2019-2020年高中化學《分子晶體與原子晶體》教案4 新人教版選修3.doc
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2019-2020年高中化學《分子晶體與原子晶體》教案4 新人教版選修3 教學目標 : 1、使學生了解分子晶體的組成粒子、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)特點及其性質(zhì)的一般特點。 2、使學生了解晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。 3、使學生理解分子間作用力和氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。 4、知道一些常見的屬于分子晶體的物質(zhì)類別。 5、使學生主動參與科學探究,體驗研究過程,激發(fā)他們的學習興趣。 教學重點難點: 重點掌握分子晶體的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)特點 難點是氫鍵的方向性和氫鍵對物體物理性質(zhì)的影響 從三維空間結(jié)構(gòu)認識晶胞的組成結(jié)構(gòu) 教學方法建議: 運用模型和類比方法誘導分析歸納 教學過程設計: 復問:什么是離子晶體?哪幾類物質(zhì)屬于離子晶體? (離子化合物為固態(tài)時均屬于離子晶體,如大部分鹽、堿、金屬氧化物屬于離子晶體) 投影 晶體類型 離子晶體 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的類型 粒子間的相互作用力 性質(zhì) 硬度 熔沸點 導電性 溶解性 展示實物:冰、干冰、碘晶體 教師誘導:這些物質(zhì)屬于離子晶體嗎?構(gòu)成它們的基本粒子是什么?這些粒子間通過什么作用結(jié)合而成的? 學生分組討論回答 板書 :分子通過分子間作用力形成分子晶體 一、分子晶體 1、定義:含分子的晶體稱為分子晶體 也就是說:分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體 看圖3-9,如:碘晶體中只含有I2分子,就屬于分子晶體 問:還有哪些屬于分子晶體? 2、較典型的分子晶體有非金屬氫化物,部分非金屬單質(zhì),部分非金屬氧化物,幾乎所有的酸,絕大多數(shù)有機物的晶體。 3、分子間作用力和氫鍵 過度:首先讓我們回憶一下分子間作用力的有關(guān)知識 閱讀必修2P22科學視眼 教師誘導:分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力,也叫范徳華力。分子間作用力對物質(zhì)的性質(zhì)有怎么樣的影響。 學生回答:一般來說,對與組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子量越大分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點也越高。 教師誘導:但是有些氫化物的熔點和沸點的遞變卻與此不完全符合,如:NH3,H2O和HF的沸點就出現(xiàn)反常。 指導學生自學:教材中有些氫鍵形成的條件,氫鍵的定義,氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。 多媒體動畫片 氫鍵形成的過程: ①氫鍵形成的條件:半徑小,吸引電子能力強的原子(N,O,F(xiàn))與H核 ②氫鍵的定義:半徑小、吸引電子能力強的原子與H核之間的靜電吸引作用。氫鍵可看作是一種比較強的分子間作用力。 ③氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響:氫鍵使物質(zhì)的熔沸點升高。 ④投影 氫鍵的表示 如:冰一個水分子能和周圍4個水分子從氫鍵相結(jié)合組成一個正四面體 見圖3-11 教師誘導:在分子晶體中,分子內(nèi)的原子以共價鍵相結(jié)合,而相鄰分子通過分子間作用力相互吸引。分子晶體有哪些特性呢?學生回答 4.分子晶體的物理特性:熔沸點較低、易升華、硬度小。固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導電。 教師誘導:大多數(shù)分子晶體結(jié)構(gòu)有如下特征:如果分子間作用力只是范德華力。以一個分子為中心,其周圍通常可以有幾個緊鄰的分子。如圖3-10的O2,C60,我們把這一特征叫做分子緊密堆積。如果分子間除范德華力外還有其他作用力(如氫鍵),如果分子間存在著氫鍵,分子就不會采取緊密堆積的方式 學生討論回答:在冰的晶體中,每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子,形成正四面體。氫鍵不是化學鍵,比共價鍵弱得多卻跟共價鍵一樣具有方向性,而氫鍵的存在迫使四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子的相互吸引,這一排列使冰晶體中空間利用率不高,皆有相當大的空隙使得冰的密度減小。 教師誘導,還有一種晶體叫做干冰,它是固體的CO2的晶體。干冰外觀像冰,干冰不是冰。其熔點比冰低的多,易升華。 出示干冰的晶體結(jié)構(gòu)晶胞模型。 教師講解:干冰晶體中CO2分子之間只存在分子間力不存在氫鍵,因此干冰中CO2分子緊密堆積,每個CO2分子周圍,最近且等距離的CO2分子數(shù)目有幾個? 一個CO2分子處于三個相互垂直的面的中心,在每個面上,處于四個對角線上各有一個CO2分子周圍,所以每個CO2分子周圍最近且等距離的CO2分子數(shù)目是12個。 