3.2分子晶体与共价晶体课时(1)课件高二化学人教版选择性必修2

1 / 6 分子晶体与共价晶体

第1课时

◆ 教学目标

1. 知道分子晶体的结构特点，能借助分子晶体模型说明分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用，以及范德华力与氢键对分子晶体结构与性质的影响。

2. 能结合具体事例，说出分子晶体的粒子间相互作用与物质宏观性质（熔点、硬度等）的关系。

◆ 教学重难点

分子晶体的结构特点与性质之间的关系，氢键对分子晶体（以水为例）结构与性质的影响。

◆ 教学过程

一、新课导入

1.说出几种你身边常见典型的晶体，它们的宏观性质是否有明显的差异？这些差异表现在什么方面？用简单的文字描述并进行分享。

常见典型的晶体有：冰、金刚石、食盐、单质铝（易拉罐）。

它们的宏观性质有明显的差异，例如，冰在0℃时就熔化了，水在100℃时就汽化了，而其他三种物质在100℃仍是固体，需要很高的温度才能熔化；

例如，冰和食盐受力时容易碎裂，铝受力时容易形变，而金刚石非常坚硬；

例如，冰、食盐、金刚石都是无色透明的固体，铝是银白色不透明的固体。

2.在化学中，“结构决定性质”是一个核心观点，那宏观性质迥异的这些晶体在结构上有何不同呢？

晶体的“大厦”就是由晶胞这些“建材”有规律的重复而形成的。

对晶体而言，“结构决定性质”中结构的内涵，既包含晶胞中粒子的组成，又包含粒子间通过怎么的作用力彼此凝聚在一起。

不同的粒子，如分子、原子、离子，可以通过不同的作用力，如分子间作用力、共价键、离子键等，凝聚在一起，形成形色各异的晶体。

二、讲授新课

一、分子晶体

1.分子晶体的概念与性质特点

只含分子的晶体称为分子晶体。 2 / 6 例如，下面的碘晶体只含I2分子，属于分子晶体；二氧化碳晶体只含CO2分子，属于分子晶体。

在分子晶体中，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。

下表展示了部分分子晶体的熔点：

分子晶体 O2 N2 P4 H2O H2S CH4 CH3COOH CO(NH2)2

熔点/℃ -218.3 -210.1 44.2 0 -85.6 -182 16.6 132.7

1 第三章 第二节 第1课时

A 级·基础达标练

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．下列有关物质结构和性质的叙述正确的是( D )

A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键

B．水蒸气、水、冰中都含氢键

C．分子晶体中，共价键键能越大，其熔、沸点越高

D．分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键

解析：本题考查的是分子间作用力与氢键的存在。水是一种稳定的化合物，因为水分子内O—H共价键牢固；水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在，不存在氢键；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关；分子晶体中也有无共价键的，如稀有气体的晶体。故正确答案为D。

2．(2021·武汉高二检测)下列物质在室温下均是分子晶体的是 ( B )

A．H2O、CH4、HF

B．红磷、硫、碘

C．CO2、SO2、NO2

D．H2SO4、CH3CH2OH、HCHO

解析：题目的核心是“室温”，在该条件下H2O、H2SO4、CH3CH2OH均为液体，而CH4、HF、CO2、NO2、SO2、HCHO均为气体，故B项正确。

3．(2021·邯郸高二检测)下列有关分子晶体的说法一定正确的是 ( B )

A．分子内均存在共价键

B．分子间一定存在范德华力

C．分子间一定存在氢键

D．其结构一定为分子密堆积

解析：稀有气体为单原子分子，不含任何化学键，A项错误；分子晶体一定含有范德华力，可能含有氢键，B项正确，C项错误；只存在范德华力的分子晶体采取分子密堆积，D项错误。

4．(2021·银川高二检测)下列关于CH4和CO2的说法正确的是 ( A )

A．固态CO2属于分子晶体

B．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

C．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

D．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2

解析：固态CO2是分子晶体，A项正确；CH4分子是正四面体对称结构，其为含有极性键的非极性分子，B选项错误；CH4和CO2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子 2 间作用力越大，熔、沸点越高，与键能无关，C选项错误；CH4为正四面体结构，碳原子的杂化类型是sp3杂化，CO2为直线形分子，碳原子的杂化类型是sp杂化，D选项错误。

第三章 晶体结构与性质

第二节 分子晶体与共价晶体

第一课时 分子晶体

1.借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。

2.能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。

教学重点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系

教学难点：共价晶体的结构特点与性质之间的关系

一、共价晶体

1.常见晶体的结构分析

(1)金刚石晶体

①在晶体中每个碳原子以 个共价单键与相邻的 个碳原子相结合，成为正四面体。

①晶体中C-C-C夹角为 ，碳原子采取了 杂化。

①最小环上有 个碳原子。

①晶体中碳原子个数与C-C键数之比为 。

①在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为 。

(2) 二氧化硅晶体 .晶胞中粒子数目的计算(以金属铜为例):

在铜的晶胞结构中,铜原子不全属于该晶胞,按均摊原则,金属铜的一个晶胞的原子数=8×18+6×12=4。

结合下图,钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为2、2、8、8。

钠、锌、碘、金刚石晶胞示意图 ①每个硅原子与相邻的 个氧原子以共价键相结合构成 结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为 。

①每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与 个Si原子成键，最小的环是

元环。

①每个最小的环实际拥有的硅原子为 ，氧原子数为 。

①1molSiO2晶体中含Si—O键数目为 ，在SiO2晶体中Si、O原子均采取 杂化。

①SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

1共价晶体1．通过金刚石、二氧化硅等模型认识共价晶体的结构特点及物理性质。

2．能根据共价晶体的微观结构预测其性质。

3．学会共价晶体的判断

一、共价晶体1.共价晶体定义：所有原子都以共价键相互结合形成共价三维骨架结构的晶体叫共价晶体。

2.共价晶体的结构特点

说明：

①空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”，不存在单个

的分子，因此，共价晶体的化学式不表示其实际组成，只表示其组成的原子个数比。

②共价晶体熔化时被破坏的作用力是共价键。

③共价晶体中只有共价键，但含有共价键的晶体不一定是共价晶体。如CO2、H

2O等分子晶体中也含有共

价键。

二、常见的共价晶体物质种类实例

某些非金属单质晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等

某些化合物碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N

4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等

某些非金属氧化物二氧化硅(SiO2)等

极少数金属氧化物刚玉(ɑ-Al2O

3)

三、共价晶体的物理性质

1.共价晶体的物理性质

①熔点很高：共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高

的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶

体的熔点越高。

2②硬度很大：共价键三维骨架结构决定了共价晶体的硬度，如金刚石是天然存在的最硬的物质。

③一般不导电，但晶体硅、锗是半导体。

④难溶于一般的溶剂。

2.共价晶体熔、沸点的比较

①规律：一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。

②原因：原子半径越小，则化学键的键长越短，化学键就越强，键就越牢固，破坏化学键需要的能量就越多，键能越大，故晶体的熔点就越高。

③实例：在金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径CC-Si>Si-Si，

故熔点金刚石>碳化硅>晶体硅。

【思考与讨论p82】参考答案

(1)由于金刚石、晶体硅和储的组成相似，原子半径CSi-Si>Ge-Ge，

所以三者的熔点和硬度依次下降。