高中化学选修三《第三章__晶体结构与性质》全套教案.docx
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1、第三章 晶体构造与性质第一节 晶体常识第一课时教学目的设定:1、通过试验探究理解晶体与非晶体的差异。2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法,进步发觉问题、分析问题和解决问题的实力。3、理解区分晶体与非晶体的方法,相识化学的好用价值,增加学习化学的爱好。教学重难点:1、晶体与非晶体的区分2、晶体的特征教学方法建议:探究法教学过程设计:新课引入:前面我们探讨过原子构造、分子构造,对于化学键的形成也有了初步的理解,同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下,物质主要分为三态:气态、液态和固态,下面我们视察一些固态物质的图片。投影:1、蜡状白磷; 2、黄色
2、的硫磺; 3、紫黑色的碘; 4、高锰酸钾讲解并描绘:像上面这一类固体,有着自己有序的排列,我们把它们称为晶体;而像玻璃这一类固体,本身原子排列杂乱无章,称它为非晶体,今日我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关学问。板书:一、晶体与非晶体板书:1、晶体与非晶体的本质差异提问:在初中化学中,大家已学过晶体与非晶体,你知道它们之间有没有差异?答复:学生:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点。讲解:晶体有固定熔点,而非晶体无固定熔点,这只是晶体与非晶体的表观现象,那么他们在本质上有哪些差异呢?投影 晶体与非晶体的本质差异自范性微观构造晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序板
3、书:自范性:晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。说明:所谓自范性即“自发”进展,但这里得留意,“自发”过程的实现仍需肯定的条件。例如:水能自发地从高处流向低处,但不翻开拦截水流的闸门,水库里的水不能下泻。板书:留意:自范性须要肯定的条件,其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。投影:通过影片播放出,同样是熔融态的二氧化硅,快速的冷却得到玛瑙,而缓慢冷却得到水晶过程。设问:那么得到晶体的途径,除了用上述的冷却的方法,还有没有其它途径呢?你能列举哪些?板书:2、晶体形成的一段途径:(1)熔融态物质凝固;(2)气态物质冷却不经液态干脆凝固(凝华);(3)溶质从溶液中析出。投影图片:1、从熔融态结晶出来
4、的硫晶体;2、凝华得到的碘晶体;3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。探究试验:完成教材试验3-1,请同学们仔细视察,并提问同学视察到什么现象。答复:首先碘升华,然后在外表皿下面出现碘的固体。讲解:事实上,这里提到的固体就是凝华得到的碘晶体。过渡:很多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜视察,这也证明固体粉末仍是晶体,只不过晶粒太小了!投影:晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的示意图提问:小组探讨,通过比较,可以得出什么样结论。答复:晶体的原子排列有序,而非晶体则不是。讲解并描绘:从本质上来说,晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里所呈的现周期性。讲解并描绘:通过前面对晶体与非晶体
5、的探讨,如今我们来总结一下,晶体有哪些特点:板书:3、晶体的特点:(1)有固定的几何外形;(2)有固定的熔点;(3)有各向异性。解析:对于同一幅图案来说,从不同的方向谛视,也会产生不同的感受,那么对于晶体来说,很多物理性质:如硬度、导热性、光学性质等,因探讨角度不同而产生差异,即为各向异性。例如:蓝晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度不同;石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1104。小结:可以根据晶体特点区分某一固体属于晶体还是非晶体。然而,得出区分晶体与非晶体最牢靠的方法是利用x-射线衍射试验。提问:通过这节课的学习,如今请你用一句话来定义晶体,应当怎么说?答复:
6、学生1、内部原子有规律的排列的物质;学生2、内部原子有规律的排列,且外观为多面体的固体物质。板书:4、晶体的定义:质点(分子、离子、原子)在空间有规则地排列成的,具有整齐外型,以多面体出现的固体物质。练习:1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是: A、 晶体肯定比非晶体的熔点高B、 晶体有自范性但排列无序C、 非晶体无自范性而且排列无序D、 固体SiO2肯定是晶体2、区分晶体与非晶体最牢靠的科学方法是: A、 熔沸点B、 硬度C、 颜色D、 x-射线衍射试验3、在我们的生活中遇到很多固体,通过今日这节课的学习,我们知道固体可以分为晶体与非晶体。请你举出常见的晶体与非晶体的实例。答案:1、C;2
