第三章 第二节 第2课时 共价晶体

第2课时共价晶体

[核心素养发展目标] 1.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。2.能利用共价晶体的通性推断常见的共价晶体，并能利用均摊法对晶胞进行分析。

一、共价晶体的概念及其性质

1．共价晶体的结构特点及物理性质

(1)概念

相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。

(2)构成微粒及微粒间作用

(3)物理性质

①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。

②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。

2．常见共价晶体及物质类别

(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：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。

(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。

(1)由原子直接构成的晶体一定是共价晶体()

(2)具有共价键的晶体一定是共价晶体()

(3)共价晶体在固态或熔化时均不导电()

(4)共价晶体由于硬度及熔、沸点都较高，故常温时不与其他物质反应()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×

1．怎样从原子结构角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。

提示从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，C—C、C—Si、Si—Si的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，共价晶体熔化时破坏的是共价键，而键能大小是

C—C＞C—Si＞Si—Si，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。

2．下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是() 共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗

熔点/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211

硬度10 9.5 9.5 7 6.5 6.0

①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高

②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高

③构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大

④构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大

A．①②B．③④C．①③D．②④

答案 D

解析共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成共价晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，对应共价晶体的熔、沸点越高，硬度越大。3．(2019·长沙高二检测)下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()

①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态He

A．①②③④⑤⑥B．②③④⑥

C．②③⑥D．①②⑤⑥

答案 C

解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于共价晶体，其晶体直接由原子构成。

二、常见共价晶体结构分析

1．金刚石晶体

金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，