1、专题3 第三单元 共价键 原子晶体 1.知道共价键键能、键长的概念，掌握共价键的键能与化学反应过程中能量变化之间的关系，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。2.能辨识常见的原子晶体，理解晶体中微粒间相互作用对原子晶体性质的影响，了解常见原子晶体的晶体结构。核心素养发展目标 达标检测检测评价 达标过关新知导学启迪思维 探究规律内容索引NEIRONGSUOYIN新知导学XIN ZHI DAO XUE01 一、共价键的键能与化学反应的反应热1.共价键的键能(1)键能：在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成的过程中所的能量，称为AB间共价键的键能。其单位为。(2)应用：共
2、价键 HF HCl HBr HI 键能/kJmol1 567 431 366 298 若使2 mol HCl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是的 能 量。表中共价键最难断裂的是，最易断裂的是。由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次，说明四种分子的稳定性依次，即最稳定的是，最不稳定的是。气态A原子和B原子吸收kJmol1吸收862 kJHFHI减小减弱HFHI2.共价键的键长(1)概念：形成共价键的两个原子核间的，因此决 定 化 学 键 的键长，越小，共价键的键长越短。(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越，这表明共价键越，反之亦然。平均间距原子半
3、径原子半径大稳定归纳总结 共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。(4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。例1(2018郑州期中)下列事实不能用键能的大小来解释的是 A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B.稀有气体一般难发生反应 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D.H
4、F比H2O稳定 解析 由于N2分子中存在叁键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性HFHClHBrHI；由于HF键的键能大于HO键，所以稳定性HFH2O。例2下表列出部分化学键的键能：化学键 SiO SiCl HH HCl SiSi SiC ClCl 键能/kJmol1 460 360 436 431 176 347 243 据此判断下列说法正确的是 A.表中最稳定的共价键是SiSi键 B.Cl2(g)2Cl(g)H243 kJmol1 C.
5、H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1 D.根据表中数据能计算出SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H 解析 键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是SiO键，则最稳定的共价键是SiO键，A错误；氯气变为氯原子吸收的能量等于氯气中断裂化学键需要的能量，Cl2(g)2Cl(g)H243 kJmol1，B错误；依据键能计算反应焓变反应物键能总和生成物键能总和，H436 kJmol1243 kJmol12431 kJmol1183 kJmol1，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1，C正确；HCl(g)=HCl(l)的H未告知，故
6、无法计算SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(l)的H，D错误。二、原子晶体1.概念及组成(1)概念：相邻原子间以相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是，原子与原子之间的作用力是。共价键 原子 共价键 在晶体中每个碳原子以对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体结构。晶体中相邻碳碳键的夹角为109.5。最小环上有个碳原子，晶体中C原子个数与CC键数之比为。每个金刚石晶胞中含有个碳原子。4个共价单键正四面体网状2.两种典型原子晶体的结构(1)金刚石的晶体结构模型如图所示。回答下列问题：126
7、8相关视频(2)二氧化硅晶体结构模型如图所示。回答下列问题：每个硅原子都以个共价单键与个氧原子结合，每个氧原子与个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构。晶体中最小的环为个硅原子、个氧原子组成的元环，硅、氧原子个数比为。每个二氧化硅晶胞中含有个硅原子和个氧原子。4266121281643.特性 由于原子晶体中原子间以较的共价键相结合，故原子晶体：熔、沸点，硬度，一般导电，溶于溶剂。4.常见的原子晶体 常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。强很高大不难归纳总结(1)构成原子晶体的微粒是原子，其
8、相互作用是共价键。(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。例3 最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是 A.该晶体是原子晶体 B.该晶体中碳原子和氧原子的个数比为12 C.该晶体中碳原子数与CO键数之比为12 D.该晶体中最小的环由12个原子构成 解析 该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于原子晶体，A项正确；晶体中每个碳原
9、子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为12，B项正确；该晶体中每个碳原子形成4个CO共价键，所以C原子与CO键数目之比为14，C项错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。例4 下表是某些原子晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是 原子晶体 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 构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高 构
10、成原子晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大 构成原子晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大 A.B.C.D.解析 原子晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成原子晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，对应原子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。学习小结 返回反应热(H)反应物总键能生成物总键能。达标检测DA BIAO JIAN CE02 123451.正误判断(1)键长是成键原子半径之和()(2)C=C键的键能等于CC键键能的2倍()(3)双原子分子中，键长越短，分子越牢固()(4)原子晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他的化学键()(5)1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si
11、O键()6 123452.NH键键能的含义是 A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量 B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量 C.拆开约6.021023个NH键所吸收的热量 D.形成1个NH键所放出的热量 6解析 NH键的键能是指形成1 mol NH键放出的能量或拆开1 mol NH键所吸收的能量，不是指形成1个NH 键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH键，拆开1 mol NH3中的NH键或形成1 mol NH3中的NH键吸收或放出的能量应是NH键键能的3倍。123453.下列说法不正确的是 A.键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂 B.成键的两原子
12、核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定 C.破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量 D.键能、键长只能定性地分析化学键的强弱 解析 键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误；B、C、D均正确。6123454.下列有关原子晶体的叙述错误的是 A.原子晶体中，只存在共价键 B.原子晶体具有空间网状结构 C.原子晶体中不存在独立的分子 D.原子晶体熔化时不破坏共价键 解析 A项，原子晶体中原子之间通过共价键相连；B项，原子晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构；C项，原子晶体是由原子以共价键相结合形成的，不存在独立的分子；D项，原子晶体中原子是通过共
13、价键连接的，熔化时需要破坏共价键。65.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子与硅原子的位置是交替的，在下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是 金刚石 晶体硅 碳化硅 A.B.C.D.12345 6解析 这三种晶体属于同种类型，熔化时需破坏共价键，金刚石中为CC键，晶体硅中为SiSi键，SiC中为SiC键，由原子半径可知SiSi键键长最大，CC键键长最短，键长越短共价键越稳定，破坏时需要的热量越多，故熔点从高到低顺序为。6.碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：123456化学键 CC CH CO SiSi SiH SiO 键能/kJmol1356 413 336 226 318 452 回答下列问题：(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定，而SiH的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键 返回本课结束