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共價晶體 分子晶體
第3章 不同聚集狀態的物質與性質
1.了解幾種典型共價晶體、分子晶體的晶胞結構；
2.認識共價晶體、分子晶體的物理性質與晶體結構的關系。
觀察金剛石的結構模型，思考下列問題
1、金剛石晶體中碳原子軌道雜化方式？碳原子結合方式？
2、從結構上分析金剛石熔點高、硬度大的原因？
3、共價晶體和金屬晶體、離子晶體中微粒排列方式的區別？為什么？
sp3
在金剛石晶體里中心碳以共價鍵跟4個碳原子結合，形成正四面體，被包圍的碳原子處于正四面體的中心。
共價鍵鍵具有方向性和飽和性
金剛石的晶胞示意圖
頂點
體內
面心
一、共價晶體
概念：
相鄰原子間以共價鍵結合而形成空間網狀結構的晶體。
組成的粒子：原子
粒子間的作用力：原子間以較強的共價鍵相結合。
常見的共價晶體
（1）硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和灰錫（Sn）
（2）金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）
（3）極少數金屬氧化物，如剛玉(Al2O3)
幾種共價晶體的結構
晶胞的碳原子數：
8×1/8 ＋ 6×1/2 ＋ 4 ＝8
每個晶胞的碳碳共價鍵數：4× 4 ＝16
晶胞中的原子數：8個 配位數：4
金剛石的晶胞示意圖
頂點
體內
面心
SiC晶胞中，硅原子位于立方體的8個頂點和6個面心位置，碳原子位于由大立方體分割成的8個小立方體中的4個的體心處。每個碳原子與周圍的4個硅原子成鍵。
晶胞的原子數：
Si原子數：8×1/8 ＋ 6×1/2 ＝4
每個晶胞的碳硅共價鍵數：4× 4 ＝16
C原子數：4
盡管金剛石、碳化硅和晶體硅都是共價晶體且它們的結構相似，但是它們的熔點和硬度有較大差異，請討論產生這種差異的原因。
盡管金剛石、碳化硅和晶體硅都是共價晶體且它們的結構相似，但是它們的熔點和硬度有較大差異，請討論產生這種差異的原因。
從碳到硅，核電荷數增大，電子層數增多，原子半徑增大，C—C、C—Si、Si—Si的鍵長依次增大，鍵能依次減小，所以，金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點和硬度依次下降。
向晶體硅結構中每個Si—Si鍵中間“插入”一個O原子，便得到以硅氧四面體為骨架的SiO2晶體結構。
①.晶體中1個Si與__個O以共價鍵結合，形成________結構；1個O與__個Si結合，故SiO2晶體中Si與O之比為______。在SiO2晶體中， 單個的SiO2分子存在。
沒有
4
正四面體
1 : 2
2
③.最小環上有_____個原子(____個Si和____個O)。
②.1molSiO2晶體中含_____molSi-O鍵。
4
12
6
6
金剛石 碳化硅 二氧化硅
晶胞
中心原子 雜化類型
1 mol物質中化學鍵物質的量
sp3
sp3
sp3
2 mol
C—C鍵
4 mol
C—Si鍵
4 mol
Si—O鍵
1. 在二氧化硅晶體中原子未排列成緊密堆積結構，其原因是（ ）
A．共價鍵具有飽和性 B．共價鍵具有方向性
C．二氧化硅是化合物 D．二氧化硅是由非金屬元素原子構成的
AB
2、下列關于SiO2和金剛石的敘述正確的是（ ）
A．SiO2的晶體結構中，每個Si原子與2個O原子直接相連
B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數為NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)
C．金剛石的網狀結構中，由共價鍵形成的最小環上有6個碳原子
D．1mol金剛石中含有4NA個C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數的值)
C
3、下表是某些共價晶體的熔點和硬度，下列敘述正確的是（ ）
共價晶體 金剛石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 鍺
熔點/℃ 3900 3000 2700 1710 1410 1211
莫氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6
①構成共價晶體的原子種類越多，晶體的熔點越高 ②構成共價晶體的原子間的共價鍵的鍵能越大，晶體的熔點越高 ③構成共價晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越大 ④構成共價晶體的原子半徑越大，共價鍵的鍵能越大
A．①② B．③④ C．②③ D．②④
C
二、分子晶體
在金屬晶體、離子晶體和共價晶體中，原子或離子之間都是通過化學鍵相互結合的，相應化學鍵的特點對晶體中微粒的空間排布方式會產生影響。那么，像碘、干冰、等這些以分子為基本構成微粒的晶體中，分子會如何排列呢
碘晶體
干冰晶體
部分非金屬單質：
鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)、稀有氣體
所有非金屬氫化物：水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷
部分非金屬氧化物：CO2、P4O6、P4O10、SO2
所有的酸(而強堿和多數鹽則是離子晶體)
絕大多數有機物的晶體
二、分子晶體
二、分子晶體
分子之間通過分子間作用力結合形成的晶體
干冰
(CO2)
碘
(I2)
冰
(H2O)
只有范德華力
主要是氫鍵
無方向性、飽和性
有方向性、飽和性
分子晶體的結構特征
(1)分子密堆積——只有范德華力，無分子間氫鍵（每個分子周圍有12個緊鄰的分子，如：C60、干冰 、I2、O2等）
(2)分子非密堆積 ——范德華力還有分子間氫鍵（如：HF 、冰、NH3 ）
表 3-2-5 列出了一些分子晶體的熔點和沸點。
請根據表中所列數據猜想;影響不同分子晶體熔點、沸點的原因可能有哪些
分子晶體物理性質：
熔沸點低、硬度小
影響分子晶體熔點的主要因素
——分子間作用力
組成和結構相似且晶體中沒有氫鍵的分子晶體來說，相對分子量越大，分子間作用力增強，熔沸點升高。
1.下列物質固態時，一定是分子晶體的是( )
A.酸性氧化物 B.非金屬單質
C.堿性氧化物 D.含氧酸
D
2.水的沸點為100 ℃，硫化氫的分子結構跟水相似，但它的沸點卻很低，是－60.7 ℃，引起這種差異的主要原因是( )
A.范德華力 B.共價鍵
C.氫鍵 D.相對分子質量
C
3.下列屬于分子晶體的一組物質是( )
A.CaO、NO、CO B.CCl4、H2O、He
C.CO2、SO2、NaCl D.CH4、O2、Na2O
B
4.下列有關分子晶體熔點高低的敘述中，正確的是( )
A.氯氣>碘單質 B.四氯化硅>四氟化硅
C.NH3正戊烷
B

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