小學(xué)教學(xué)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-27《金屬晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)。
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“《金屬晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)”,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
《金屬晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析:《金屬晶體》選擇人教版選修3第三單元課題三,本單元主要介紹四種晶體的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。課題一《晶體與非晶體》中學(xué)習(xí)的晶體的辨別、晶體與晶胞的關(guān)系以及晶胞中原子數(shù)的計(jì)算,為下幾個(gè)課題的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ),課題二《分子晶體與原子晶體》的學(xué)習(xí),有利于學(xué)生初步形成一定的空間思維能力,通過分子晶體與原子晶體中對(duì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的講解,有利于學(xué)生探究金屬晶體的教學(xué)思路,本節(jié)學(xué)習(xí)也為下個(gè)課題《離子晶體》的學(xué)習(xí)起到一定的鋪墊作用。
學(xué)情分析:學(xué)生在初三下已經(jīng)學(xué)了金屬的通性(物性),了解了合金的一些特點(diǎn)。高中必修1、必修2都有關(guān)于金屬的學(xué)習(xí),對(duì)金屬原子結(jié)構(gòu)以及金屬的化學(xué)性質(zhì)也相當(dāng)熟悉,加之日常生活中經(jīng)常與金屬接觸,對(duì)金屬應(yīng)是相當(dāng)了解,此外高二學(xué)生已具備一定的微粒觀,這都有利于本課題的學(xué)習(xí)。但這階段的學(xué)生的抽象化思維能力相對(duì)較弱,這也是本節(jié)課的難點(diǎn)之一。
教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:了解電子氣理論,能用電子氣理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。通過電子氣理論的學(xué)習(xí),了解合金性能有別與純金屬的本質(zhì)原因。
了解原子化熱,知道影響金屬鍵強(qiáng)弱的因素。
通過動(dòng)手操作以及圖片展示、教師講解,了解金屬晶體的四種堆積模型。
過程與方法:通過電子氣理論的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)從化學(xué)獨(dú)特的視角微觀去探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過對(duì)微粒特點(diǎn)的復(fù)習(xí),加強(qiáng)微粒觀
通過金屬晶體四種堆積模型的學(xué)習(xí)以及空間利用率的講解,提升動(dòng)手能力、空間想象能力與計(jì)算能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀:
通過電子氣理論解釋合金與純金屬性質(zhì)的差異,感知化學(xué)學(xué)習(xí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
通過小組合作搭建金屬晶體模型,體會(huì)合作樂趣,感知眾人力量的強(qiáng)大。
教學(xué)重點(diǎn):電子氣理論、金屬原子堆積模型
教學(xué)難點(diǎn):微粒觀、抽象思維
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)意圖及教具引入環(huán)節(jié)前面我們學(xué)習(xí)了分子晶體與原子晶體,知道分子晶體熔點(diǎn)低、硬度小主要是因?yàn)榉肿泳w中分子間作用力小所致,而原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大主要因?yàn)樵娱g通過共價(jià)鍵連接所致。可見物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)其表現(xiàn)出來的起著決定性作用。今天我們來學(xué)習(xí)金屬晶體,對(duì)于金屬,同學(xué)們應(yīng)該很熟悉,從初三化學(xué)到高中我們的必修1、必修2我們都有學(xué)過金屬的有關(guān)知識(shí),那么,關(guān)于金屬的一些通性,你還記得多少?
同學(xué)們答的很全,那么你們是否了解金屬為什么會(huì)有這些通性呢?或者通過前面分子、原子晶體的學(xué)習(xí),你能否知道應(yīng)從哪個(gè)方面去探究金屬共性的原因?
聆聽
思考
金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、、、、、
金屬結(jié)構(gòu)
由復(fù)習(xí)上課內(nèi)容自然引出本節(jié)內(nèi)容課堂展開我們已經(jīng)知道金屬是由原子構(gòu)成的,我們也可以猜想出這些原子應(yīng)該通過某種力相聚集,使金屬晶體能量達(dá)到最低,那么這種力可以是由共價(jià)鍵提供的嗎?(提示:從金屬的原子結(jié)構(gòu)角度思考、共價(jià)鍵特性)
現(xiàn)在我們知道金屬中原子間作用力不是共價(jià)鍵提供的但通過前面的學(xué)習(xí),我們也確定這些原子間必定存在某種力使其聚集,我們不妨把其稱為金屬鍵,那么形成金屬鍵的作用粒子是哪些呢?同學(xué)們不妨從金屬的原子結(jié)構(gòu)角度思考。
通過分析金屬的原子結(jié)構(gòu)我們知道,金屬最外層電子數(shù)少,很易脫落,脫落電子后的原子便形成金屬陽離子,那么請(qǐng)問各位同學(xué),電子有方向嗎?與原子相比,電子個(gè)頭大???電子是靜止還是運(yùn)動(dòng)的?