投影小結(jié)完成表格 晶體類型 分子晶體 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的粒子 分子 粒子間的相互作用力 分子間作用力 性質(zhì) 硬度 小 熔沸點 較低 導電性 固態(tài)熔融狀態(tài)不導電 溶解性 相似相溶 課堂鞏固練習 1、下列屬于分子晶體的一組物質(zhì)是 A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O 2、下列性質(zhì)符合分子晶體的是 A、 熔點1070℃,易熔于水,水溶液能導電 B、 熔點是10.31℃,液體不導電,水溶液能導電 C、 熔點97.81℃,質(zhì)軟,能導電,密度是0.97g/cm3 D、 熔點,熔化時能導電,水溶液也能導電 3、下列物質(zhì)的液體中,不存在分子是 A 二氧化硅 B 二氧化硫 C 二氧化碳 D二硫化碳 4、下列說法正確的是 A、離子化合物中可能含有共價鍵 B、分子晶體中的分子內(nèi)不含有共價鍵 C、分子晶體中一定有非極性共價鍵 D、分子晶體中分子一定緊密堆積 5、干冰汽化時,下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是 A、分子內(nèi)共價鍵 B、分子間作用力 C、分子間距離 D、分子間的氫鍵 6、“可燃冰”是深藏在海底的白色晶體,存儲量巨大,是人類未來極具潛在優(yōu)勢的潔凈能源。在高壓低溫條件下,由水分子形成空間籠狀結(jié)構(gòu),籠中“關(guān)”甲烷而形成,如某種可燃冰的存在形式為CH45.75H2O。 (1)“可燃冰” CH45.75H2O的分子中,m(CH4):m(H2O)= (2)若要從“可燃冰”中分離出甲烷,可用下列兩中方法:①在一定溫度下, 使氣體從水合物中分離出來,在一定壓力下, 使氣體從水合物中分離出來。 7、選擇以下物體填寫下列空白 A干冰 B氯化銨 C燒堿 D固體碘 ⑴晶體中存在分子的是 (填寫序號,下同) ⑵晶體中既有離子鍵又有共價鍵的是 ⑶熔化時不需要破壞共價鍵的是 ⑷常況下能升華的是 8.四氯化硅的分子結(jié)構(gòu)與四氯化碳類似,對其作出如下推測 ①四氯化硅晶體是分子晶體。②常溫常壓四氯化硅下是液體。③四氯化硅分子是由極性鍵形成的分子。④四氯化硅熔點高于四氯化碳。 其中正確的是 A只有① B只有①② C只有②③ D①②③④ 第二課時 〖教學目標設定〗 1、掌握原子晶體的概念,能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。 2、了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征,能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 〖教學難點重點〗 原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 〖教學過程設計〗 復習提問:1、什么是分子晶體?試舉例說明。 2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)? 引入新課: 分析下表數(shù)據(jù),判斷金剛石是否屬于分子晶體 項目/物質(zhì) 干冰 金剛石 熔點 很低 3550℃ 沸點 很低 4827℃ 展示:金剛石晶體 閱讀:P71 ,明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu) 歸納: 1.原子晶體:相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2.構(gòu)成粒子:原子; 3.粒子間的作用:共價鍵; 展示:金剛石晶體結(jié)構(gòu) 填表: 鍵長 鍵能 鍵角 熔點 硬度 歸納: 4.原子晶體的物理性質(zhì) 熔、沸點_______,硬度________;______________一般的溶劑;_____導電。 思考: (1)原子晶體的化學式是否可以代表其分子式,為什么? (2)為什么金剛石的熔沸點很高、硬度很大? (3)閱讀:P72 ,討論“學與問 1 ” 歸納:晶體熔沸點的高低比較 ①對于分子晶體,一般來說,對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點也越高。 ②對于原子晶體,一般來說,原子間鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定,物質(zhì)的熔沸點越高,硬度越大。 合作探究: (1)在金剛石晶體中,每個C與多少個C成鍵?形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)?最小碳環(huán)由多少個石中,含CC原子組成?它們是否在同一平面內(nèi)? (2)在金剛石晶體中,C原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少? (3)12克金剛—C鍵數(shù)為多少NA? 比較:CO2與SiO2晶體的物理性質(zhì) 物質(zhì)/項目 熔點℃ 狀態(tài)(室溫) CO2 -56.2 氣態(tài) SiO2 1723 固態(tài) 閱讀:P72 ,明確SiO2的重要用途 推斷:SiO2晶體與CO2晶體性質(zhì)相差很大,SiO2晶體不屬于分子晶體 展示:展示SiO2的晶體結(jié)構(gòu)模型(看書、模型、多媒體課件),分析其結(jié)構(gòu)特點。 引導探究:SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中,1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵,每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子;同時,每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實際上,SiO2晶體是由Si原子和O原子按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。 閱讀:P72 ,明確常見的原子晶體 5.常見的原子晶體有____________________________等。 6.