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共價(jià)晶體
回憶分子晶體有哪些性質(zhì)？
熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低
硬度較小
物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃
CO2 -56.2 -78.5
SiO2 1723 2230
SiO2是分子晶體嗎，
為什么
為什么CO2與SiO2的熔沸點(diǎn)相差這么多
結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)
分子晶體
共價(jià)晶體
常見的共價(jià)晶體
一、共價(jià)晶體的概念、構(gòu)成、作用力
1. 概念：所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合形成三維的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體
2. 構(gòu)成粒子：原子
3. 粒子間作用力：共價(jià)鍵
共價(jià)晶體的微觀空間里沒有分子
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
金剛石
金剛石晶胞中含有幾個(gè)碳原子
金剛石的晶胞
頂角位置：
面上位置：
體內(nèi)位置：
1+3+4 = 8
金剛石晶胞含有的碳原子數(shù) =
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
金剛石
金剛石的晶胞
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
金剛石的晶胞
一個(gè)碳原子形成 4 個(gè)共價(jià)鍵
只占一半
2NA
金剛石中，1mol C 形成的共價(jià)鍵數(shù)目是多少？
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
二氧化硅
109 28
Si
O
共價(jià)鍵
01
02
03
在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與 個(gè)氧原子結(jié)合；每個(gè)氧原子與 個(gè)硅原子結(jié)合；
在SiO2晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)之比是 。
2
1：2
4
②在SiO2 晶體中，每個(gè)硅原子形成 個(gè)共價(jià)鍵；
每個(gè)氧原子形成 個(gè)共價(jià)鍵；
4
2
③ 在SiO2 晶體中，最小環(huán)為 元環(huán)。
12
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
二氧化硅
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
二氧化硅
二氧化硅有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英（α-SiO2）
低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連形成硅氧四面體螺旋上升的長鏈
這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性
石英的左、右型晶體
二、典型共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)分析
二氧化硅
用途：
制作水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅石電池、芯片、光導(dǎo)纖維
三、常見的共價(jià)晶體
①某些單質(zhì)
如硼（B）
硅（Si）
鍺（Ge）
錫（Sn）等
②某些非金屬氧化物
如碳化硅(SiC)
二氧化硅(SiO2)
氮化硅(Si3N4)等
③極少數(shù)金屬氧化物
如剛玉(ɑ-Al2O3)
三、常見的共價(jià)晶體
從金剛石結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，思考金剛石熔點(diǎn)高，硬度大的原因。
金剛石的晶胞
C－C鍵參數(shù) 鍵長154pm 鍵能347.7kJ·mol－1
金剛石性質(zhì) 熔點(diǎn)＞3 500℃，硬度大
根據(jù)下表數(shù)據(jù)，歸納共價(jià)晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，并加以解釋
共價(jià)晶體 金剛石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 鍺
熔點(diǎn)/℃ ＞3500 3000 2700 1710 1410 1211
硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.1
硬度很大
一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體
難溶于一般的溶劑
較高的熔點(diǎn)
共價(jià)晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，
要使物質(zhì)熔化就要克服共價(jià)鍵，需要很高的能量
四、共價(jià)晶體的物理性質(zhì)
晶體類型 共價(jià)晶體 分子晶體
組成微粒
作用力
熔沸點(diǎn)
硬度
溶解性
導(dǎo)電性
原子
分子
共價(jià)鍵
分子間作用力
很大
較小
很大
較小
不溶于任何溶劑
部分溶于水
不導(dǎo)電，個(gè)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
小結(jié)
①依據(jù)組成晶體的粒子和
粒子間的作用力判斷
② 依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷
方法與技巧
組成共價(jià)晶體的粒子是原子，粒子間的作用力是共價(jià)鍵；組成分子晶體的粒子是分子，粒子間的的作用力是分子間作用力。
共價(jià)晶體的熔沸點(diǎn)高，常在1000℃以上；分子晶體的熔、沸點(diǎn)低，常在數(shù)百攝氏度以下。
1. 判斷共價(jià)晶體和分子晶體的方法
③依據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)判斷
方法與技巧
一般易揮發(fā)的物質(zhì)呈固態(tài)時(shí)都屬于分子晶體。
④依據(jù)物質(zhì)的揮發(fā)性判斷
一般常溫常壓下，呈氣態(tài)或液態(tài)的單質(zhì)與化合物，在固態(tài)時(shí)屬于分子晶體。
