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  1.知道共价晶体的结构特色,能辨识常见的共价晶体。.知道金刚石晶体中碳原子的三维骨架结构,能凭借共价晶体的晶体结构模型阐明共价晶体中粒子间的互效果,促进“依据推理与模型认知”化学中心素质的开展。点,共价晶体的结构与物理性质。点,共价晶体的结构与物理性质。

  1,共价晶体界说,一切原子都以共价键彼此结合构成共价三维骨架结构的晶体叫共价晶体。

  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,因而,共价晶体的化学式不表明其实践组成,只表明其组成的原子个数比。

  ③共价晶体中只要共价键,但含有共价键的晶体并不满是共价晶体。如CO2、H2O等分子晶体中也含有共价键。

  物质品种实例些非金属单质晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等些化合物碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)等些非金属氧化物二氧化硅(SiO2)等少量金属氧化物刚玉(ɑ-Al2O3)

  (1)熔点很高,共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合,熔化时有必要损坏共价键,而损坏它们需求很高的温度,所以共价晶体具有极高的熔点。结构类似的共价晶体,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。

  (2)硬度很大,共价键三维骨架结构决议了共价晶体的硬度,如金刚石是天然存在的最硬的物质。

  ②原因,原子半径越小,则化学键的键长越短,化学键就越强,键就越结实,损坏化学键需求的能量就越多,键能越大,故晶体的熔点就越高。

  (2)此说法不对。“具有共价键并不是断定共价晶体的仅有条件,有些分子晶体的分子内部也有共价键,如冰和干冰晶体都是分子晶体,但H20和C02中存在共价键,对共价晶体的知道除了要求“具有共价键”外,还要求构成晶体的粒子是原子。

  (1)成键特征,每个碳原子都采纳sp3杂化,每个碳原子与相邻的4个碳原子构成4个共价键,键长持平,键角为109°28’,每个碳原子的配位数为4。

  (2)结构单元,每个碳原子均与相邻的4个碳原子构成正四面体,向空间无限延伸得到立体网状结构的晶体,在1个正四面体中含有1+4×1/4=2个碳原子,最小碳环由6个C组成且六个碳原子不在同一平面内,金刚石晶体中每个C原子构成4个C—C键,而每个键为2个C原子所共有,故碳原子的个数与C—C键数比为1∶2。因而12g(1mol)金刚石中含有2mol(2NA个)C—C键。

  (3)晶胞,①8个极点,6个面心上各有1个碳原子,②把晶胞切割分8个小立方体,则每个小立方体的互为对角方位的4个极点各有1个碳原子,4个互不相邻的小立方体的体心各有1个碳原子。则每个金刚石晶胞中有8个碳原子。

  二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物,有多种结构,最常见的是低温石英(α-SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体构成螺旋上升的长链,这一结构决议了它具有手性。

  ①1个Si原子和4个O原子构成4个共价键,每个O原子和2个Si原子相结合,在晶体中,Si原子和O原子个数比为1(2)因而二氧化硅的化学式为SiO2,但SiO2晶体中不存在SiO2分子。

  (2)二氧化硅的用处,二氧化硅是制作水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的质料。

  SiC晶体的结构类似于金刚石晶体结构,其间C原子和Si原子的方位是替换的,所以在整个晶体中Si原子与C原子个数比为1∶1。

  1,依据构成晶体的微粒品种和微粒间的效果力判别,构成共价晶体的微粒是原子,微粒间的效果力是共价键。

  3,依据晶体的导电性判别,共价晶体大都为非导体,但晶体Si、晶体Ge为半导体。

  5,依据物质的分类判别,常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。

  【解析】金刚石归于共价晶体,其间的碳采纳sp3杂化轨迹与周围的4个碳原子构成正四面体结构,以共价键构成空间网状结构,晶体中最小环上有6个碳原子。

  【解析】SiO2归于共价晶体,在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子构成4个共价键。

  【解析】共价晶体中,原子构成的共价键越强,原子间的效果力越强,晶体的熔点越高。

  (6)金刚石的熔、沸点高于晶体硅,由于C-C的键能大于Si-Si的键能()

  【解析】金刚石、晶体硅都归于共价晶体,键能巨细决议晶体的熔、沸点凹凸,由于C-C的键长小于

  Si-Si键,所以C-C的键能大于Si-Si键的键能,故金刚石的熔、沸点高于晶体硅。

  (7)稀有气体的组成微粒是原子,归于共价晶体,不存在分子间效果力( )【答案】 ×

  (8)金刚石为网状结构, 由共价键构成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子( )【答案】 √

  【解析】金刚石是由C原子经过共价键构成的原子晶体,每个碳原子均与4个碳原子构成共价键,在

  (9)金刚石晶体中的最小环为六元环,每个碳原子均被12个六元环共用( )【答案】 √

  【解析】金刚石晶体结构如图所示 , 图中每个C原子与周围有4个C-C键(像图中的01( 02) 03, 04),恣意取出2个(如01, 02),这样的组合有C22=6种,每个组合为2个六元环共用,则每个碳原子均被2×C24=12个六元环共用, D正确。

