《2023学年高二化学精讲精练（人教2019选择性必修2）》课时精讲16 共价晶体（学生版）

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第三章晶体结构与性质

第二节分子晶体与共价晶体

课时精讲 16 共价晶体

【目标导航】

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。

【知识导图】

一、共价晶体的结构和性质

1．共价晶体的结构特点

(1)构成粒子及作用力

(2)空间结构：整块晶体是一个三维的共价键_____结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。

2．共价晶体与物质的类别

物质种类实例

某些__________ 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等

某些_______________ 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等

某些_____ 二氧化硅(SiO2)等

二、共价晶体的物理性质

已知：

晶体键能/kJ·mol－1熔点/℃ 硬度

金刚石 (C—C)347 3 350 10

碳化硅 (C—Si)301 2 600 9

晶体硅 (Si—Si)226 1 415 7

1．键能：C—C_____C—S_____Si—Si；熔点：金刚石_____碳化硅_____晶体硅；硬度：金刚石_____

碳化硅_____晶体硅(用“＞”或“＜”填空)。

2．规律：共价晶体具有_____的熔点，_____的硬度；对结构相似的共价晶体来说，原子半径_____，

键长_____，键能_____，晶体的熔点就越高。

三、共价晶体的熔、沸点

1．共价晶体由于原子间以较强的__________相结合，熔化时必需破坏共价键，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。

2．结构相似的共价晶体，原子半径_____，键长_____，键能_____，晶体的熔点_____。

四、金刚石

(1)碳原子采取_____杂化，C—C—C 夹角为__________。

(2)每个碳原子与周围紧邻的_____个碳原子以共价键结合成__________结构，向空间伸展形成空间网

状结构。

(3)最小碳环由_____个碳原子组成，且最小环上有 4个碳原子在同一平面内；每个碳原子被_____个六

元环共用。

五、二氧化硅晶体

1．二氧化硅的结构

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(αSiO2)。低温石英

的结构中有顶角相连的__________形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手

性。

石英晶体中的硅氧四面体石英的左、右型晶体

相连构成的螺旋链

(1)Si 原子采取_____杂化，正四面体内 O—Si—O 键角为__________。

(2)每个 Si 原子与_____个O原子形成 4

个共价键，_____ i

原子位于正四面体的中心，_____原子位于正

四面体的顶点，同时每个 O原子被_____个硅氧正四面体共用；每个 O原子和_____个Si 原子形成_____个

共价键，晶体中 Si 原子与 O原子个数比为_____。

(3)最小环上有_____个原子，包括_____个O原子和_____个Si 原子。

2．二氧化硅的用途

二氧化硅是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅电电池、芯片和光导纤维的原料。

六、SiC 晶体的结构

SiC 晶体的结构类似于金刚石晶体结构，其中 C原子和 Si 原子的位置是_____的，所以在整个晶体中

Si 原子与 C原子个数比为_____。

【小试牛刀】

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

1．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键( )

2．“硅—锗晶体管”为我国首创，单晶硅、锗均为共价晶体( )

3．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有 6个碳原子( )

4．在 SiO2晶体中，1个硅原子和 2个氧原子形成 2个共价键( )

5．共价晶体中，共价键越强，熔点越高( )

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

7．稀有气体的组成微粒是原子，属于共价晶体，不存在分子间作用力( )

8．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6个碳原子( )

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( )

10．晶体中含有硅氧四面体结构单元的数目为 NA( )

考点一共价晶体的结构

【例 1】下列有关共价晶体的叙述错误的是(　　)

A．共价晶体中，只存在共价键 B．共价晶体具有空间网状结构

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