1. 判斷共價(jià)晶體和分子晶體的方法
2. 分子晶體、共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)比較
不同類型的晶體熔、沸點(diǎn)
共價(jià)晶體 > 分子晶體
方法與技巧
同分異構(gòu)體
支鏈
比較
分子極性
比較
范德華力
看是否含有氫鍵
有分子間氫鍵的熔沸點(diǎn)高
都有分子間氫鍵，看氫鍵的個(gè)數(shù)，個(gè)數(shù)越多熔沸點(diǎn)越高
組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高
相對(duì)分子質(zhì)量相近，分子極性越大，熔沸點(diǎn)越高。
同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。
同一類型的晶體熔、沸點(diǎn)
方法與技巧
分子晶體
二、共價(jià)晶體
① 晶體的熔、沸點(diǎn)高低取決于共價(jià)鍵的鍵長和鍵能。
② 若沒有告知鍵長或鍵能數(shù)據(jù)時(shí)，可比較原子半徑的大小。
一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。
同一類型的晶體熔、沸點(diǎn)
方法與技巧
共價(jià)晶體
二、共價(jià)晶體
原子半徑：C鍵長：C-C < C-Si < Si-Si
鍵能：C-C < C-Si < Si-Si
熔點(diǎn)：金剛石 > 碳化硅 > 晶體硅
方法與技巧
比較金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點(diǎn)大小
鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)越高。
1. 金剛石是典型的共價(jià)晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯(cuò)誤的是（ ）
A. 晶體中不存在獨(dú)立的分子
B. 碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合
C. 是自然界中硬度最大的物質(zhì)
D. 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)
D
2.美國《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40 GPa的高壓下，用激光加熱到1 800 K，人們成功制得
了共價(jià)晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是（ ）
A.該共價(jià)晶體中含有極性鍵
B.該共價(jià)晶體易氣化，可用作制冷材料
C.該共價(jià)晶體有很高的熔、沸點(diǎn)
D.該共價(jià)晶體的硬度大，可用作耐磨材料
B
3.下列關(guān)于SiO2晶體空間結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是（ ）
A.最小的環(huán)上，有3個(gè)硅原子和3個(gè)氧原子
B.最小的環(huán)上，硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2
C.最小的環(huán)上，有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子
D.存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O原子處于中心，Si原子處于4個(gè)頂角
C
4. 設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是（ ）
A. 28 g晶體硅中含有Si—Si的個(gè)數(shù)為2NA
B. 124 g白磷(P4)晶體中含有P—P的個(gè)數(shù)為4NA
C. 12 g金剛石中含有C—C的個(gè)數(shù)為4NA
D. SiO2晶體中1 mol硅原子可與氧原子形成2NA個(gè)共價(jià)鍵(Si—O)
A
5. 如圖所示是某共價(jià)晶體A的空間結(jié)構(gòu)片段，A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C，其實(shí)質(zhì)是在每個(gè)A—A中插入
一個(gè)B原子，則C物質(zhì)的化學(xué)式可能為（ ）
A.AB B.A5B4 C.AB2 D.A2B5
C
6.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答問題：
金剛石 晶體硅 晶體硼
熔點(diǎn)/℃ ＞3 550 1 410 2 573
沸點(diǎn)/℃ 5 100 2 355 2 823
硬度 10 7.0 9.5
(1)晶體硼屬于________晶體，理由是______________________________________。
(2)金剛石具有硬度大、熔點(diǎn)高等特點(diǎn)，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。
其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是________(填字母)。
A. 金剛石中C—C的鍵角均為109°28′，所以金剛石和CH4的晶體類型相同
B. 金剛石的熔點(diǎn)高與C—C的鍵能無關(guān)
C. 金剛石中碳原子個(gè)數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶2
D. 金剛石的熔點(diǎn)高，所以在打孔過程中不需要進(jìn)行澆水冷卻
共價(jià)
晶體硼的熔、沸點(diǎn)高，硬度大
C
6.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)回答問題：
金剛石 晶體硅 晶體硼
熔點(diǎn)/℃ ＞3 550 1 410 2 573
沸點(diǎn)/℃ 5 100 2 355 2 823
硬度 10 7.0 9.5
(3)已知晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)，該結(jié)構(gòu)單元中有20個(gè)正三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)硼原子。通過觀察圖形及推算，得出此結(jié)構(gòu)單元是由________個(gè)硼原子構(gòu)成的，其中B—B的鍵角為__________，該結(jié)構(gòu)單元共含有________個(gè)B—B。
60°
12
30

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