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2019-2020年高一化學(xué)不同類型的晶體教案 蘇教版 必修2 【從容說課】 本課時(shí)的重點(diǎn)內(nèi)容是不同類型的晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒、物理性質(zhì)等特征。 自然界的物質(zhì)有晶態(tài)和非晶態(tài)之分，晶體具有規(guī)則的幾何外形，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列。晶體規(guī)則的幾何外形是其內(nèi)部構(gòu)成微粒有規(guī)則排列的結(jié)果。同時(shí)又是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的一個(gè)范例。 在此前的內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，教材中已經(jīng)展示了大量的具有不同空間立體構(gòu)型的晶體的結(jié)構(gòu)模型，比如，金剛石、石墨、足球烯、納米碳管等，現(xiàn)在，本節(jié)課的內(nèi)容就是在舊知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納和延伸而來的，有了舊的基礎(chǔ)，再來學(xué)習(xí)氯化鈉、干冰、二氧化硅晶體的立體構(gòu)型，就不會顯得很突兀了。 學(xué)習(xí)不同類型的晶體，了解不同類型的晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒、物理性質(zhì)等特征，是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，采用投影表格、羅列數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行對比，讓學(xué)生了解它們各自的特點(diǎn)和區(qū)別。并且，在課堂上，進(jìn)行適當(dāng)容量的練習(xí)，加深印象，鞏固所學(xué)知識。 在學(xué)習(xí)氯化鈉、干冰、二氧化硅晶體的立體構(gòu)型時(shí)，向?qū)W生展示這些晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型，給學(xué)生一個(gè)直觀的感性的認(rèn)識，讓學(xué)生實(shí)地來觸摸、來點(diǎn)數(shù)微粒的數(shù)目、仔細(xì)觀察微粒在立方體中的不同位置、看清陰陽離子或分子或原子之間的排列方式，同時(shí)提出一些與結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題，比如。氯化鈉晶體中陰陽離子的空間排列方式、陰陽離子的數(shù)目問題、處于立方體不同位置的離子對一個(gè)立方體的貢獻(xiàn)大小問題、一個(gè)晶胞中含有鈉離子氯離子的數(shù)目問題，鈉離子、氯離子之間的最近距離，干冰晶體中每個(gè)二氧化碳分子周圍與它距離最接近且相等的二氧化碳分子的數(shù)目，求算干冰晶體中二氧化碳分子間的最近距離，二氧化硅晶體中硅、氧原子的數(shù)目比，每個(gè)硅原子周圍的氧原子數(shù)目，這些問題，可以拓寬學(xué)生的視野，使學(xué)生能將直觀的印象與抽象的思維結(jié)合起來，從而加深對不同類型晶體的認(rèn)識。當(dāng)然了，這些問題，都屬于較高要求，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際來取舍。 【教學(xué)重點(diǎn)】不同類型的晶體的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成微粒、物理性質(zhì)等特征。 【教學(xué)難點(diǎn)】干冰、二氧化硅等晶體的微觀結(jié)構(gòu)。 【教具準(zhǔn)備】電腦圖片若干 實(shí)物若干 干冰、二氧化硅等晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型 【三維目標(biāo)】 【教學(xué)過程】 我們中國句古話，叫做“人不可貌相、海水不可斗量”。學(xué)完本節(jié)課，你就會發(fā)現(xiàn)，這 句話。用在我們化學(xué)的晶體結(jié)構(gòu)方面，也是很恰當(dāng)?shù)?。那么，什么是晶體呢？ 推進(jìn)新課晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。用X射線進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在晶體內(nèi)部，構(gòu)成晶體的微粒在空間呈現(xiàn)有規(guī)則的重復(fù)排列。晶體規(guī)則的幾何外形，是其內(nèi)部構(gòu)成微粒有規(guī)則排列的結(jié)果。 在日常生活中，我們會遇到許多的晶體，比如，金剛石、雪花、水晶等。這些晶體不僅外觀不同，而且，在物理性質(zhì)方面也有許多的差別，因?yàn)樗鼈兪遣煌愋途w。 〖板書〗三、不同類型的晶體 1.晶體：是指具有規(guī)則幾何外形的固體。 [師]晶體的結(jié)構(gòu)特征是：其內(nèi)的原子或分子或離子在三維空間的排布具有特定的周期住，即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)的單位可以是原子或分子或離子。