7、、D;3、晶体:玛瑙、水晶、硫晶体等等;非晶体玻璃、水泥等等。4、下列不属于晶体的特点是: A、 肯定有固定的几何外形B、 肯定有各向异性C、 肯定有固定的熔点D、 肯定是无色透亮的固体5、下列过程可以得到晶体的有: A、 对NaCl饱和溶液降温,所得到的固体B、 气态H2O冷却为液态,然后再冷却成的固态C、 熔融的KNO3冷却后所得的固体D、 将液态的玻璃冷却成所得到的固体6、晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1104。晶体的各向异性主要表如今是: 硬度 导热性 导电性 光学性质A、 B、 C、
8、D、7、一些不法商人制造假宝石来牟取暴利,你能否根据晶体物理性质的各向异性的特点,列举出一些可能有效鉴别假宝石的方法?第二课时一、晶胞定义:晶体构造中的根本单元叫晶胞二、晶胞中原子个数的计算方法:位于晶胞顶点的微粒,实际供应应晶胞的只有1/8;位于晶胞棱边的微粒,实际供应应晶胞的只有1/4;位于晶胞面心的微粒,实际供应应晶胞的只有1/2;位于晶胞中心的微粒,实际供应应晶胞的只有1。练习:1、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞(如图2-8所示),可推知:甲晶体中A与B的离子个数比为;乙晶体的化学式为;丙晶体的化学式为_;丁晶体的化学式为_。2、钙-钛矿晶胞构造如图2-9所示。视察钙-钛矿晶胞构造,求该晶
9、体中,钙、钛、氧的微粒个数比为多少?3、晶体硼的根本构造单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含有20个等边三角形的面和肯定数目的顶角,每个顶角各有一个硼原子。如图2-10所示,答复:(1)键角_;(2)晶体硼中的硼原子数_个;BB键_条?4、在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨,如图2-11所示。它是层状构造,层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合,其键角。分析图中每个六边形含有个碳原子。教学反思:本节内容是支配在原子构造、分子构造以及构造确定性质的内容之后来学习,对于学生的学习有肯定的理论根底。本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为动身点来过渡到本堂课的主题
10、晶体和非晶体。而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观构造比较为切入点,进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。第二节 分子晶体与原子晶体第一课时 分子晶体教学目的设定:1、使学生理解分子晶体的组成粒子、构造模型和构造特点及其性质的一般特点。2、使学生理解晶体类型与性质的关系。3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。5、使学生主动参加科学探究,体验探讨过程,激发他们的学习爱好。教学重点难点:重点驾驭分子晶体的构造特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间构造相识晶胞的组成构造教学方法建议:
11、运用模型和类比方法诱导分析归纳教学过程设计:复问:什么是离子晶体?哪几类物质属于离子晶体?(离子化合物为固态时均属于离子晶体,如大局部盐、碱、金属氧化物属于离子晶体)投影晶体类型离子晶体构造构成晶体的类型粒子间的互相作用力性质硬度熔沸点导电性溶解性展示实物:冰、干冰、碘晶体老师诱导:这些物质属于离子晶体吗?构成它们的根本粒子是什么?这些粒子间通过什么作用结合而成的?学生分组探讨答复板书 :分子通过分子间作用力形成分子晶体一、分子晶体1、定义:含分子的晶体称为分子晶体也就是说:分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体看图3-9,如:碘晶体中只含有I2分子,就属于分子晶体 问:还有哪些属于分子
12、晶体?2、较典型的分子晶体有非金属氢化物,局部非金属单质,局部非金属氧化物,几乎全部的酸,绝大多数有机物的晶体。3、分子间作用力和氢键过度:首先让我们回忆一下分子间作用力的有关学问阅读必修2 P22科学视眼老师诱导:分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,也叫范徳华力。分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响。学生答复:一般来说,对与组成和构造相像的物质,相对分子量越大分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高。老师诱导:但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合,如:NH3,H2O和HF的沸点就出现反常。指导学生自学:教材中有些氢键形成的条件,氢键的定义,氢键对物质物理性质的
13、影响。多媒体动画片氢键形成的过程:氢键形成的条件:半径小,吸引电子实力强的原子(N,O,F)与H核氢键的定义:半径小、吸引电子实力强的原子与H核之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力。氢键对物质性质的影响:氢键使物质的熔沸点上升。投影 氢键的表示 如:冰一个水分子能和四周4个水分子从氢键相结合组成一个正四面体 见图3-11老师诱导:在分子晶体中,分子内的原子以共价键相结合,而相邻分子通过分子间作用力互相吸引。分子晶体有哪些特性呢?学生答复4分子晶体的物理特性:熔沸点较低、易升华、硬度小。固态和熔融状态下都不导电。老师诱导:大多数分子晶体构造有如下特征:假如分子间作用力只是范德