因?yàn)殡娮优c原子相比,電子很小并且電子是運(yùn)動(dòng)的,我們可以認(rèn)為某些原子脫落下來的電子因運(yùn)動(dòng)遍布整個(gè)金屬晶體,為所以原子所共用,從而把所有的金屬原子維系在一起,我們把這個(gè)理論叫電子氣理論。(描述金屬鍵本質(zhì)的簡(jiǎn)單理論)
通過剛剛我們對(duì)電子性質(zhì)的一些探討,你能猜想出金屬鍵是否像共價(jià)鍵一樣有飽和性與方向性?說出理由。
我們已經(jīng)知道金屬晶體間存在金屬鍵,那么,你能否運(yùn)用電子氣理論解釋金屬的某些物性呢?
導(dǎo)電性?
導(dǎo)熱性?
延展性?
金屬光澤?
通過電子氣理論的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)可以解釋金屬的一些物性,同樣,由這一理論我們也可以大致解釋合金與純金屬性質(zhì)的差異,請(qǐng)同學(xué)們自行閱讀資料卡片。
我們知道金屬的許多性質(zhì)與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān),那么有哪些因素影響金屬鍵強(qiáng)弱呢?觀察對(duì)比表格,總結(jié)影響金屬鍵的因素。
一般而言,金屬鍵越強(qiáng),金屬晶體的熔點(diǎn)越大。但影響金屬熔點(diǎn)的因素除了金屬鍵強(qiáng)弱外,還有金屬晶體中原子堆積模型。下面我們一起來學(xué)習(xí)金屬晶體的原子堆積模型。在空間構(gòu)建金屬堆積模型前,我們先探討金屬的平面模型有幾種。我們假設(shè)金屬晶體中的原子是直徑相等的球體,同學(xué)們?cè)囋嚳矗隳芏殉鰩追N?
講解密置層與非密置層,配位數(shù)。
金屬晶體的平面結(jié)構(gòu)我們已經(jīng)知道了,只要把平面加以堆積,便是空間構(gòu)型,小組合作動(dòng)手試試看,哪個(gè)小組的方案最多。
同學(xué)們想出的方法挺全,我們先從最簡(jiǎn)單的堆積來分析這種堆積的特點(diǎn)。(模型名稱、配位數(shù)、空間利用率、代表物、晶胞圖像)
簡(jiǎn)單介紹混合晶體(石墨)
不可以,金屬最外層電子數(shù)少,無法形成共用電子對(duì)。有的金屬熔點(diǎn)低,不符合共價(jià)鍵特性。
電子
金屬陽離子
電子無方向
電子比原子小的多
電子是運(yùn)動(dòng)的
聆聽
思考
無飽和性、方向性。電子無方向且不同金屬脫落電子數(shù)不同,電子無飽和性。
思考
討論
回答
閱讀
思考
思考
原子半徑、電子數(shù)、原子化熱
動(dòng)手操作
聆聽
動(dòng)手操作
小組合作
聆聽
思考
復(fù)習(xí)共價(jià)鍵特性、金屬的原子結(jié)構(gòu)引出金屬鍵。
引導(dǎo)學(xué)生從微粒觀理解電子氣理論
Ppt
引導(dǎo)學(xué)生從微粒本身具有能量,微粒間存在相互作用力等微粒觀進(jìn)行思考。
Ppt
資料卡片合金性質(zhì)與結(jié)構(gòu)
Ppt表格
(簡(jiǎn)單講解原子化熱)
Ppt圖片
動(dòng)手操作與圖片結(jié)合,給予學(xué)生觸覺與視覺感受,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。
結(jié)合圖片進(jìn)行講解
小結(jié)總結(jié)四種基本堆積模型
思考表格填寫
精選閱讀
3.3金屬晶體第1課時(shí)金屬鍵、金屬晶體的原子堆積模型學(xué)案(人教版選修3)
3.3金屬晶體第1課時(shí)金屬鍵、金屬晶體的原子堆積模型學(xué)案(人教版選修3)
[目標(biāo)要求] 1.掌握金屬鍵的含義和金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。3.掌握金屬晶體的原子堆積模型的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
一、金屬鍵
1.本質(zhì)
描述金屬鍵本質(zhì)的最簡(jiǎn)單理論是“________理論”。該理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的__________形成遍布整塊晶體的“__________”,被所有原子所共用,從而把所有金屬原子維系在一起。
2.金屬晶體
在金屬單質(zhì)的晶體中,原子之間以________相互結(jié)合,構(gòu)成金屬晶體的粒子是___和____________。
3.金屬鍵的強(qiáng)度差別________,例如,金屬鈉的熔點(diǎn)較低,硬度較小,而鎢是熔點(diǎn)最高的金屬,這是由于________________________不同的緣故。一般來說,金屬的____________越小,金屬鍵越強(qiáng),金屬的____________越多,金屬鍵越強(qiáng)。
4.金屬材料有良好的延展性,由于金屬鍵________方向性,當(dāng)金屬受到外力作用時(shí),____________________________________而不會(huì)破壞金屬鍵;金屬材料有良好的導(dǎo)電性是由于金屬晶體中的________________________________________發(fā)生定向移動(dòng);金屬的熱導(dǎo)率隨溫度升高而降低是由于在熱的作用下,________________________頻繁碰撞,阻礙了____________________的傳遞。