重復(fù)的單位必須具備3個(gè)條件，化學(xué)組成相同、空間結(jié)構(gòu)(包括化學(xué)鍵)相同、化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)境相同。 在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地重復(fù)就產(chǎn) 生了宏觀的晶體?？梢哉f，晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小、形狀、質(zhì)點(diǎn)的種類(分子、原子或離子)以及官們之間的作用力所決定的。 〖板書〗 2.晶胞：在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。 [師]構(gòu)成晶體的微粒是什么? [生]（回答）可以是分子、原子或離子。 〖板書〗3.幾種晶體類型 （1）離子晶體：由陰陽離子構(gòu)成的晶體是離子晶體。 (播放)宏觀的食鹽晶體圖片 [電腦展示]氯化鈉晶體的立體動畫，使其旋轉(zhuǎn)，讓學(xué)生從各個(gè)方向清晰地觀察立方體， 選中其中的一個(gè)C1-或Na+，讓其周圍的陽離子或陰離子圖標(biāo)閃爍。 [師]在氯化鈉晶體中，每個(gè)氯離子的周圍都有6個(gè)鈉離子，每個(gè)鈉離子的周圍都有6個(gè)氯離 鈉離子和氯離子互相交替，形成了氯化鈉晶體，亦即氯化鈉晶體中不存在單個(gè)的氯化鈉分子。 請同學(xué)們注意：整個(gè)氯化鈉晶體并不是由獨(dú)立的一個(gè)個(gè)的立方體構(gòu)成的，而是以1個(gè)立 體為基本結(jié)構(gòu)單元，向空間的各個(gè)方向延伸擴(kuò)展而得到的，也就是說，處在立方體的某個(gè) 或面心或棱中點(diǎn)上的離子并不是專屬于這一個(gè)立方體的，而是為若干個(gè)立方體所共有。 氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： a．離子所處位置：頂點(diǎn)+面心或棱中點(diǎn)+體心 b．每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子。 c. 每個(gè)Na+周圍與它距離最接近且距離相等的Na+有12個(gè)，每個(gè)C1-周圍與它距離最 近且距離相等的C1-有12個(gè) d．每個(gè)晶胞中，平均含有4個(gè)Na+和4個(gè)C1- (展示)氯化鈉晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型 [師]氯化鈉作為離子晶體，它的熔沸點(diǎn)高低由什么決定呢? [師]離子晶體在熔化或汽化時(shí)，需要克服的作用力是離子鍵，由于離子鍵的鍵能比較大， 所以，離子晶體的熔沸點(diǎn)比較高、硬度比較大。 [師]由分子構(gòu)成的物質(zhì)所形成的晶體是分子晶體，分子晶體是分子之間依靠分子間作用力按一定規(guī)則排列形成的。 〖板書〗 （2）分子晶體：由分子構(gòu)成的物質(zhì)所形成的晶體是分子晶體。 [師]我們知道，戲劇或電影舞臺上，美輪美奐的仙境似的效果，是由干冰即二氧化碳固體所造成的，那么，在干冰晶體中，二氧化碳分子是如何排列的呢? [電腦展示]宏觀的干冰晶體的圖片 [模型展示]干冰晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型 [師]仔細(xì)觀察模型，思考如下問題： 投影： 1．干冰晶體中有無單獨(dú)的二氧化碳分子存在? 2. 干冰晶體中，分子間存在什么作用力?分子內(nèi)原子間又存在什么作用力? 3．干冰晶體發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，需克服的是哪一種作用力? 4．干冰晶體發(fā)生物理變化時(shí)，需克服的是哪一種作用力? 5．干冰晶體的熔沸點(diǎn)高低扣溶解性大小等物理性質(zhì)取決于哪一種作用力? [生]思考、討論、交流 [師] (歸納講解)干冰晶體是由二氧化碳分子構(gòu)成的，分子間存在分子間作用力。分子內(nèi)原子間存在著碳原子和氧原子之間的共價(jià)鍵。 干冰晶體在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，需克服的作用力是共價(jià)鍵，分子本身被破壞了，二氧化碳分子不存在了。在發(fā)生物理變化時(shí)，需克服的是分子問作用力，分子本身并沒有被破壞，二氧化碳分子仍然存在。 干冰晶體的化學(xué)性質(zhì)是活潑還是穩(wěn)定，取決于共價(jià)鍵的鍵能大小，鍵能越大，則物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定。干冰晶體的熔沸點(diǎn)高低和溶解性大小等物理性質(zhì)取決于分子間作用力，分子間作用力越大，則物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。 [師]在描述分子晶體的有關(guān)性質(zhì)時(shí)，需注意描述的層次和順序，應(yīng)“由內(nèi)而外”或是“由表及里”，切忌“跳躍”和“雜亂無章”。 [師]我發(fā)現(xiàn)，在年輕的女孩子中，戴水晶項(xiàng)鏈的多于戴白金項(xiàng)鏈的，也許，水晶的光潔透明、晶瑩奪目更能映襯出女孩子的純潔元瑕。那么，水晶的化學(xué)成分又是什么呢?在佩戴的過程中，它是否容易破碎或是顏色發(fā)生改變? [師]水晶的化學(xué)成分是二氧化硅，它是由原子構(gòu)成的晶體。 (播放)宏觀的水晶晶體圖片 (展示)二氧化硅晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型 [生]觀察模型，思考問題： 1．