14、华力。以一个分子为中心,其四周通常可以有几个紧邻的分子。如图3-10的O2,C60,我们把这一特征叫做分子严密积累。假如分子间除范德华力外还有其他作用力(如氢键),假如分子间存在着氢键,分子就不会实行严密积累的方式学生探讨答复:在冰的晶体中,每个水分子四周只有4个紧邻的水分子,形成正四面体。氢键不是化学键,比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性,而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的互相吸引,这一排列使冰晶体中空间利用率不高,皆有相当大的空隙使得冰的密度减小。老师诱导,还有一种晶体叫做干冰,它是固体的CO2的晶体。干冰外观像冰,干冰不是冰。其熔点比冰低的多,易
15、升华。出示干冰的晶体构造晶胞模型。老师讲解:干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键,因此干冰中CO2分子严密积累,每个CO2分子四周,最近且等间隔 的CO2分子数目有几个?一个CO2分子处于三个互相垂直的面的中心,在每个面上,处于四个对角线上各有一个CO2分子四周,所以每个CO2分子四周最近且等间隔 的CO2分子数目是12个。投影小结完成表格晶体类型分子晶体构造构成晶体的粒子分子粒子间的互相作用力分子间作用力性质硬度小熔沸点较低导电性固态熔融状态不导电溶解性相像相溶课堂稳固练习1、下列属于分子晶体的一组物质是A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO
16、2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O2、下列性质符合分子晶体的是A、 熔点1070,易熔于水,水溶液能导电B、 熔点是10.31,液体不导电,水溶液能导电C、 熔点97.81,质软,能导电,密度是0.97g/cm3D、 熔点,熔化时能导电,水溶液也能导电3、下列物质的液体中,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、下列说法正确的是A、离子化合物中可能含有共价键 B、分子晶体中的分子内不含有共价键C、分子晶体中肯定有非极性共价键D、分子晶体中分子肯定严密积累5、干冰汽化时,下列所述内容发生变更的是A、分子内共价键 B、分子间作用力C、分子间间隔 D、分子间的氢键
17、6、“可燃冰”是深藏在海底的白色晶体,存储量宏大,是人类将来极具潜在优势的干净能源。在高压低温条件下,由水分子形成空间笼状构造,笼中“关”甲烷而形成,如某种可燃冰的存在形式为CH45.75H2O。(1)“可燃冰” CH45.75H2O的分子中,m(CH4):m(H2O)= (2)若要从“可燃冰”中分别出甲烷,可用下列两中方法:在肯定温度下, 使气体从水合物中分别出来,在肯定压力下, 使气体从水合物中分别出来。7、选择以下物体填写下列空白A干冰 B氯化铵 C烧碱 D固体碘晶体中存在分子的是 (填写序号,下同)晶体中既有离子键又有共价键的是 熔化时不须要破坏共价键的是 常况下能升华的是 8四氯化硅
18、的分子构造与四氯化碳类似,对其作出如下推想四氯化硅晶体是分子晶体。常温常压四氯化硅下是液体。四氯化硅分子是由极性键形成的分子。四氯化硅熔点高于四氯化碳。其中正确的是A只有 B只有 C只有 D第二课时教学目的设定1、驾驭原子晶体的概念,可以区分原子晶体和分子晶体。2、理解金刚石等典型原子晶体的构造特征,能描绘金刚石、二氧化硅等原子晶体的构造与性质的关系。教学难点重点原子晶体的构造与性质的关系教学过程设计复习提问:1、什么是分子晶体?试举例说明。 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质?引入新课:分析下表数据,推断金刚石是否属于分子晶体工程/物质干冰金刚石熔点很低3550沸点很低4827展示:金刚石
19、晶体阅读:P68 ,明确金刚石的晶型与构造归纳:1原子晶体:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状构造的晶体。2构成粒子:原子;3粒子间的作用:共价键;展示:金刚石晶体构造填表:键长键能键角熔点硬度归纳:4原子晶体的物理性质熔、沸点_,硬度_;_一般的溶剂;_导电。思索:(1)原子晶体的化学式是否可以代表其分子式,为什么?(2)为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大?(3)阅读:P69 ,探讨“学与问 1 ”归纳:晶体熔沸点的凹凸比较对于分子晶体,一般来说,对于组成和构造相像的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高。对于原子晶体,一般来说,原子间键长越短,键能越大,共价键越
20、稳定,物质的熔沸点越高,硬度越大。合作探究:(1)在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键?形成怎样的空间构造?最小碳环由多少个石中,含CC原子组成?它们是否在同一平面内?(2)在金刚石晶体中,C原子个数与CC键数之比为多少?(3)12克金刚C键数为多少NA?比较:CO2与SiO2晶体的物理性质物质/工程熔点状态(室温)CO2-56.2气态SiO21723固态阅读:P68 -69,明确SiO2的重要用处推断:SiO2晶体与CO2晶体性质相差很大,SiO2晶体不属于分子晶体展示:展示SiO2的晶体构造模型(看书、模型、多媒体课件),分析其构造特点。引导探究:SiO2和C02的晶体构造不同。在SiO2
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