  【解析】 20g SiO的物质的量为 60g0g/mol=1mol,二氧化硅晶体中每个硅原子与四个氧原子构成4个硅

  氧键,每个氧原子与两个硅原子成键,则二氧化硅晶体可当作由硅氧四面体结构构成, 1mol二氧化硅晶体

  【答案】共价晶体 晶体硼熔、沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间,而金刚石、晶体硅都是共价晶体。 (或熔沸点都很高,硬度大。 )

  【解析】晶体硼熔、沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间,而金刚石、晶体硅都是共价晶体, 因而晶

  (2)已知晶体硼的根本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图),其间有20个等边三角形的面和一定数意图极点,每个极点上各有1个B原子。经过调查图形及核算,此晶体结构单元由________个B原子组成,键角为________。

  【答案】 (1)共价 晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为共价晶体, B与C相邻且与Si处于对角线方位,也应为共价晶体

  【解析】晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为共价晶体, B 与C相邻且与Si处于对角线方位,也应为共价晶体。每个三角形的极点被5个三角形所共有,所以,此顶

  点彻底归于一个三角形的只占到15,每个三角形中有3个这样的点,且晶体B中有20个这样的三角形, 因而, 晶体B中这样的极点(B原子)有15×3×20,12个。又因晶体B中的三角形面为正三角形,所以键角为

  【典例1】将SiCl4与过量的液氨反响可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧,可得到氮化硅(Si3N4)固体,氮化硅是一种新式耐高温、耐磨资料,在工业上有广泛的使用。下列揣度或许正确的是( )

  C,共价晶体C3N4的熔点比Si3N4的低 D, SiCl4晶体在熔化过程中化学键开裂

  【解析】 SiCl4是分子晶体,在熔化过程中战胜的是分子间效果力,化学键不开裂。 Si3N4是共价晶体,为立体网状结构。依据C、 Si的原子半径推知C—N键的键能比Si—N键的键能大,故C3N4的熔点比Si3N4的高。

  (1)由于共价键的饱满性和方向性,使每个中心原子周围摆放的原子数目是固定的。

  【解析】A项,共价晶体中原子之间经过共价键相连, B项,共价晶体是相邻原子之间经过共价键结合而成的空间网状结构, C项,共价晶体是由原子以共价键相结合构成的,不存在独立的分子,D项,共价晶体中原子是经过共价键衔接的,熔化时需求损坏共价键。

  【变式1-3】依据量子力学核算,氮化碳有五种结构,其间一种β-氮化碳硬度超越金刚石晶体,成为名列前茅的超硬新资料, 已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列有关该氮化碳的说法不正确的是

  【解析】依据题图结构可知,每个碳原子周围有四个共价键,每个氮原子周围有三个共价键,碳原子最外层有4个电子,构成四个共价键后成8电子安稳结构,氮原子最外层有5个电子,构成三个共价键后也是8电子安稳结构, A正确, 由于元素的非金属性NC,所以构成共价键时,共用电子对倾向N,违背

  C,所以氮化碳中碳元素显+4价,氮元素显-3价, B正确,依据晶体结构可知每个碳原子与四个氮原子相

  连,每个氮原子和三个碳原子相连, C正确, 由于氮化碳是共价晶体,不存在分子,因而没有分子式,D错

  【典例2】 (2024·山西省长治市高二期中)能够从金刚石的晶体结构树立金刚石晶胞结构。下列说法正确的是( )

  【解析】A项, 晶胞和晶体结构类似的当地是都与晶体有关,不同之处在于, 晶体结构是指晶体中一切原子排布方法,而晶胞则是表明晶体中最小重复单元结构, 因而晶体结构和晶胞结构是两种不同的出现方法,故A正确, B项,无论是金刚石的晶体仍是晶胞结构,均是4个碳原子围成正四面体结构,该结构

  ′,故B过错, C项,在金刚石晶体中, C原子所衔接的最小环为六元环, 晶胞结构中的

  最小环也是六元环,故C过错, D项,金刚石晶体中的碳原子以sp3杂化轨迹与四个碳原子构成共价单键,晶体结构中一切的碳原子都参加成键, 晶胞中部分碳原子没有成键的状况首要出现在石墨的结构中,其间

  每个碳原子经过共价键与相邻的三个碳原子相连,但金刚石晶胞中一切碳原子均成键,故D过错,故选A。

  C,是天然存在的硬度最大的物质 D,化学性质安稳,在高温下也不与氧气产生反响

  【解析】金刚石是碳原子间以共价键结合构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。在高温下金刚石能够与氧气反响生成二氧化碳。

  【变式2-2】咱们我们能够将SiO2的晶体结构幻想为,在晶体硅的Si—Si键之间刺进O原子。依据SiO2晶体结构图,下列说法不正确的是( )

  C,石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,可用“SiO2”来表明石英的组成

  【解析】晶体硅的结构是五个硅原子构成正四面体结构,其间有一个坐落正四面体的中心,别的四个

  坐落四面体的极点,故SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有两个硅原子,在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2, “SiO2”仅表明石英的组成,故没有单个的SiO2分子。

