《分子晶體與共價晶體（第二課時）》物質熔點/℃沸點/℃CO2-56.2（在527kPa下測得）-78.5SiO217232230干冰SiO2干冰組成的粒子：分子粒子間的作用力：范德華力性質：熔點低單晶硅金剛石SiO2常見的共價晶體金剛石的晶胞（1）組成的粒子：原子（2）粒子間的作用力：共價鍵活動1通過金剛石晶體的結構認識共價晶體結構組成共價晶體的粒子和粒子間的作用力是什么？常見的共價晶體（1）硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和灰錫（Sn）（2）碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）頂點體內面心活動2認識金剛石的晶體結構和性質（1）一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？金剛石的晶胞頂點：8×＝1面心：6×＝3體內：41＋3＋4＝88121109°28′sp3共價鍵0.5mol活動2認識金剛石的晶體結構和性質

（2）金剛石中,每個碳原子與多少個碳原子成鍵？碳原子采取什么雜化方式？

（3）金剛石中，1mol

C形成的共價鍵數目是多少？C-C鍵參數鍵長154pm鍵能347.7kJ·mol-1金剛石性質熔點＞3500℃硬度大活動2認識金剛石的晶體結構和性質

（4）從金剛石結構的角度解釋金剛石熔點高，硬

度大的原因。金剛石晶胞低溫石英晶體的空間結構模型活動3認識二氧化硅的晶體結構

二氧化硅晶體結構與金剛石晶體結構有什

么相同點和不同點？石英的左、右型晶體二氧化硅晶體中硅氧四面體螺旋結構石英表低溫二氧化硅晶體的用途共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0*硬度是衡量固體軟硬程度的指標。硬度有不同的標度，最普通的硬度標度是劃痕硬度，即摩氏硬度，以固體互相刻畫時出現刻痕的固體的硬度較低。某些共價晶體的熔點和硬度活動4根據表中數據，歸納共價晶體的性質特點，并從

結構角度解釋原因。熔點高（通常＞1000

℃）硬度大碳化硅（SiC）砂輪氮化硅（Si3N4）航天耐高溫材料共價晶體的性質特點共價晶體的結構特點非密堆積原子通過共價鍵形成空間網狀結構【思考】怎樣從原子結構的角度理解金剛石、硅和鍺的

熔點和硬度依次下降？共價晶體金剛石硅鍺熔點/℃＞350014101211硬度*106.56.0共價晶體原子共價鍵鍵長健角鍵能方向性飽和性用途小結性質熔點高硬度大非密堆積結構分子晶體和共價晶體對比晶體的類型分子晶體共價晶體概念組成的粒子作用力熔點硬度分子晶體和共價晶體對比晶體的類型分子晶體共價晶體概念以分子間作用力結合相鄰原子間以共價鍵結合組成的粒子分子原子作用力分子間作用力共價鍵熔點較低較高硬度小大分子晶體和共價晶體對比有下列幾種晶體:A.干冰B.冰C.水晶D.金剛石

(1)屬于共價晶體的是

（填序號，下同）。(2)屬于分子晶體的是

。

(3)含化學鍵且受熱熔化時化學鍵不發(fā)生變化的晶體

是

,受熱熔化時需克服共價鍵的晶體

是

。

(4)晶體中存在氫鍵的是

。

A、BC、DA、BC、DB練一練想一想比較SiO2、CO2、H2O的熔點，并總結比較物質的熔點的方法。熔點：SiO2＞H2O＞CO2判斷晶體的類型共價晶體分子晶體有氫鍵只有范德華力＞＞判斷鍵能的大小鍵能越大熔點越高判斷分子間的作用力相對分子質量大小氫鍵的數目多少方法（1）依據組成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷（2）依據性質判斷比較物質的熔點的方法：粒子粒子間的作用力晶體的類型性質特點結構特點研究晶體的思路用途耐高溫強度高耐雨蝕透波性好材料研發(fā)導彈天線罩材料要求Si3N4晶體結構Si3N4材料的導彈天線罩制品探究1分子晶體的結構特點【問題探究】觀察下圖冰和干冰的晶體結構,回答下列問題:圖甲:冰

圖乙:干冰(1)為什么干冰的熔點比冰低而密度卻比冰大?提示

冰中水分子間除了范德華力外還有氫鍵作用,而干冰中CO2分子間只有范德華力,所以冰的熔點比干冰高。由于水分子間形成的氫鍵具有方向性,導致冰晶體不具有分子密堆積特征,晶體中有較大的空隙,所以相同狀況下冰的密度較小。由于干冰中CO2分子采取密堆積方式形成晶體,所以干冰的密度較大。(2)干冰升華過程中破壞共價鍵嗎?提示

干冰升華過程中只破壞范德華力,不破壞共價鍵?！旧罨卣埂糠肿泳w的判斷及性質比較1.分子晶體的判斷方法(1)依據物質的類別判斷部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機化合物的晶體都是分子晶體。(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用力判斷組成分子晶體的微粒是分子,粒子間作用力是分子間作用力。(3)依據物質的性質判斷分子晶體的硬度小,熔、沸點低。2.分子晶體熔、沸點的比較(1)結構相似,分子之間不含氫鍵而利用范德華力形成的分子晶體,隨著相對分子質量的增大,物質的熔點逐漸升高。例如,常溫下Cl2為氣態(tài),Br2為液態(tài),而I2為固態(tài);CO2為氣態(tài),CS2為液態(tài)。(2)相對分子質量相等或相近的分子構成的分子晶體,極性分子構成的分子晶體的熔點一般比非極性分子構成的分子晶體的熔點高,如CO的熔點比N2的熔點高。(3)組成和結構相似且不存在氫鍵的同分異構體所形成的分子晶體,相對分子質量相同,一般支鏈越多,分子間相互作用越弱,熔、沸點越低,如熔、沸點:正戊烷>異戊烷>新戊烷。(4)組成和結構相似時,含氫鍵的分子晶體熔、沸點會反常的高。如H2O的熔、沸點高于H2S?！舅啬軕谩康淅?下列有關冰和干冰的敘述不正確的是(

