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1、 第 1 页 共 39 页第三章 晶体结构与性质第一节 晶体常识第一课时教学内容分析：本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习，对于学生的学习有一定的理论基础。本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题晶体和非晶体。而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观结构比较为切入点，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。教学目标设定：1、通过实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，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。3、了解区别晶体与非晶体的方法，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。教
2、学重难点：1、晶体与非晶体的区别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 ： 前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，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 第 2 页 共 39 页我们观察一些固态物质的图片。投影：1、蜡状白磷； 2、黄色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高锰酸钾讲述：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，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。板书：一、晶体与非
3、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？回答：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 微观结构晶体 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书：自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。解释：所谓自范性即 “自发”进行，但这里得注意， “自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不 第 3 页 共 39 页
4、能下泻。板书：注意：自范性需要一定的条件，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直接凝固（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。探究实验 ： 完成教材实验 3-1，请同学们认真观察，并提问同学观察到什么现象。回答：首先碘升华，然后在表面皿下面出现碘
5、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：许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观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了！ 第 4 页 共 39 页投影：晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的示意图提问：小组讨论，通过比较，可以得出什么样结论。回答：晶体的原子排列有序，而非晶体则不是。讲述：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。讲述：通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，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,从不同的方向审视,
6、也会产生不同的感受,那么对于晶体来说,许多物理性质：如硬度、导热性、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。例如：蓝晶石（Al 2O3SiO2）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别某一固体属于晶体还是非晶体。然而，得出区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用 x-射线衍射实验。提问：通过这节课的学习，现在请你用一句话来定义晶体，应该怎么说？回答：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： 第 5 页 共 39 页质点（分子、离子、原子
7、）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、 晶体一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 SiO2一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是： A、 熔沸点B、 硬度C、 颜色D、 x-射线衍射实验3、在我们的生活中遇到许多固体，通过今天这节课的学习，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、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、 一定有固定的几何外形B、 一定有各
8、向异性C、 一定有固定的熔点D、 一定是无色透明的固体 第 6 页 共 39 页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（Al 2O3SiO2）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现在是： 硬度 导热性 导电性 光学性质A、 B、 C、 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
9、可能有效鉴别假宝石的方法？第二课时一、晶胞定义：晶体结构中的基本单元叫晶胞二、晶胞中原子个数的计算方法：位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有 1/8；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有 1/4；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有 1/2；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有 1。 第 7 页 共 39 页练习：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-钛矿晶胞结构如图 2-9 所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？3、晶体
10、硼的基本结构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一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。如图 2-10 所示，回答：（1）键角_；（2）晶体硼中的硼原子数_个；BB 键_条？ 第 8 页 共 39 页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。它是层状结构，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。5、C70 分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：（1）C70 分子中每个碳原子只跟相邻的 3 个碳原子形成化学键；（2）C70 分子中只含有五边形和六边形；（3）
11、多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。 第 9 页 共 39 页根据以上所述确定：（1）C70 分子中所含的单键数和双键数；（2）C70 分子中的五边形和六边形各有多少？第二节 分子晶体与原子晶体第一课时 分子晶体教材内容分析：晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。本节延续前面一节离子晶体，以“构成微粒- 晶体类型-晶体性质”的认知模式为主线，着重探究了典型分子晶体冰和干冰的晶体结构特点。并谈到了分子间作用力和氢键对物质性质的影响。使学生对分子晶体的结构和性质特点有里一个大致的了解。并为后面学习原子晶体做好了知识准备，以形成比
12、较。教学目标设定：1、使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。2、使学生了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、使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。教学重点难点：重点掌握分子晶体的结构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结构认识晶胞的组成结构教学方法建议： 第 10 页 共 39 页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，如大部分盐、碱、金属氧
13、化物属于离子晶体）投影晶体类型 离子晶体构成晶体的类型结构粒子间的相互作用力硬度熔沸点导电性性质溶解性展示实物：冰、干冰、碘晶体教师诱导：这些物质属于离子晶体吗？构成它们的基本粒子是什么？这些粒子间通过什么作用结合而成的？学生分组讨论回答板书 ：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 第 11 页 共 39 页看图 3-9，如：碘晶体中只含有 I2分子，就属于分子晶体 问：还有哪些属于分子晶体？2、较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。3
14、、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知识阅读必修 2P22科学视眼教师诱导：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。学生回答：一般来说，对与组成和结构相似的物质，相对分子量越大分子间作用力越大，物质的熔沸点也越高。教师诱导：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，H 2O 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，吸引电子能力强的原子（N ，O ，F）与 H 核氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与 H 核之间的静电
