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2019-2020年高中化學(xué)《離子晶體》教案1 新人教版選修3 教學(xué)目標(biāo)： 1.了解晶格能的應(yīng)用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。 2.知道離子化合物的熱穩(wěn)定性與陰、陽離子的半徑和電荷有關(guān)。 3.能說出分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)基元以及物理性質(zhì)方面的主要區(qū)別。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：了解晶格能的應(yīng)用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。 探究建議：① 制作典型的離子晶體結(jié)構(gòu)模型。②比較氯化鈉、氯化銫等離子晶體的結(jié)構(gòu)特征。③實(shí)驗(yàn)探究：熔融鹽的導(dǎo)電性。④實(shí)驗(yàn)探究：明礬或鉻鉀礬晶體的生長條件。⑤設(shè)計(jì)探究堿土金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)方案。⑥查閱資料：晶格能與巖漿晶出規(guī)則。 課時(shí)劃分：一課時(shí)。 教學(xué)過程： [復(fù)習(xí)]分子晶體、原子晶體、金屬晶體的有關(guān)理論。 [過渡]在晶體中，若微粒為離子，通過離子鍵形成的晶體為離子晶體，今天我們來研究離子晶體。 [板書]第四節(jié) 離子晶體 一、離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。 [講述]離子晶體種類繁多，結(jié)構(gòu)多樣，圖3—27給出了兩種典型的離子晶體的晶胞。我們來研究晶體中的配位數(shù)（在離子晶體中離子的配位數(shù)(縮寫為C N)是指一個(gè)離子周圍最鄰近的異電性離子的數(shù)目）。 [投影]NaCl和CsCl的晶胞： [科學(xué)探究] 1、CsCl、NaCl的陽離子和陰離子的比例都是l：l，同屬AE型離子晶體。參考圖3—27、圖3-28，數(shù)一數(shù)這兩種離子晶體中陽離子和陰離子的配位數(shù)，它們是否相等?并填表。 離子晶體 陰離子的配位數(shù) 陽離子的配位數(shù) NaCl CsCl 2、你認(rèn)為什么因素決定了離子晶體中離子的配位數(shù)？利用相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，并填表： NaCl CsCl r＋／r－= r＋／r－= C.N=6 C.N=8 [投影]探究練習(xí)參考資料: 離子 Na＋ Cs＋ Cl－ 離子半徑／pm 95 169 18l [講述] 顯而易見，NaCl和CsCl是兩種不同類型的晶體結(jié)構(gòu)。晶體中正負(fù)離子的半徑比(r＋／r－)是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱幾何因素。 [板書]1、幾何因素：晶體中正負(fù)離子的半徑比(r＋／r－)。 [講解] 上面兩例中每種晶體的正負(fù)離子的配位數(shù)相同，是由于正負(fù)離子電荷(絕對(duì)值)相同，于是正負(fù)離子的個(gè)數(shù)相同，結(jié)果導(dǎo)致正負(fù)離子配位數(shù)相等，如在NaCl中，Na＋擴(kuò)和C1－的配位數(shù)均為6。如果正負(fù)離子的電荷不同，正負(fù)離子的個(gè)數(shù)必定不相同，結(jié)果，正負(fù)離子的配位數(shù)就不會(huì)相同。這種正負(fù)離子的電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，簡稱電荷因素。例如，在CaF2晶體中，Ca2＋和F－的電荷比(絕對(duì)值)是2：l，Ca2＋和F－的個(gè)數(shù)比是l：2，如圖3—29所示。Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4。此外，離子晶體的結(jié)構(gòu)類型還取決于離子鍵的純粹程度(簡稱鍵性因素)。 [板書]2、電荷因素：正負(fù)離子的電荷比。 3、鍵性因素：離子鍵的純粹程度。 [講述] 在離子晶體中，離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵，使離子晶體的硬度較大、難于壓縮；而且，要使離子晶體由固態(tài)變成液態(tài)或氣態(tài)，需要較多的能量破壞這些較強(qiáng)的離子鍵。因此，一般地說，離子晶體具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，如NaCl的熔點(diǎn)為801℃，沸點(diǎn)為l 413℃；ClCl的熔點(diǎn)為645℃，沸點(diǎn)為l290℃。 [板書]4、離子晶體特點(diǎn)：硬度較大、難于壓縮、較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。 [自學(xué)]科學(xué)視野—復(fù)雜離子的晶體 碳酸鹽在一定溫度下會(huì)發(fā)生分解，如大家熟悉的碳酸鈣煅燒得到石灰(CaO)，這是由于碳酸鈣受熱，晶體中的碳酸根離子會(huì)發(fā)生分解，放出二氧化碳。實(shí)驗(yàn)證明，碳酸鹽的陽離子不同，熱分解的溫度不同。 碳酸鹽 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 熱分解溫度／℃ 402 900 1 172 1 360 陽離子半徑／pm 66 99 112 135 [板書]二、晶格能 [講解] 最能反映離子晶體穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)是它們的晶格能。離子晶體的品格能的定義是氣態(tài)離子形成l摩離子晶體釋放的能量，通常取正值，表3—8給出了某些離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)。 [板書]1、定義：氣態(tài)離子形成l摩離子晶體釋放的能量，通常取正值。 [投影] F— C1一 Br— I— Li＋ Na＋ K＋ Cs＋ Rb＋ 1036 923 821 785 740 853 786 715 689 659 807 747 682 660 63l 757 704 649 630 604 [觀察] 分析晶格能大小與晶體穩(wěn)定性關(guān)系。 [板書]2、規(guī)律：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越大。 [自學(xué)]科學(xué)視野—巖漿晶出規(guī)則與晶格能 [問題]1、什么是巖漿晶出？ 2、巖漿晶出順序與晶格能的關(guān)系？ [投影] 巖漿： [小結(jié)]略。 [作業(yè)]P85 4、5、6、7、8（1～4做課堂練習(xí)）。 [板書計(jì)劃]第四節(jié) 離子晶體 一、離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。 1、幾何因素：晶體中正負(fù)離子的半徑比(r＋／r－)。 2、電荷因素：正負(fù)離子的電荷比。 3、鍵性因素：離子鍵的純粹程度。 4、離子晶體特點(diǎn)：硬度較大、難于壓縮、較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。 二、晶格能 1、定義：氣態(tài)離子形成l摩離子晶體釋放的能量，通常取正值。 2、規(guī)律：晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越大。