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离子晶体、分子晶体、原子晶体教案【教学目标】1、帮助学生了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型及其性质的一般特点。 2、帮助学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。 3、让学生初步了解分子间作用力、氢键的概念及氢键对物质性质的影响。 4、培养学生的空间想象能力和进一步认识“物质的结构决定物质的性质”的客观规律。 5、让学生掌握晶体中有关晶胞的计算。【教学重点】 离子晶体、分子晶体和原子晶体的概念;晶体的类型和性质的关系;有关晶胞的计算【教学难点】 离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型,有关晶胞的计算【教学用具】 多媒体课件【课时安排】 3课时 第一课时 离子晶体 第二课时 分子晶体 第三课时 原子晶体【教学方法】 观察、对比、分析、归纳相结合的方法。【教学过程】:新课导入:我们日常接触的很多物质是固体,其中多数是晶体。例如,自然界中纷飞的雪花,晶莹的水晶,调味用的食盐以及常用作净水剂的明矾等等,那么,什么是晶体呢?晶体又有哪些特征呢?媒体:展示雪花、水晶、食盐、明矾四张晶体的图片。讲述:晶体是内部原子(或分子、离子、原子团)有规则地呈周期性排列的固体,晶体的特征是有规则的几何形状具有一定的熔沸点过渡:根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同,可将晶体分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体。从今天开始,我们要学习这几种晶体的类型和性质具有什么样的关系?板书第一单元 晶体的类型和性质第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体过渡:由离子键构成的化合物为离子化合物,室温下大多为晶体。板书:一、离子晶体媒体:播放NaCl晶体结构模型动画,让学生从不同侧面观察晶体的结构。强调:观察的重点是构成NaCl晶体的粒子及粒子间的排列方式、相互作用。板书:1、定义:离子间通过离子键结合而成的晶体,叫做离子晶体。 构成晶体的粒子:阴、阳离子 粒子间的作用:离子键讲述:在NaCl晶体中,每个Na+同时吸引6个Cl,每个Cl同时也吸引6个Na+,向空间延伸,形成NaCl晶体。晶体内无单个的分子,NaCl表示晶体中两种离子的个数比为1:1。设疑:NaCl晶体模型中,Na+ 和Cl的个数分别有几个?学生:Na+有13个,Cl有14个设问:为何不是1:1呢?要解决这个问题,首先得学习晶胞的有关知识。媒体:展示有关晶胞的计算(动画)讲述:晶胞是晶体中具有代表性最小部分。在晶胞中,位于顶点的粒子,同时为八个晶胞所共用,每个粒子有1/8属于该晶胞;位于棱上的粒子,同时为四个晶胞所共用,每个粒子有1/4属于该晶胞;处于面上的粒子,同时为两个晶胞所共用,每个粒子有1/2属于该晶胞;位于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。提问:根据以上规则,请同学们计算NaCl晶胞中含有的Na+和Cl个数学生: Na+: 121/4 +1= 4 Cl: 81/8 + 61/2=4习题:下图为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单元。(1)在该物质的晶体中,每个钛离子周围与它最接近的且距离相等的钛离子共有_个;(2)该晶体结构中,元素氧、钛、钙的个数比是_。 过渡:除了NaCl是离子晶体外,CsCl也是离子晶体,CsCl晶体有何特点呢?媒体:展示CsCl晶体结构模型(动画)讲述:在CsCl晶体中,每个Cs+同时吸引8个Cl,每个Cl同时也吸引8个Cs+,向空间延伸,形成CsCl晶体。晶体内无单个的分子,CsCl表示晶体中两种离子的个数比为1:1。习题:若设立方体的边长为L,CsCl的摩尔质量Mg/mol,密度为rg/cm3,求相邻Cs+与Cs+间的距离. 解答:略过渡:物质结构决定物质的性质,离子晶体具有什么性质呢?媒体:展示NaCl熔化、敲裂的动画,以及导电的有关录象板书:2、离子晶体的物理性质a、 溶沸点较高、硬度较大b、 固态时不导电,熔融状态或溶于水时能导电。