二、金屬晶體的原子堆積模型
金屬原子在二維平面里有兩種排列方式,一種是“____________”(填“密置層”或“非密
置層”),其配位數(shù)為______;另一種是____________(填“密置層”或“非密置層”),其配位數(shù)為____。金屬晶體可看作是金屬原子在________空間中堆積而成,有如下基本模式:
1.簡(jiǎn)單立方堆積
是按“____________”(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成,其空間利用率____________,晶胞構(gòu)成:一個(gè)立方體,____個(gè)原子,如________。
2.體心立方堆積
是按____________(填“密置層”或“非密置層”)方式堆積而成,晶胞構(gòu)成:________
立方,________個(gè)原子,如堿金屬。
3.六方最密堆積和面心立方最密堆積
六方最密堆積和面心立方最密堆積是按照______________(填“密置層”或“非密置層”)的堆積方式堆積而成,配位數(shù)均為____,空間利用率均為______。
六方最密堆積:按________________方式堆積;面心立方最密堆積:按________________方式堆積。
三、石墨——混合晶體
1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——層狀結(jié)構(gòu)
(1)同層內(nèi),碳原子采用________雜化,以________________相結(jié)合,形成____________平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所有碳原子的2p軌道平行且相互重疊,p電子可在整個(gè)平面中運(yùn)動(dòng)。
(2)層與層之間以____________________。
2.晶體類型
石墨晶體中,既有____________,又有____________和____________,屬于____________。
1.金屬的下列性質(zhì)中,不能用晶體結(jié)構(gòu)加以解釋的是()
A.易導(dǎo)電B.易導(dǎo)熱C.有延展性D.易銹蝕
2.在金屬晶體中,如果金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多,原子半徑越小,自由電子與金屬陽離子間的作用力就越大,金屬的熔、沸點(diǎn)就越高。則下列各組金屬熔、沸點(diǎn)的高低順序,排列正確的是()
A.Mg>Al>CaB.Al>Na>Li
C.Al>Mg>CaD.Mg>Ba>Al
3.
右圖是金屬鎢晶體中的一個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖,它是一種體心立方結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得金屬鎢的密度為19.30gcm-3,鎢的相對(duì)原子質(zhì)量是183.9。假設(shè)金屬鎢原子為等徑剛性球,試完成下列問題:
(1)每一個(gè)晶胞中分?jǐn)偟絖_______個(gè)鎢原子。
(2)計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)a。
(3)計(jì)算鎢的原子半徑r(提示:只有體對(duì)角線上的各個(gè)球才是彼此接觸的)。
參考答案
基礎(chǔ)落實(shí)
一、
1.電子氣 價(jià)電子 電子氣
2.金屬鍵 金屬陽離子 自由電子
3.很大 形成的金屬鍵強(qiáng)弱 原子半徑 價(jià)電子數(shù)
4.沒有 晶體中的各原子層發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 自由電子可以在外加電場(chǎng)作用下 自由電子與金屬原子
自由電子對(duì)能量
二、
密置層 6 非密置層 4 三維
1.非密置層 比較低 1 釙(Po)
2.非密置層 體心 2
3.密置層 12 74% ABABAB… ABCABC……
三、
1.(1)sp2 共價(jià)鍵 正六邊形 (2)范德華力相結(jié)合
2.共價(jià)鍵 金屬鍵 范德華力 混合晶體
課堂練習(xí)
1.D [金屬的晶體結(jié)構(gòu)只能解釋金屬有金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、硬度、熔點(diǎn)等物理性質(zhì),是否容易生銹是金屬的化學(xué)性質(zhì),只能用金屬的原子結(jié)構(gòu)加以解釋。]
2.C
3.(1)2 (2)3.16×10-8cm (3)1.37×10-8cm
解析 (1)正確應(yīng)用均攤法確定一個(gè)晶胞中包含的各粒子的數(shù)目。
(2)應(yīng)用基本關(guān)系式:Mρ=VNAx,先求出晶胞的體積,然后根據(jù)V=a3計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)。
《晶體的常識(shí)》教學(xué)設(shè)計(jì)
《晶體的常識(shí)》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析:
