資源簡介

共價鍵 共價晶體
學習目標：
通過從化學鍵的斷裂和形成的角度認識化學反應中的能量變化，理解晶體中微粒間相互作用對共價晶體性質的影響。
能辨識常見的共價晶體，了解常見的共價晶體的結構，并預測其性質。
共價鍵鍵能與化學反應的反應熱
①鍵能：把在101 kPa、298 K（25℃）條件下，1 mol氣態AB分子生成氣態A原子和B原子的過程中所吸收的能量，或氣態基態原子A原子和B原子形成1 mol氣態AB分子釋放的最低能量。kJ·mol-1、鍵能越大,共價鍵越牢固, 由此形成的分子越穩定。
注：鍵能是指共價鍵，其他化學鍵的能量不能叫做鍵能。
②鍵長：構成化學鍵的兩個原子之間的核間距；當兩個原子形成共價鍵時，原子軌道發生重疊。原子軌道重疊的程度越大，共價鍵的鍵能越大，兩原子核間的平均間距——鍵長越短。
鍵參數 —— 鍵長
單位：pm（1 pm＝10-12 m）
共價鍵的鍵長越短，電子重疊區域大，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩定。
③共價鍵鍵長的影響因素：
1.原子半徑：同類型的共價鍵,成鍵原子的原子半徑越小,鍵長越小。
鍵 鍵長pm 鍵 鍵長pm
F-F 141 H-F 92
Cl-Cl 198 H-Cl 127
Br-Br 228 H-Br 142
I-I 267 H-I 161
2.共用電子對數：相同的兩個原子間形成共價鍵時,
單鍵鍵長>雙鍵鍵長>三鍵鍵長。
鍵 鍵長pm
C-C 154
C=C 133
C≡C 120
注：氟原子的半徑很小，故F-F鍵的鍵長比Cl-Cl鍵短。但因兩氟原子的原子核距離較小，斥力較大，故鍵能卻比Cl-Cl小。
用鍵參數解釋：HF、HCl、HBr、HI的穩定性
鹵化氫 HCl HBr HI
在1 000 ℃分解的百分數/% 0.0014 0.5 33
氫鹵鍵的鍵能（kJ·mol-1） 431.8 366 298.7
氫鹵鍵的鍵長pm 127 142 161
注：結構相似的分子中，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。
④N2(g)和O2(g)生成NO(g)過程中的能量變化
化學反應中發生舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。
在化學反應中，舊化學鍵斷裂吸收能量，新化學鍵的形成釋放能量。反應焓變與鍵能的關系為：
ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和
ΔH＜0時，為放熱反應
ΔH＞0時，為吸熱反應
共價晶體：相鄰原子間以共價鍵結合而形成空間網狀結構的晶體。
組成的粒子：原子
粒子間的作用力：共價鍵
常見的共價晶體：常見的共價晶體
（1）硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和灰錫（Sn）
（2）金剛砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）
（3）極少數金屬氧化物，如剛玉(Al2O3)
由于共價鍵的鍵能大，所以共價晶體一般具有很高的熔、沸點和很大的硬度。
金剛石晶體（與晶體硅）
①碳原子個數： 1＋3＋4＝8
頂點：8× ＝1
面心：6× ＝3
體內：4
②共價鍵數目：每個C參與了4條C—C鍵的形成，而在每條鍵中的貢獻只有一半，故C原子與C—C鍵數之比為：1 ：（4 x ）= 1：2
碳化硅：將晶體硅晶胞的頂點、面心上的硅原子換成碳原子，體內4個硅原子不變，就是碳化硅的晶胞
注：每個碳化硅晶胞中有4個碳原子、4個硅原子。
二氧化硅晶體：
SiO2晶體中最小環上有12個原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O鍵
因此二氧化硅晶體中并不存在單個的SiO2分子，它是由硅原子和氧原子按1∶2的比例組成的空間立體網狀結構的晶體。
注：對于結構相似的共價晶體而言，
共價鍵的鍵長越長，鍵能就越小，晶體的熔、沸點越低，硬度越小。
共價晶體的物理性質
①熔點很高
共價晶體中，原子間以較強的共價鍵相結合，要使物質熔化就要克服共價鍵，需要很高的能量。
②硬度很大：共價鍵作用強。
③一般不導電，但晶體硅是半導體
④難溶于一般溶劑

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