化学选择性必修2 第3章 第2节 第2课时 共价晶体
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4.下列说法正确的是 A.在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA
√B.金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C.30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子 D.晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
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解析 在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，故含有4 mol Si—O键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol，即含有2NA个氧原子，A项 错误； 金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形 成一个C—C键，故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol C—C键，因此 碳原子数与C—C键数之比为1∶2，B项正确； 二氧化硅晶体中不存在分子，C项错误； 氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，不属于共价 晶体，D项错误。
共价键
(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、 金刚石 等。
(2)某些非金属化合物：如金刚砂(SiC)、 二氧化硅(SiO2) 、氮化硼(BN)、
氮化硅(Si3N4)等。
4.常见共价晶体的结构 (1)金刚石 ①在晶体中每个碳原子以 4 个共价单键与相 邻的 4 个碳原子相结合，形成正四面体结构，
√B.无色晶体，熔点为3 550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D.熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
解析 共价晶体一般不导电，没有延展性，A项错误； 共价晶体难溶于水，C项错误； 共价晶体一般熔点很高，硬度很大，D项错误。
应用体验
1.共价晶体中原子是否遵循紧密堆积原则 否 (填“是”或“否”)，原因 是 共价键具有方向性和饱和性 。
2.金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构 中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。 试回答： (1)金刚砂属于共价晶体。金刚砂的熔点比金刚石熔点 低 。 (2)金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合 4 个碳原子，其中键角 是109°28′ 。 (3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有 3 个硅 原子。 (4)碳、硅原子均采取 sp3 杂化。
再向空间伸展，构成彼此联结的立体网状 结构。 ②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′ ，碳原子采取了 sp3 杂化。 ③最小环上有 6 个碳原子，晶体中C原子个数与C—C键数之比为 1∶2 。 ④金刚石的硬度 大 ，熔点 高 ，原因是 晶体中C—C键键长很短，键能很大 。 ⑤1 mol C原子组成的金刚石中含有 2 mol C—C键。 (2)晶体硅 把金刚石中的C原子换成Si原子，分别得到晶体硅的结构模型和晶胞模型，不 同的是Si—Si键键长 > C—C键键长。
(3)二氧化硅 ①在二氧化硅晶体中，每个Si原 子周围结合 4 个O原子，同时每个 O原子与 2 个Si原子结合。Si、O原子个数比为 1∶2 。 ②在二氧化硅晶体中，位于四面体中心的原子是 硅原子 ，位于四面体四 个顶点上的原子是 氧原子 。 ③在二氧化硅晶体中，硅原子采取 sp3 杂化，Si—O—Si键与Si—O—Si键 的夹角是 109°28′ 。 ④二氧化硅晶体中最小环上的原子数是12，包括 6 个O原子和 6 个Si原子。 ⑤1 mol二氧化硅晶体中含有 4 mol Si—O键。
5.共价晶体的物理性质 (1)熔点很 高 。 (2)硬度很 大 。金刚石是天然存在的最硬的物质。 (3)一般 不 导电。但晶体硅是半导体。 (4)不溶于一般溶剂。
正误判断
(1)凡是由原子构成的晶体都是共价晶体( × ) (2)共价晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键( × ) (3)二氧化硅晶体的化学式为SiO2，也可以表示其分子式( × ) (4)硬度很大、熔点很高的晶体可能是共价晶体( √ ) (5)共价晶体都不导电( × )
第2课时 共价晶体
核心素养发展目标
能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构成微粒 之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
共价晶体 内
容
随堂演练 知识落实
索
引
课时对点练
共价晶体
1.概念
相邻原子间以 共价键 结合而形成的具有 空间立体网状 结构的晶体。
2.构成微粒及微粒间作用
原子
3.常见共价晶体及物质类别
√D.化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应
解析 金刚石是碳原子间以共价键结合形成的空间网状结构的共价晶体， 不存在单个的分子。在天然存在的物质中，金刚石的硬度最大。在高温 下金刚石可以与氧气反应生成二氧化碳。
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3.根据下列物质的性质，判断其属于共价晶体的是 A.熔点为2 700 ℃，导电性强，延展性强
二氧化硅
中心原子杂化类型 键角
sp3 109°28′
晶胞中微粒数目
Baidu Nhomakorabea
8个C
1 mol物质中化学 键数目
2NA个C—C
sp3 109°28′ C：4个 Si：4个
4NA个C—Si
sp3 109°28′ Si：8个 O：16个
4NA个Si—O
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随堂演练 知识落实
1.下列物质中，属于共价晶体的化合物是
√A.无色水晶 B.晶体硅
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5.科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射 频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这 种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是 A.碳、氮原子构成平面结构的晶体
C.金刚石
D.氯化钠晶体
解析 A项，无色水晶是共价晶体，属于化合物； B项，晶体硅是单质； C项，金刚石是单质； D项，氯化钠晶体是离子晶体。
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2.(2019·重庆月考)下列关于金刚石的说法中，错误的是 A.晶体中不存在独立的分子 B.碳原子间以共价键相结合 C.是天然存在的硬度最大的物质