本節(jié)課之前的章節(jié)中,已對(duì)原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵做了詳細(xì)的介紹,為本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。而本節(jié)課中對(duì)晶體常識(shí)的介紹,則是以后學(xué)習(xí)各種晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的一個(gè)重要開端。關(guān)于晶體的常識(shí)本節(jié)教材的內(nèi)容包括三部分:1、晶體與非晶體的區(qū)別;2、晶體的特點(diǎn);3、晶體的制備。從教材看,本章首先從人們熟悉的固體出發(fā),把固體分為晶體和非晶體兩大類,引出了晶體的特征和晶胞的概念。從外形、微觀角度和物理性質(zhì)等方面討論了晶體和非晶體的區(qū)別,并聯(lián)系實(shí)際生活中的應(yīng)用,是學(xué)生充分體會(huì)的化學(xué)的意義。晶胞是描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元,是研究晶體結(jié)構(gòu)的最基本概念,教科書利用圖片、比喻等方式介紹了晶體與晶胞的關(guān)系,并通過例子介紹了如何計(jì)算晶胞中所含的原子數(shù)。
二、學(xué)情分析:
學(xué)生在初中物理的學(xué)習(xí)中,對(duì)晶體與非晶體在宏觀上有了一定的了解,但對(duì)其微觀本質(zhì)了解并不多,基本可以運(yùn)用在前幾個(gè)章節(jié)學(xué)習(xí)的原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的知識(shí)對(duì)本節(jié)課進(jìn)一步學(xué)習(xí)。再通過設(shè)計(jì)合適的情境和問題,讓學(xué)生自己分析、歸納出晶體與非晶體的各種性質(zhì)。高一15班是西安交通大學(xué)少年預(yù)科班,具有較高的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和理論知識(shí)以及對(duì)科學(xué)強(qiáng)烈的探究精神。所以本節(jié)課在知識(shí)的理論性上可以適當(dāng)加深,滿足學(xué)生的需要。
三、設(shè)計(jì)理念:
本教案利用多媒體課件展、實(shí)物展示和形象比喻等教學(xué)方式,使學(xué)生自主分析晶體和非晶體的不同,激發(fā)學(xué)生探究晶體和非晶體本質(zhì)區(qū)別的熱情。通過晶體和非晶體微觀上的本質(zhì)區(qū)別,理解晶體和非晶體的宏觀性質(zhì)上的區(qū)別,建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的科學(xué)思維方法。
建構(gòu)起晶胞的概念,形象比喻的方式,體會(huì)晶胞與晶體之間的關(guān)系;再以課本上的問題設(shè)置矛盾,通過學(xué)生自學(xué)討論,教師的適當(dāng)點(diǎn)撥,總結(jié)歸納出一個(gè)晶胞中平均所含粒子個(gè)數(shù)的計(jì)算方法,在此過程中,提升學(xué)生的空間想象能力。
四、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)
知識(shí)與技能
1、了解晶體與非晶體的本質(zhì)差異
2、掌握晶體的基本性質(zhì)
過程與方法
通過生活常識(shí)、感情經(jīng)驗(yàn)從宏觀特征逐步過渡到微觀特征,認(rèn)真把握內(nèi)部有序造就了外部有序
情感態(tài)度價(jià)值觀
增強(qiáng)探究晶體結(jié)構(gòu)的興趣,強(qiáng)化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的辨證思維
教學(xué)重點(diǎn):晶體和晶胞的概念;晶體與非晶體的本質(zhì)上的差異
教學(xué)難點(diǎn):晶胞的結(jié)構(gòu)、晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算
五、教學(xué)過程
教學(xué)過程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖及
目標(biāo)達(dá)成預(yù)測(cè)
【引入】在前面兩張,我們從原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)這兩種微觀結(jié)構(gòu)研究了物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律。在這一章,我們將從另一種微觀角度——晶體結(jié)構(gòu),來研究固體的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。
我們先來了解一下晶體的有關(guān)常識(shí)
【板書】第一節(jié)晶體的常識(shí)
初中對(duì)于晶體和非晶體是如何定義的?那些物質(zhì)是晶體,那些不是?