讨论:一种晶体是否为离子晶体,如何判断?学生:讨论板书:3、离子晶体的判断 是否含有离子键 常见物质:强碱、金属氧化物、大多数盐。作业:1、阅读教材离子晶体部分 2、教材课后练习二3、4题第二课时引入:本节课,我们来学习第二种类型的晶体板书:二、分子晶体媒体:展示干冰受热熔化的动画讲述:CO2常温下为气态,在降温或增大压强时,气体分子间距离减小,变不规则运动为有序排列,成为固态(干冰),说明CO2分子间必定存在某种作用力,这种作用力为分子间作用力。板书:1、分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力,叫分子间作用力,又称范德华力(范德华,荷兰物理学家)。强调:分子间作用力只存在于分子之间。媒体:展示干冰晶体结构模型动画强调:观察的重点是干冰晶体的结构、构成微粒。板书:2、分子晶体 定义:分子间以分子间作用力相结合的晶体。常见的分子晶体有卤素单质、稀有气体、氧气、氨、卤化氢等等 构成微粒:分子 微粒间作用:分子间作用力讲述:像干冰一样,其他分子晶体的构成微粒也是分子,所以分子晶体的化学式就是分子式。由于分子间作用力很小,所以分子晶体具有哪些物理性质呢?板书:3、分子晶体的物理性质 a、熔沸点低,硬度小 b、固态或熔化时均不导电,溶于水时部分导电设疑:两种不同的分子晶体,熔沸点高低如何比较呢?讲述:由于分子晶体是分子之间通过分子间作用力相结合的,所以分子晶体的熔沸点的高低就取决于分子间作用力的大小。媒体:展示两张分子晶体熔沸点与相对分子质量关系的图片学生:观察图片,总结规律板书:4、分子间作用力大小的判断a、 结构和组成相似的物质相对分子质量越大,分子间作用力就越大相对分子质量相等,极性分子大于非极性分子媒体:展示氢化物的熔沸点与相对分子质量的关系图提问:为何这些物质不遵循上述规律呢?讲述并板书:在某些氢化物分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用,称为氢键。板书:b、氢键 强度:比分子间作用力稍强,但比化学键弱得多表示方法:用“”表示影响:氢键的存在使物质的熔、沸点相对较高讨论:存在氢键的物质,为何熔、沸点相对较高?学生:略强调:氢键只存在于固体、液体中,气体中无氢键。习题:下图为干冰的结构单元,是一个 “面心立方体”。该结构单元是由_个CO2分子组成的,每个立方体所占有的CO2分子数为 ,每个CO2分子与 个其它分子紧相连。作业:教材习题一、1、2;二、5;三、2第三课时新课引入:前面,我们学习了离子晶体、分子晶体的结构和性质;这节课,我们来学习原子晶体的结构和性质。媒体:播放金刚石晶体结构模型动画强调:学生观察的重点是金刚石晶体结构的特点、构成微粒讲述:在金刚石晶体中,每个碳原子与周围四个碳原子通过四个共价键形成正四面体结构,伸展成空间网状结构。板书:三、原子晶体1、 定义:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体构成粒子:原子粒子间作用:共价键媒体:展示金刚石硬度大、熔化的动画板书:2、原子晶体的物理性质a、 熔沸点很高,硬度很大b、 难溶于一般的溶剂c、 大部分不导电过渡:前面,我们学过CO2是分子晶体,其熔沸点很低,C与Si在同一主族,SiO2晶体与CO2晶体是否具有相似的结构和性质呢?媒体:展示SiO2晶体与CO2晶体性质比较的表格学生:SiO2不是分子晶体媒体:播放SiO2晶体结构模型动画讲述:SiO2晶体中,每个硅原子周围以共价键结合4个氧原子,同时每个氧原子跟2个硅原子相结合,其中硅、氧原子数之比为1:2,从而形成空间网状结构的晶体。常见的原子晶体有金刚石、SiO2、晶体硅、SiC晶体等板书:3、常见的原子晶体 金刚石、SiO2、晶体硅、SiC晶体总结:到现在为止,我们已经学习了离子晶体、分子晶体和原子晶体三种晶体的结构和性质,下面我们来比较这三种晶体的结构和性质。 设疑:如何来判断一种晶体的类型?学生:略归纳:1、从组成上判断(仅限于中学范围) (1)有无离子键?(有:离子晶体)(2)是否属于“四种原子晶体” (3)以上皆否定,则多数是分子晶体 2、从性质上判断 (1)熔沸点和硬度;( 高:原子晶体;中:离子晶体;低:分子晶体) (2)熔融状态的导电性。( 导电:离子晶体)作业:教材习题:一、3,4;二、1,2;三、莫氏硬度、石墨晶体。
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