解析 由于金刚砂是空间网状结构，碳原子、硅原子交替以共价单键相 结合，故金刚砂是共价晶体；硅原子半径比碳原子大，故金刚砂熔点低； 硅和碳最外层电子、成键方式相同，均采取sp3杂化，硅原子周围有4个 碳原子，键角为109°28′；组成的六元环中，有3个碳原子，3个硅原子。
归纳总结 晶胞
金刚石(晶体硅) 碳化硅
4.下列说法正确的是 A.在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA
√B.金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C.30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子 D.晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
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解析 在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，故含有4 mol Si—O键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol，即含有2NA个氧原子，A项 错误； 金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形 成一个C—C键，故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol C—C键，因此 碳原子数与C—C键数之比为1∶2，B项正确； 二氧化硅晶体中不存在分子，C项错误； 氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，不属于共价 晶体，D项错误。
共价键
(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、 金刚石 等。
(2)某些非金属化合物：如金刚砂(SiC)、 二氧化硅(SiO2) 、氮化硼(BN)、
氮化硅(Si3N4)等。
4.常见共价晶体的结构 (1)金刚石 ①在晶体中每个碳原子以 4 个共价单键与相 邻的 4 个碳原子相结合，形成正四面体结构，
√B.无色晶体，熔点为3 550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D.熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
解析 共价晶体一般不导电，没有延展性，A项错误； 共价晶体难溶于水，C项错误； 共价晶体一般熔点很高，硬度很大，D项错误。
应用体验
1.共价晶体中原子是否遵循紧密堆积原则 否 (填“是”或“否”)，原因 是 共价键具有方向性和饱和性 。
2.金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构 中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。 试回答： (1)金刚砂属于共价晶体。金刚砂的熔点比金刚石熔点 低 。 (2)金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合 4 个碳原子，其中键角 是109°28′ 。 (3)金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有 3 个硅 原子。 (4)碳、硅原子均采取 sp3 杂化。
再向空间伸展，构成彼此联结的立体网状 结构。 ②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′ ，碳原子采取了 sp3 杂化。 ③最小环上有 6 个碳原子，晶体中C原子个数与C—C键数之比为 1∶2 。 ④金刚石的硬度 大 ，熔点 高 ，原因是 晶体中C—C键键长很短，键能很大 。 ⑤1 mol C原子组成的金刚石中含有 2 mol C—C键。 (2)晶体硅 把金刚石中的C原子换成Si原子，分别得到晶体硅的结构模型和晶胞模型，不 同的是Si—Si键键长 > C—C键键长。
(3)二氧化硅 ①在二氧化硅晶体中，每个Si原 子周围结合 4 个O原子，同时每个 O原子与 2 个Si原子结合。Si、O原子个数比为 1∶2 。 ②在二氧化硅晶体中，位于四面体中心的原子是 硅原子 ，位于四面体四 个顶点上的原子是 氧原子 。 ③在二氧化硅晶体中，硅原子采取 sp3 杂化，Si—O—Si键与Si—O—Si键 的夹角是 109°28′ 。 ④二氧化硅晶体中最小环上的原子数是12，包括 6 个O原子和 6 个Si原子。 ⑤1 mol二氧化硅晶体中含有 4 mol Si—O键。
5.共价晶体的物理性质 (1)熔点很 高 。 (2)硬度很 大 。金刚石是天然存在的最硬的物质。 (3)一般 不 导电。但晶体硅是半导体。 (4)不溶于一般溶剂。
正误判断
(1)凡是由原子构成的晶体都是共价晶体( × ) (2)共价晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键( × ) (3)二氧化硅晶体的化学式为SiO2，也可以表示其分子式( × ) (4)硬度很大、熔点很高的晶体可能是共价晶体( √ ) (5)共价晶体都不导电( × )
第2课时 共价晶体
核心素养发展目标
能辨识常见的共价晶体，并能从微观角度分析共价晶体中各构成微粒 之间的作用对共价晶体物理性质的影响。
共价晶体 内
容
随堂演练 知识落实
索
引
课时对点练
共价晶体
1.概念
相邻原子间以 共价键 结合而形成的具有 空间立体网状 结构的晶体。
2.构成微粒及微粒间作用
原子
3.常见共价晶体及物质类别
√D.化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应
解析 金刚石是碳原子间以共价键结合形成的空间网状结构的共价晶体， 不存在单个的分子。在天然存在的物质中，金刚石的硬度最大。在高温 下金刚石可以与氧气反应生成二氧化碳。
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3.根据下列物质的性质，判断其属于共价晶体的是 A.熔点为2 700 ℃，导电性强，延展性强
二氧化硅
中心原子杂化类型 键角
sp3 109°28′
晶胞中微粒数目
Baidu Nhomakorabea
8个C
1 mol物质中化学 键数目
2NA个C—C
sp3 109°28′ C：4个 Si：4个
4NA个C—Si
sp3 109°28′ Si：8个 O：16个
4NA个Si—O
返回
随堂演练 知识落实
1.下列物质中，属于共价晶体的化合物是
√A.无色水晶 B.晶体硅
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5.科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射 频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这 种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是 A.碳、氮原子构成平面结构的晶体
C.金刚石
D.氯化钠晶体
解析 A项，无色水晶是共价晶体，属于化合物； B项，晶体硅是单质； C项，金刚石是单质； D项，氯化钠晶体是离子晶体。
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2.(2019·重庆月考)下列关于金刚石的说法中，错误的是 A.晶体中不存在独立的分子 B.碳原子间以共价键相结合 C.是天然存在的硬度最大的物质
解析 由于金刚砂是空间网状结构，碳原子、硅原子交替以共价单键相 结合，故金刚砂是共价晶体；硅原子半径比碳原子大，故金刚砂熔点低； 硅和碳最外层电子、成键方式相同，均采取sp3杂化，硅原子周围有4个 碳原子，键角为109°28′；组成的六元环中，有3个碳原子，3个硅原子。
归纳总结 晶胞
金刚石(晶体硅) 碳化硅