展示一些晶體和非晶體的圖片
展示具體的實(shí)物和圖片進(jìn)行教學(xué)。例如,展示一些實(shí)驗(yàn)室常見的晶體實(shí)物:食鹽、藍(lán)礬、明礬、硝酸鉀等;展示一些非晶體實(shí)物:玻璃、松香,一些塑料。
我們先來了解一下晶體的有關(guān)常識(shí)
【板書】第一節(jié)晶體的常識(shí)
【學(xué)生】晶體:膽礬、水晶、金剛石……
非晶體:玻璃、石蠟……
觀看圖片
回答:晶體和非晶體
創(chuàng)設(shè)情境引起學(xué)生的興趣,使學(xué)生的注意力集中到課堂上來
聯(lián)系舊知,導(dǎo)入課題
引導(dǎo)學(xué)生觀察剛才展示的實(shí)物以及本章章圖中的各種礦石的彩色圖片等。
展示教科書中的圖3-4晶體SiO2和非晶體SiO2的示意圖。
提出問題:(1)什么是晶體?什么是非晶體?(2)晶體有什么特點(diǎn)和性質(zhì)?
觀察、小組討論、歸納
歸納:
1.晶體:具有規(guī)則幾何外形的固體。
2、非晶體:不具規(guī)則幾何外形的固體。
讓學(xué)生通過小組討論,進(jìn)行歸納與整理,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和團(tuán)結(jié)的意識(shí)。
探究本質(zhì)差異
應(yīng)用多媒體課件展示NaCl、CO2、金剛石等晶體的微觀結(jié)構(gòu)示意圖;展示教科書中的圖3-4晶體SiO2和非晶體SiO2的示意圖。
晶體二氧化硅
非晶體二氧化硅
提出問題:
晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是什么?
【PPT】晶體與非晶體的本質(zhì)差異
歸納:
晶體:原子在三維空間內(nèi)呈周期性有序排列;
非晶體:原子排列相對(duì)無序
通過問題解決,運(yùn)用比較、分類、抽象、概括的教學(xué)策略,引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別。
講解晶體的自范性:
請(qǐng)學(xué)生觀察老師制備得到的瑪瑙和水晶,并告訴其制備方法,結(jié)合前邊看到的晶體SiO2和非晶體SiO2的示意圖。
引導(dǎo)學(xué)生從制備方法中得到晶體具有自范性的條件。
歸納:
晶體具有自范性的條件:
晶體的生長(zhǎng)速率適當(dāng)
結(jié)合以前和今天學(xué)到的知識(shí),總結(jié)出晶體的性質(zhì)
歸納:
晶體的特點(diǎn):
1.晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)和外形質(zhì)點(diǎn)排列的高度有序性。
2、有固定的熔點(diǎn)。
3、有各向異性。
【演示】實(shí)驗(yàn)3—1
碘的升華與凝華
引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用晶體的概念和性質(zhì),總結(jié)制備晶體的方法:
熔融態(tài)物質(zhì)凝固
氣態(tài)物質(zhì)凝華
溶質(zhì)從溶液中析出
通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生了解得到晶體的一般途徑,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力
重新展示上課開始的圖片,請(qǐng)學(xué)生判斷是晶體還是非晶體。
通過板書總結(jié)本節(jié)課主要介紹的內(nèi)容:晶體的概念、性質(zhì)及晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別及晶體的制備方法。
板書設(shè)計(jì)
第三章晶體和結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)晶體的常識(shí)
一、晶體與非晶體
1、晶體:具有規(guī)則幾何外形的固體。
2、非晶體:不具規(guī)則幾何外形的固體。
3、晶體與非晶體的本質(zhì)差異
4、晶體具有自范性的條件
晶體的生長(zhǎng)速率適當(dāng)
快速冷卻瑪瑙
緩慢冷卻水晶
二、晶體的特點(diǎn)
1、晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)和外形質(zhì)點(diǎn)排列的高度有序性。
2、有固定的熔點(diǎn)。
3、有各向異性。
4、當(dāng)單一波長(zhǎng)的X—射線通過晶體時(shí),會(huì)在記錄儀上看到分立的斑點(diǎn)或譜線。
三、晶體的制備
1、晶體制備的途徑
熔融態(tài)物質(zhì)凝固
氣態(tài)物質(zhì)凝華
溶質(zhì)從溶液中析出
教學(xué)反思
通過問題的解決,運(yùn)用比較、分類、抽象、概括的教學(xué)策略,引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)出晶體的概念和性質(zhì)、晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別。通過“學(xué)與問”的討論,結(jié)合實(shí)驗(yàn)3-1,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用晶體的概念和性質(zhì),總結(jié)獲得晶體的方法,并能列舉鑒別晶體的方法。
高二化學(xué)教案:《離子晶體、分子晶體和原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編精心為您整理的“高二化學(xué)教案:《離子晶體、分子晶體和原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。
2.使學(xué)生理解離子晶體、分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
3.使學(xué)生了解分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
4.常識(shí)性介紹氫鍵及其物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系
難點(diǎn):離子晶體、分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)模型;氫鍵
三、學(xué)習(xí)過程
(一)引入新課
[復(fù)習(xí)提問]
1.寫出NaCl 、CO2 、H2O 的電子式
。
2.NaCl晶體是由Na+和Cl—通過 形成的晶體。
[課題板書] 第一節(jié) 離子晶體、分子晶體和分子晶體(有課件)
一、離子晶體
1、概念:離子間通過離子鍵形成的晶體
2、空間結(jié)構(gòu)
以NaCl 、CsCl為例來,以媒體為手段,攻克離子晶體空間結(jié)構(gòu)這一難點(diǎn)
[針對(duì)性練習(xí)]
[例1]如圖為NaCl晶體結(jié)構(gòu)圖,圖中直線交點(diǎn)處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置(不考慮體積的大小)。
(1)請(qǐng)將其代表Na+的用筆涂黑圓點(diǎn),以完成 NaCl晶體結(jié)構(gòu)示意圖。并確定晶體的晶胞,分析其構(gòu)成。
(2)從晶胞中分Na+周圍與它最近時(shí)且距離相等的 Na+共有多少個(gè)?