各類晶體主要特征 類型 比較 分子晶體 原子晶體 構(gòu)成晶體微粒 形成晶體作用力 物理性質(zhì) 熔沸點 硬度 導電性 傳熱性 延展性 溶解性 典型實例 P4、干冰、硫 金剛石、二氧化硅 閱讀:P72 ,討論“學與問 2 ” 歸納:判斷晶體類型的依據(jù) (1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。 對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________,微粒間的相互作用是_____ ______; 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)看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如:熔、沸點或硬度)。 一般情況下,不同類晶體熔點高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點高得多 〖練習〗 1、下列的晶體中,化學鍵種類相同,晶體類型也相同的是 A、SO2與SiO2 B、C02與H2O C、C與HCl D、CCl4與SiC 2、碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石 ②晶體硅 ③碳化硅中,它們的熔點從高到低的順序是 A、①③② B、②③① C、③①② D、②①③ 3、xx年美國《科學》雜志報道:在40GPa高壓下,用激光器加熱到1800K,人們成功制得了原子晶體干冰,下列推斷中不正確的是 A、原子晶體干冰有很高的熔點、沸點,有很大的硬度 B、原子晶體干冰易氣化,可用作制冷材料 C、原子晶體干冰的硬度大,可用作耐磨材料 D、每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵 4、①在SiO2晶體中,每個Si原子與 個O原子結(jié)合, 構(gòu)成 結(jié)構(gòu),Si位于_____ ________,O 位于________ _____ ②在SiO2晶體中,Si原子與O原子個數(shù)比為 ③在SiO2晶體中,最小的環(huán)為 個Si和 個O組成的 環(huán)。 5、單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下表數(shù)據(jù) 金剛石 晶體硅 晶體硼 熔點 >3823 1683 2573 沸點 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 ①晶體硼的晶體類型屬于____________晶體,理由是________________。 已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體,其中有20個等邊三 角形的面和一定數(shù)目的頂點,每個項點上各有1個B原子。通過視察圖 形及推算,此晶體體結(jié)構(gòu)單元由________________個硼原子構(gòu)成。 其中B—B鍵的鍵角為____________。 〖作業(yè)〗 1.下列晶體中不屬于原子晶體的是 (A)干冰 (B)金剛砂 (C)金剛石 (D)水晶 2.在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,含有共價鍵形成的碳原子環(huán),其中最小的環(huán)上,碳原子數(shù)是 (A)2個 (B)3個 (C)4個 (D)6個 3.下列各物質(zhì)中,按熔點由低到高排列正確的是 (A)O2、I2、Hg (B)CO2、K、SiO2 (C)Na、K、Rb (D)SiC、NaCl、SO2 4.下列各晶體中任意一個原子都被相鄰的4個原子所包圍;以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu),并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是 (A)甲烷 (B)石墨 (C)晶體硅 (D)水晶 5.在x mol石英晶體中,含有Si-O鍵數(shù)是 (A)x mol (B)2x mol (C)3 x mol (D)4x mol 6.固體熔化時,必須破壞非極性共價鍵的是 (A)冰 (B)晶體硅 (C)溴 (D)二氧化硅 7.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi);每一個碳原于都跟其他3個碳原子相結(jié)合,如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖,則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是 (A)10個 (B)18個 (C)24個 (D)14個 8.石英玻璃是將純石英在1600℃高溫下熔化,冷卻后形成的玻璃體。關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中正確的是 (A)石英玻璃屬于原子晶體 (B)石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕 (C)石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體 (D)石英玻璃能經(jīng)受高溫劇變且能抗堿的腐蝕 9.已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的是 (A)該晶體屬于原子晶體,其化學鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固 (B)該晶體中每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子 (C)該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu) (D)該晶體與金剛石相似,都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)- 配套講稿:
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