  【变式2-3】碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构,其间碳原子和硅原子的方位是替换的。它与晶体硅和金刚石相比较,正确的是( )

  【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构,可知碳化硅也为原子晶体,且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又由于影响共价键强弱的要素是原子半径,碳原子半径小于硅原子半径,所以键长长短次序为C—C,C—Si,Si—Si,故熔点次序是金刚石碳化硅晶体硅, 晶体硅是半导体。

  【解析】共价晶体的熔点高,但不能导电,延展性差,故A不契合题意,无色晶体,熔点3500℃,

  不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,契合共价晶体的性质特色,故B契合题意,无色晶体,能溶于水,

  质硬而脆,熔点800℃,熔化时能导电,不归于共价晶体,故C不契合题意,熔点-56.6℃,微溶于水,硬度小, 固态或液态时不导电,契合分子晶体的性质,归于分子晶体,故D不契合题意。

  共价晶体具有不一样的结构,对结构类似的共价晶体来说,原子半径越小,键长越短,键能越大,熔点

  越高,硬度越大。 以金刚石、硅、锗为例, 同主族从碳元素到锗元素,原子核外电子层数增多,原子半径

  顺次增大, C—C键、 Si—Si键、 Ge—Ge键的键长顺次变长,键能顺次减小,故金刚石、硅、锗的熔点和

  【变式3-1】依据下列几种物质的熔点和沸点数据判别,下列有关说法过错的是( )

  【解析】由表中数据可知, S i Cl4的熔、沸点较低,归于分子晶体, A正确,单质B的熔、沸点很高,所以单质B是共价晶体, B正确, 由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低,所以AlCl3加热能提高, C正确,单质B是共价晶体, AlCl3归于分子晶体,两者晶体类型不同, D过错。

  【变式3-2】剖析下列各物质的物理性质,判别其固态归于共价晶体的是( )

  【解析】A项中熔点很高且熔融态不导电,为共价晶体, D项中熔融时或溶于水中都能导电,为离子晶体, B、 C项为分子晶体。

  【解析】A项,共价晶体的熔点与晶体中原子间的共价键强弱有关,与构成晶体的原子品种无关,故A

  过错, B项,共价晶体的熔点与晶体中原子间的共价键强弱有关,原子间的键能越大,共价键越强,晶体的熔点越高,故B正确, C项,共价晶体的硬度与晶体中原子间的共价键强弱有关,构成共价晶体的原子的半径越小,共价键越强, 晶体的硬度越大,故C过错, D项,共价晶体的硬度与晶体中原子间的共价键强弱有关,与构构成共价晶体的原子的相对原子质量无关,故D过错,故选B。

  【解析】A项,干冰是固体CO2,归于分子晶体的酸性氧化物, A过错, B项,石英是固体SiO2,归于共价晶体的酸性氧化物, B正确, C项,氧化钠归于离子晶体的碱性氧化物, C过错, D项,金刚石为碳

  D,金刚砂晶体是直接由硅原子和碳原子经过共价键结合所构成的空间网状结构的晶体

  【解析】同种元素的原子构成的共价晶体中存在非极性键,如金刚石, A项正确,共价晶体的硬度一般比分子晶体的高, B项正确, SiO2晶体中1个硅原子和4个氧原子构成4个共价键, C项过错,金刚砂晶体是由硅原子和碳原子经过共价键结合所构成的空间网状结构的晶体, 即共价晶体, D项正确。

  3,氮化硼是一种新组成的结构资料,它是超硬、耐磨、耐高温的物质,下列各组物质熔化时所战胜的

  A, C60和金刚石 B, 晶体硅和水晶 C,冰和干冰 D,碘和金刚砂【答案】B

  【解析】氮化硼是由两种非金属元素组成的化合物,依据该化合物的物理性质可知其为共价晶体,微粒间效果力为共价键。 C60和金刚石熔化时分别战胜的是分子间效果力和共价键, A项过错,冰和干冰熔化时均战胜的是分子间效果力,C项过错,碘和金刚砂熔化时分别战胜的是分子间效果力和共价键,D项过错。

  【解析】归于分子晶体的有SO3、HCl、 CO2、 SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄和碘。归于共价晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子组成的,稀有气体为单原子分子,分子间不存在化学键。

  5,氮氧化铝(AlON)属共价晶体,是一种超强通明资料,下列描绘过错的是( )

  【解析】AlON与石英(SiO2)均为共价晶体,所含化学键均为共价键,Al2O3是离子晶体,晶体中含有离

  【解析】A项,共价晶体由原子经过共价键结合而成,则共价晶体中只存在共价键,A正确, B项,共

  价晶体由原子经过共价键结合而成,共价晶体熔化时需战胜共价键,共价晶体的熔点与键能巨细有关、与

  范德华力的强弱无关,B不正确, C项,共价晶体由原子经过共价键结合而成、具有空间网状结构, C正确,D项,共价晶体由原子经过共价键结合而成,共价晶体中不存在独立分子, D正确,故选B。