)A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體B.冰晶體中,每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子C.干冰比冰的熔點低得多,常壓下易升華D.干冰中CO2分子間只存在范德華力,不存在氫鍵,一個分子周圍有12個緊鄰的分子答案

A解析

干冰晶體中,CO2分子間作用力只是范德華力,分子采取密堆積,一個分子周圍有12個緊鄰的分子;冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵,由于氫鍵具有方向性,每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子,采取非密堆積的方式,空間利用率小,因而密度小。干冰熔化只需克服范德華力,冰融化需要克服范德華力和氫鍵,由于氫鍵作用力比范德華力大,所以干冰比冰的熔點低得多,而且常壓下易升華。變式設問

干冰熔化和冰融化破壞的分子間作用力是否相同?提示

不相同。干冰熔化破壞的是范德華力,冰融化破壞的是范德華力和氫鍵。特別提醒

晶體冰中有關氫鍵的易錯點(1)晶體冰中每個水分子可以與緊鄰的4個水分子形成氫鍵(不是2個);1

mol水分子平均形成2

mol氫鍵(不是4

mol)。(2)冰、氫氟酸中均有氫鍵,且O—H…O比F—H…F弱,但水的沸點更高,其原因是平均每個水分子形成的氫鍵數比HF多。(3)晶體冰的密度比液態(tài)水的小。變式訓練1在學習分子晶體后,某化學興趣小組的同學查閱了幾種氯化物的熔、沸點,記錄如下:氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801708194-69772沸點/℃14131412178571600根據這些數據分析,你認為屬于分子晶體的是(

)A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4C.NaCl、CaCl2

D.全部答案

B解析

由分子構成的晶體,分子與分子之間以分子間作用力相互作用,而分子間作用力較小,克服分子間作用力所需能量較低,故分子晶體的熔、沸點較低。由表中數據可知,MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點較高,故不屬于分子晶體;AlCl3、SiCl4熔、沸點較低,應為分子晶體。B項符合題目要求。探究2共價晶體的結構特點【問題探究】

(1)分析金剛石、二氧化硅的晶體結構,判斷共價晶體的化學式是否可以代表其分子式。提示

不能。因為共價晶體中形成的是共價鍵三維骨架結構,晶體中無分子存在。(2)以金剛石為例,說明共價晶體的微觀結構與分子晶體有哪些不同。提示

①構成微粒不同,共價晶體中只存在原子,沒有分子。②微粒間的相互作用不同,共價晶體中原子之間通過共價鍵結合,分子晶體中分子之間的作用是分子間作用力。(3)含1mol碳原子的金剛石或1molSiO2中分別含有C—C和Si—O共價鍵的物質的量是多少?提示

含1

mol碳原子的金剛石和1

mol

SiO2中分別含有C—C和Si—O共價鍵的物質的量分別為2

mol和4

mol?！旧罨卣埂糠肿泳w與共價晶體的比較

晶體類型分子晶體共價晶體定

義只含分子的晶體相鄰原子間以共價鍵結合而形成的共價鍵三維骨架結構的晶體構成微粒分子或原子(稀有氣體)原子微粒間的作用力分子間作用力(氫鍵、范德華力)共價鍵(極性鍵、非極性鍵)熔點較低很高硬度較小很大溶解性相似相溶難溶于一般溶劑影響熔點高低的因素分子間作用力的強弱共價鍵的強弱不存在分子

【素能應用】典例2硅是一種重要的非金屬單質,硅及其化合物的用途非常廣泛。根據所學知識回答硅及其化合物的相關問題。(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為

。

(2)晶體硅的微觀結構與金剛石相似,晶體硅中Si—Si共價鍵之間的夾角大小為

。

(3)請在框圖中補充完成SiO2晶體的結構示意圖(部分原子已畫出),并進行必要的標注。(4)根據下表中三種物質(晶體)的熔點回答以下問題。簡要解釋熔點產生差異的原因:①SiO2和SiCl4:

。

②SiCl4和SiF4:

。

物質SiO2SiCl4SiF4熔點/℃1713-69-90.2答案

(1)1s22s22p63s23p2

(2)109°28'(3)如圖所示(4)①SiO2是共價晶體,微粒間作用力為共價鍵;SiCl4是分子晶體,分子間作用力為范德華力,故SiO2熔點高于SiCl4

②SiCl4和SiF4均為分子晶體,分子間作用力均為范德華力,根據分子結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大,可知SiCl4的熔點高于SiF4解析

(2)晶體硅以一個硅原子為中心,與另外4個硅原子形成正四面體結構,所以Si—Si共價鍵之間的鍵角為109°28'。(3)由圖分析可知,圖中給出的是硅晶體的結構,SiO2晶體相當于在硅晶體結構中的每個Si—Si共價鍵中“插入”一個氧原子,所以只要在上述每兩個硅原子之間畫一個半徑比硅原子小的原子,再用實線連起來即可。(4