加一個氧原子,即形成SiO2的晶體結(jié)構(gòu)。

二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α--SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。石英的左、右型晶體石英晶體中的硅氧四面體相連構(gòu)成的螺旋鏈109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖14SiO2的結(jié)構(gòu)特征：①在SiO2晶體中，每個硅原子與

個氧原子結(jié)合；每個氧原子與

個硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是

.

②在SiO2

晶體中，每個硅原子形成

個共價鍵；每個氧原子形成

個共價鍵；421：242⑤60g二氧化硅含有_____個Si原子

含有_____個O原子含有_____個Si-O鍵NA2NA4NA③在SiO2

晶體中，最小環(huán)為

元環(huán)。④每個環(huán)中平均含有硅原子

每個環(huán)中平均含有Si－O鍵硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之是

；氧原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是

。12=6×1/12=1/2

=12×1/6=2

1：41：2晶體SiO2的多種重要用途：制造：水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅光電池、芯片、光導(dǎo)纖維1.金剛石、二氧化硅的比較：金剛石二氧化硅晶體形狀晶體中的鍵或作用力由最少原子形成環(huán)的形狀與個數(shù)中心原子成鍵數(shù)每個環(huán)上鍵的平均數(shù)正四面體空間網(wǎng)狀共價鍵共價鍵6個原子不共面12個原子不共面４46×1/6=112×1/6=2正四面體空間網(wǎng)狀【小結(jié)】2.分子晶體與共價晶體的比較晶體類型共價晶體分子晶體概念組成微粒

作用力熔沸點硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價鍵分子間作用力很高較低很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電共價晶體結(jié)構(gòu)微粒微粒間相互作用原子空間結(jié)構(gòu)共價鍵共價晶體堅硬難溶1.關(guān)于SiO2晶體的敘述中，正確的是(

)A.通常狀況下，60gSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NAB.60gSiO2晶體中，含有2NA個Si—O鍵C.晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點D.SiO2晶體中含有1個硅原子和2個氧原子C2、下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵的類型相同，晶體的類型也相同的是（）A.SO2和SiO2B.CO2和H2OC.BN和HClD.CCl4和KClB3、下列物質(zhì)的晶體直接由原子構(gòu)