[解析]下圖中心圓甲涂黑為Na+,與之相隔均要涂黑
(1)分析圖為8個(gè)小立方體構(gòu)成,為晶體的晶胞,
(2)計(jì)算在該晶胞中含有Na+的數(shù)目。在晶胞中心有1個(gè)Na+外,在棱上共有4個(gè)Na+,一個(gè)晶胞有6個(gè)面,與這6個(gè)面相接的其他晶胞還有6個(gè)面,共12個(gè)面。又因棱上每個(gè)Na+又為周圍4個(gè)晶胞所共有,所以該晶胞獨(dú)占的是12×1/4=3個(gè).該晶胞共有的Na+為4個(gè)。
晶胞中含有的Cl-數(shù):Cl-位于頂點(diǎn)及面心處,每.個(gè)平面上有4個(gè)頂點(diǎn)與1個(gè)面心,而每個(gè)頂點(diǎn)上的氯離于又為8個(gè)晶胞(本層4個(gè),上層4個(gè))所共有。該晶胞獨(dú)占8×1/8=1個(gè)。一個(gè)晶胞有6個(gè)面,每面有一個(gè)面心氯離子,又為兩個(gè)晶胞共有,所以該晶胞中獨(dú)占的Cl-數(shù)為6×1/2=3。
不難推出,n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1?;瘜W(xué)式為NaCl.
(3)以中心Na+為依據(jù),畫上或找出三個(gè)平面(主個(gè)平面互相垂直)。在每個(gè)平面上的Na+都與中心 Na+最近且為等距離。
每個(gè)平面上又都有4個(gè)Na+,所以與Na+最近相鄰且等距的Na+為3×4=12個(gè)。
[答案]
(1)含8個(gè)小立方體的NaCl晶體示意圖為一個(gè)晶胞
(2)在晶胞中Na+與Cl-個(gè)數(shù)比為1:1.
(3)12個(gè)
3、離子晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)的影響
(1)離子晶體熔、沸點(diǎn)的高低取決于離子鍵的強(qiáng)弱,而離子晶體的穩(wěn)定性又取決于什么?在離子晶體中,構(gòu)成晶體的粒子和構(gòu)成離子鍵的粒子是相同的,即都是陰、陽離子。離子晶體發(fā)生三態(tài)變化,破壞的是離子鍵。也就是離子鍵強(qiáng)弱即決定了晶體熔、沸點(diǎn)的高低,又決定了晶體穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。
(2)離子晶體中為何不存在單個(gè)的小分子?
在離子晶體中,陰、陽離子既可以看作是帶電的質(zhì)點(diǎn),又要以看作是帶電的球體,其中,陽離子總是盡可能的多吸引陰離子、陰離子又總是盡可能多的吸引陰離子(只要空間條件允許的話)這種結(jié)構(gòu)向空間延伸,即晶體多大,分子就有多大,晶體內(nèi)根本不存在單個(gè)的小分子,整個(gè)晶體就是一個(gè)大分子。
4、離子晶體的判斷及晶胞折算
(1)如何判斷一種晶體是離子晶體
方法一:由組成晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)種類分:離子化合物一定為離子晶體。
方法二:由晶體的性質(zhì)來分:①根據(jù)導(dǎo)電性:固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電而熔化或溶解時(shí)能導(dǎo)電的一般為離子晶體。
②根據(jù)機(jī)械性能:具有較高硬度,且脆的為離子晶體。
(2)什么是晶胞?如何由晶胞來求算晶體的化學(xué)式?
構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)粒子是按著一定的排列方式所形成的固態(tài)群體。在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單位叫晶胞。
根據(jù)離子晶體的晶胞,求陰、陽離子個(gè)數(shù)比的方法?
