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2019-2020年高中化學(xué)《分子晶體與原子晶體》教案2 新人教版選修3 教學(xué)目標(biāo)： 1.了解原子晶體的特征，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。 2.舉例說明分子間作用力對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)、穩(wěn)定性等方面的影響。 3.能說出分子晶體與原子晶體結(jié)構(gòu)基元以及物理性質(zhì)方面的主要區(qū)別。 4.進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。 教學(xué)重點(diǎn)：了解原子晶體與分子晶體的特征。 教學(xué)難點(diǎn)：能用有關(guān)理論解釋兩種晶體的物理性質(zhì)。 探究建議：①討論：模型方法在探索原子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。②觀看影像：金剛石的合成。③利用模型等分析金剛石晶體與石墨晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，討論兩者性質(zhì)的差異。 課時(shí)劃分：兩課時(shí) 教學(xué)過程： 第一課時(shí) [導(dǎo)課]咱們?cè)诘诙轮幸褜W(xué)過分子間作用力，在必修中也學(xué)過離子鍵和共價(jià)鍵，有誰(shuí)總結(jié)一下微粒間的作用力有哪些？（討論） [師生共同總結(jié)] 微粒間作用： 微粒為分子：分子間作用力（或范德華力）或氫鍵； 微粒為原子：極性共價(jià)鍵或非極性共價(jià)鍵； 微粒為離子：離子鍵。 [過渡]今天我們開始研究晶體中微粒間的作用力。 [板書]第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 一、分子晶體 [講述]只含分子的晶體稱為分子晶體。如碘晶體只含I2分子，屬于分子晶體。在分子晶體中，分子內(nèi)的原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，而相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。 [板書]1、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。 [設(shè)問]根據(jù)分子間作用力較弱的特點(diǎn)判斷分子晶體的特性有哪些？參照表3-2。 [板書]2、分子晶體特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、升華、硬度很小等。 [學(xué)生閱讀]第二自然段，對(duì)常見的分子晶體歸類。 [板書]3、常見分子晶體分類：(1)所有非金屬氫化物 (2)部分非金屬單質(zhì)， (3)部分非金屬氧化物(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體 (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。 [投影]圖3-10氧和碳-60是分子晶體： [講解] 大多數(shù)分子晶體的結(jié)構(gòu)有如下特征：如果分子間作用力只是范德華力，若以一個(gè)分子為中心，其周圍通常可以有12個(gè)緊鄰的分子，如圖3—10，分子晶體的這一特征稱為分子密堆積。 [板書]4、分子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）12個(gè)緊鄰的分子密堆積，如O2和C60。 [講解] 然而，分子間還有其他作用力的分子晶體，如我們最熟悉的冰，水分子之間的主要作用力是氫鍵(當(dāng)然也存在范德華力)，從圖3—11可見，在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子。盡管氫鍵比共價(jià)鍵弱得多，不屬于化學(xué)鍵，卻跟共價(jià)鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子相互吸引。這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時(shí)，熱運(yùn)動(dòng)使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4℃時(shí)，才由于熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距離加大，密度漸漸減小。 [板書]（2）冰的晶體：氫鍵、每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子、正四面體形。特點(diǎn)：4℃密度最大。 [投影]冰和液態(tài)水結(jié)構(gòu)對(duì)比： [講解] 有一種晶體叫做干冰，是CO2的晶體，干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，而熔點(diǎn)卻比冰低得多，在常壓下極易升華。而且，由于干冰中的CO2分子之間只存在范德華力不存在氫鍵，一個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰分子，密度比冰的高。干冰在工業(yè)上廣泛用作制冷劑。 [板書]（3）干冰：CO2的晶體。分子間存在范德華力，熔點(diǎn)低，易升華，制冷劑。 [投影]干冰極其晶胞： [閱讀]科學(xué)視野：天然氣水合物—一種潛在的能源 許多氣體可以與水形成水合物晶體。最早發(fā)現(xiàn)這類水合物晶體的是19世紀(jì)初的英國(guó)化學(xué)家戴維，他發(fā)現(xiàn)氯可形成化學(xué)式為Cl28H20的水合物晶體。20世紀(jì)末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。這種晶體的主要?dú)怏w成分是甲烷， 因而又稱甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常溫常壓下會(huì)迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”……… [例題] 第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類 1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納五個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。根據(jù)上述信息，完成下兩題： 1、．下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是 A、兩種都是極性分子 B、兩種都是非極性分子 C、CH4是極性分子，H2O是非極性分子 D、H2O是極性分子，CH4是非極性分子 2、若晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH4分子，另外2個(gè)籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為 A、CH414H2O B、 CH48H2O C、 CH4(23/3)H2O D、 CH46H2O 解析：ＣＨ4分子為正四面體構(gòu)型，是含有極性鍵的非極性分子，Ｈ２Ｏ分子為折線型，是極性分子。第1題D正確。第2題中ＣＨ4和Ｈ２Ｏ的個(gè)數(shù)比為6∶（46＋2）＝1∶8，Ｂ正確。 [小結(jié)]略。 [作業(yè)]P75 1、4、7 [板書計(jì)劃] 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 一、分子晶體 1、分子晶體：由分子構(gòu)成。相鄰分子靠分子間作用力相互吸引。 2、分子晶體特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、升華、硬度很小等。 3、常見分子晶體分類：(1)所有非金屬氫化物 (2)部分非金屬單質(zhì)， (3)部分非金屬氧化物(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離子晶體 (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。 4、分子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）12個(gè)緊鄰的分子密堆積，如O2和C60。 （2）冰的晶體：氫鍵、每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子、正四面體形。特點(diǎn)：4℃密度最大。 （3）干冰：CO2的晶體。分子間存在范德華力，熔點(diǎn)低，易升華，制冷劑。