構(gòu)成二氧化硅晶體的微粒是什么? 2．二氧化硅晶體中有無單個(gè)的二氧化硅分子存在? 3．每個(gè)硅原子與幾個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合? 4．每個(gè)氧原子與幾個(gè)硅原子以共價(jià)鍵相結(jié)合? 5．二氧化硅的．化學(xué)式Si02中的l：2代表的是什么含義? [生]觀察模型，思考問題 1．構(gòu)成Si02晶體的微粒是硅原子和氧原子 2．沒有 3．每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵結(jié)合 4．每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子以共價(jià)鍵結(jié)合 5．1：2代表的是晶體中硅、氧的原子個(gè)數(shù)比 [師]在二氧化硅晶體中，每個(gè)硅原子與相鄰的4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，每個(gè)氧原子與2個(gè)相鄰的硅原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，向空間伸展，形成彼此連接的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，二氧化硅晶體中不存在單個(gè)的二氧化硅分子，化學(xué)式Si02中的1：2代表的是晶體中硅、氧原子的數(shù)目比。像這樣的晶體，就叫做原子晶體。 〖板書〗 （3）原子晶體：原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，向空間伸展，形成彼此連接的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣的晶體，就叫做原子晶體。 [師]原子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度怎樣?熔沸點(diǎn)高低由什么因素決定? [生]因?yàn)樵谠泳w中，所有的原子之間都以共價(jià)鍵結(jié)合，共價(jià)鍵的總數(shù)特別多，共價(jià)鍵的鍵能總和也特別大，所以，原子晶體的熔沸點(diǎn)很高、硬度很大。 熔沸點(diǎn)高低由共價(jià)鍵的鍵能決定，與共價(jià)鍵的鍵長成反比，也就是與原子半徑的大小成反比。 [師]比較晶體硅、二氧化硅、碳化硅的熔沸點(diǎn)高低 [生]熔沸點(diǎn)：二氧化硅>碳化硅>晶體硅 [師]晶體除了離子晶體、分子晶體、原子晶體以外，還有金屬晶體。金屬晶體有共同的物理特性，如：有光澤、能導(dǎo)電和傳熱、具有延展性等。 〖板書〗 （4）金屬晶體：由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的晶體。 [師]請閱讀教材第23頁表l一10中數(shù)據(jù)，歸納4類晶體的性質(zhì)特點(diǎn)。 學(xué)生閱讀教材第24頁“液晶”內(nèi)容，教師作補(bǔ)充介紹。(詳見“備課資料”) [師]判斷晶體類型的依據(jù)一般是下列兩點(diǎn)。請回答下列問題： (1)根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒問的相互作用。 對分子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是 ，微粒問的相互作用是 。 對于離子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是 ，微粒間的相互作用是 鍵。 對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是 ，微粒間的相互作用是 鍵。 (2)根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔沸點(diǎn)或硬度)。 一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是 晶體> 晶體> 晶體。原子 晶體、離子晶體比分子晶體的熔沸點(diǎn)高得多。 【課堂小結(jié)】 本節(jié)課學(xué)習(xí)了離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體四種不同類型的晶體，認(rèn)識到了不同型的晶體在構(gòu)成微粒、微粒間的作用力和熔沸點(diǎn)、硬度等方面的差異。請大家將下表填好。 〖投影〗： 離子晶體 分子晶體 原子晶體 *金屬晶體 構(gòu)成微粒 作用力類型 熔沸點(diǎn) 硬度 不同類型晶體熔沸點(diǎn)高低順序 晶體> 晶體> 晶體 【布置作業(yè)】 P26/5 【板書設(shè)計(jì)】 三、不同類型的晶體 1．晶體：是指具有規(guī)則幾何外形的固體。 2. 晶胞：在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。 3．幾種晶體類型 (1)離子晶體：由陰陽離子構(gòu)成的晶體是離子晶體。 (2)分子晶體：由分子構(gòu)成的物質(zhì)所形成的晶體是分子晶體。 (3)原子晶體：原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，向空間伸展，形成彼此連接的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣的晶體，就叫做原子晶體。 * (4)金屬晶體：由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的晶體。