①處于頂點(diǎn)上的離子:同時(shí)為8個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/8屬于晶胞。
②處于棱上的離子:同時(shí)為4個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/4屬于晶胞。
③處于面上的離子;同時(shí)為2個(gè)晶胞共有,每個(gè)離子有1/2屬于晶胞。
④處于體心的離子:則完全屬于該晶胞。
[學(xué)生練習(xí)]
題目:在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中,有一種化合物叫鈣鈦礦,其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如圖所示試回答:
(1)在該晶體中每個(gè)鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個(gè)?
(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個(gè)數(shù)化是多少?
[解析]由圖看出,在每個(gè)鈦離于的同層左、右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子,共有晶胞邊長(zhǎng)的6個(gè)鈦離子。
至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個(gè)數(shù)比,則從每種元素粒子是晶胞中的位置考慮。Ca2+位于立方體的中央為一個(gè)晶胞所獨(dú)占;鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上,為相鄰兩層8個(gè)晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個(gè)而上下中相同重復(fù)共8個(gè)),而每個(gè)晶胞獨(dú)占有8×1/8=1個(gè)。氧離子位于棱上,在同一晶胞中,每個(gè)氧離子為同層的4個(gè)晶胞所共有,一個(gè)晶胞獨(dú)占12×1/4=3個(gè)。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為 3:1:1
[答案]6 3:1:1
5、總結(jié)
1.離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫離子晶體。構(gòu)成離子晶體的微粒是陽離子和陰離子。離子晶體中,陽離子和陰離子間存在著較強(qiáng)的離子鍵,因此,離子晶體一般硬度較高,密度較大,熔、沸點(diǎn)較高。
2.一般地講,化學(xué)式與結(jié)構(gòu)相似的離子晶體,陰、陽離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。如:KCI離子晶體針對(duì)性訓(xùn)練
一、選擇題
1.下列性質(zhì)中,可以證明某化合物內(nèi)一定存在離子鍵
的是 ( )
A.可溶于水 B.有較高的熔點(diǎn)
C.水溶液能導(dǎo)電 D.熔融狀態(tài)能導(dǎo)電
2.下列物質(zhì)中,含有極性鍵的離子化合是。
A.CaCl2 B.Na202 C.NaOH D.K2S
3.Cs是IA族元素,F(xiàn)是VIIA族元素,估計(jì)Cs和F形成
的化合物可能是
A.離子化合物 B.化學(xué)式為CsF2
C. 室溫為固體 D.室溫為氣體
4.某物質(zhì)的晶體中含A、B、C三種元素,其排列方式
如圖所示(其中前后兩面心上的B原子未能畫
出),晶體中A、B、C的中原子個(gè)數(shù)之比依次為
A.1:3:1 B.2:3:1
C.2:2:1 D.1:3:3
5.NaF,Nal,MgO均為離子化合物,根據(jù)下列數(shù)據(jù),這
三種化合物的熔點(diǎn)高低順序是 ( )
A.①>②>③ B.③>①>②
C.③>②>① D.②>①>③
6.在NaCl晶體中與每個(gè)Na+距離等同且最近的幾個(gè)Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為 ( )
A.正四面體 B.正六面體
C.正八面體 D.正十二面體
7.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元),已知晶體中2個(gè)最近的Cs+離子核間距為a cm,氯化銫的式量為M,NA為阿伏加德羅常數(shù),則氯化銫晶體的密度為
