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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。同時又是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的一個范例。 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，向?qū)W生展示這些晶體的三維空間結(jié)構(gòu)模型，給學(xué)生一個直觀的感性的認(rèn)識，讓學(xué)生實地來觸摸、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立方體的貢獻(xiàn)大小問題、一個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，因為它們是不同類型晶體。 〖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)生從各個方向清晰地觀察立方體， 選中其中的一個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，每個氯離子的周圍都有6個鈉離子，每個鈉離子的周圍都有6個氯離 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的氯化鈉分子。 請同學(xué)們注意：整個氯化鈉晶體并不是由獨(dú)立的一個個的立方體構(gòu)成的，而是以1個立 體為基本結(jié)構(gòu)單元，向空間的各個方向延伸擴(kuò)展而得到的，也就是說，處在立方體的某個 或面心或棱中點(diǎn)上的離子并不是專屬于這一個立方體的，而是為若干個立方體所共有。 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．每個鈉離子周圍有6個氯離子，每個氯離子周圍有6個鈉離子。 c. 每個Na+周圍與它距離最接近且距離相等的Na+有12個，每個C1-周圍與它距離最 近且距離相等的C1-有12個 d．每個晶胞中，平均含有4個Na+和4個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，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，需克服的是哪一種作用力? 4．干冰晶體發(fā)生物理變化時，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鍵。 干冰晶體在發(fā)生化學(xué)變化時，需克服的作用力是共價鍵，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，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，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，戴水晶項鏈的多于戴白金項鏈的，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的二氧化硅分子存在? 3．每個硅原子與幾個氧原子以共價鍵相結(jié)合? 4．每個氧原子與幾個硅原子以共價鍵相結(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．每個硅原子與4個氧原子以共價鍵結(jié)合 4．每個氧原子與2個硅原子以共價鍵結(jié)合 5．1：2代表的是晶體中硅、氧的原子個數(shù)比 [師]在二氧化硅晶體中，每個硅原子與相鄰的4個氧原子以共價鍵相結(jié)合，每個氧原子與2個相鄰的硅原子以共價鍵相結(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]因為在原子晶體中，所有的原子之間都以共價鍵結(jié)合，共價鍵的總數(shù)特別多，共價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)高低由共價鍵的鍵能決定，與共價鍵的鍵長成反比，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】 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。