B. C. D.
二、填空題
8.參考下列熔點(diǎn)數(shù)據(jù)回答:
鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點(diǎn)逐漸____________這與__________有關(guān)。隨__________增大__________減小,故熔點(diǎn)__________逐漸 。
9.某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,x位于立方體的
頂點(diǎn),Y位于立方體中心。試分析:
(1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著__________個(gè)X,每
個(gè)x同時(shí)吸引著__________個(gè)Y,該晶體的化學(xué)式
為__________ 。
(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等
的X共有__________個(gè)。
(3)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角
∠XYX的度數(shù)為__________。
(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,晶體密度為ρ·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA則晶體中兩個(gè)距離最近的X中心間的距離為__________ 。
10.晶體具有規(guī)則的幾何外型、晶體中最基本的重復(fù)單
位稱為晶胞。NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。已知FexO
晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型,由于晶體缺陷,x值小于1
測(cè)知FexO晶體密度為ρ=5.71 g·cm-3,晶胞邊長(zhǎng)為
4.28×10-10 m。
(1)FexO中x值(精確至O.01)為
(2)晶體中的Fe分別為Fe2+、Fe3+,在Fe2+和
Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分?jǐn)?shù)(用小數(shù)表示,精確至0.001)為 ______________。
(3)此晶體的化學(xué)式為 _____________。
(4)與某個(gè)Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-圍成的空間幾何形狀是_____________。
(5)在晶體中,鐵元素間最短距離為_____________cm
11.有一種藍(lán)色晶體,它的結(jié)構(gòu)特征是Fe2+和Fe3+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-離子位于立方體的棱上。
(1)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推出其化學(xué)式(用最簡(jiǎn)單整數(shù)表示)__________________________。
(2)此化學(xué)式帶何種電荷?用什么樣的離子(用Mn+表示)與其結(jié)合成中性的化學(xué)式?寫出此電中性的化學(xué)式。
答:
(3)指出(2)中添加離子在晶體結(jié)構(gòu)中的什么位置。
答:
12.1986年,瑞士?jī)晌豢茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)一種性能良好的金屬氧化物超導(dǎo)體,使超導(dǎo)工作取得突破性進(jìn)展,為此兩位科學(xué)家獲得了1987年的Nobel物理學(xué)獎(jiǎng)。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。
(1)根據(jù)圖示晶胞結(jié)構(gòu),推算晶體中Y,Cu,Ba和O原子個(gè)數(shù)比,確定其化學(xué)式
(2)根據(jù)(1)所推出的化合物的組成,計(jì)算其中Cu原子的平均化合價(jià)(該化合物中各元素的化合價(jià)為Y+3,Ba+2,Cu+2和Cu+3)試計(jì)算化合物中這兩種價(jià)態(tài)Cu原子個(gè)數(shù)比
離子晶體針對(duì)性練習(xí)答案
一、選擇題
1.D 2.C 3.AC 4.A 5.B 6.C 7.C
二、填空題
8.降低 陰離子半徑由F-到I-逐漸增大離半徑 陰、陽離子相互吸引 降低
9.(1)4 8 XY2(或Y2X)
(2)12 (3)109°28
(4)
10.(1)0.92 (2)0.826
(3)
(4)正八面體 (5)3.03×10-10
11.(1)FeFe(CN)6-
(2)帶一個(gè)單位負(fù)電荷,可用Na+,K+,Rb+ (用M+表示)與之結(jié)合MFeFe(CN)6
(3)M+在每隔一個(gè)立方體的體心上。
12.(1)YBa2Cu3O7
(2)Cu2+:Cu3+=2:1
《離子晶體、分子晶體和原子晶體》(第2課時(shí))教學(xué)設(shè)計(jì)
《離子晶體、分子晶體和原子晶體》(第2課時(shí))教學(xué)設(shè)計(jì)
二、分子晶體
1.定義:分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體。
(1)組成:分子晶體由分子構(gòu)成,
例如:所有的氣體、大多數(shù)的非金屬單質(zhì)等。
(2)作用力:分子間作用力
①定義:分子間存在著作用力把分子聚集在一起,這種作用力叫分子間作用力,又稱范德華力。
②注意:它廣泛存在于分子和分子之間,不屬于化學(xué)鍵。
(3)性質(zhì):分子間的作用力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)就越高。
一般來說:組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),其相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高。
例如:氟、氯、溴、碘的單質(zhì)的熔沸點(diǎn)依次升高。
(4)氫鍵
①碳族元素的氫化物隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,熔沸點(diǎn)升高,
但氮族、氧族、鹵素的氫化物中,氨、水、氟化氫的沸點(diǎn)出現(xiàn)反常現(xiàn)象,與氫鍵有關(guān)。
例如:
CH4-160NH3-33H2O100HF20
SiH4-112PH3-88H2S-61HCl-85
GeH4-88AsH3-55H2Se-41HBr-67
SnH4-52SbH3-18H2Te-2HI-36
②定義:
半徑小、吸引電子能力強(qiáng)的原子(如N、O、F)與氫核之間的靜電吸引作用。
例如:HF中,由于F原子吸引電子的能力很強(qiáng),所以HF鍵的極性很強(qiáng),共用電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向F原子,使H原子幾乎成為裸露的質(zhì)子,H原子再與另一個(gè)HF分子中帶部分負(fù)電荷的F原子吸引,這種靜電吸引就是氫鍵。
③是一種較強(qiáng)的分子間作用力,但比化學(xué)鍵弱得多,也不屬于化學(xué)鍵。
④氫鍵的存在使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高。
2.物理性質(zhì)
(1)熔沸點(diǎn):較低。
(2)溶解性:一般遵循相似相溶原理。
(3)導(dǎo)電性:①固態(tài)和熔融態(tài)都不導(dǎo)電。
②部分分子晶體溶于水后可以導(dǎo)電,例如:硫酸等。
3.空間構(gòu)型
以干冰為例:與CO2分子最近且距離相等的CO2分子是12個(gè)。
4.分子晶體中存在單個(gè)的分子,因此其化學(xué)式就是分子式。