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1、物质结构与性质,区域教研之集体备课,专题三第一单元 金属键、金属晶体 专题三第二单元 离子键、离子晶体, 教 材 内 容, 教 学 研 读, 教 学 案 例, 课 程 标 准, 典 型 例 题, 概 况,物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学，材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘。物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。 在本课程模块中，我们将从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问
2、题和解决问题的能力。 通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展： 1从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣； 2进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系； 3能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质； 4在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。,概 况：课程标准及实际教学目标,作为IB选修的作用作为高中化学学习内容的作用,概 况：课程标准及实际教学目标,新课程标准中关于本模块内容要求的4个一级主题:主题1 原子结构与元素性质主题2 化学键与物质的性质 主题3
3、分子间作用力与物质的性质 主题4 研究物质结构的价值,概 况：课程标准主题,概况：教材体系框架,物质结构 与性质,揭示物质结 构的奥秘,微粒间作用力与物质性质,物质结构的探索无止境,结构探索的历史与意义,金属键 金属晶体 离子键 离子晶体 共价键 原子晶体 分子间作用力 分子晶体,结构研究的新课题,原子结构与 元素的性质,原子核外电子的运动 元素性质的递变规律,分子空间结构与物质性质,分子构型与物质的性质 配合物是如何形成的,暂不作要求,暂不作要求,概况:模块化学知识体系,概况：教材组织的三个层次的学习内容,一、课标相关内容表达,金属键与金属特性：金属共性（情景)-问题-金属键理论-金属键理论
4、对物理性质的解释-金属的原子化热-影响金属键强弱的结构因素。 金属晶体： 化学史话：晶体结构的认识历史(情景）-有序的内部排列-晶胞的概念-等径圆球的堆积和密堆积方式(从一维到三维，配位数、空间利用率）-金属的4种基本堆积模型-堆积时晶胞中微粒的平均数目（切割法）-合金,二：教材内容：知识的逻辑组织：,离子键、离子晶体:熔融状态的导电性（情景）-离子键的形成与表示-离子键无方向性和饱和性的理解-离子晶体的形成与性质-晶格能与离子键的强弱的微观分析。NaCl和CsCl的晶体结构分析-离子晶体中的配位数、结构类型和离子半径的关系,二：教材内容：知识的逻辑组织：,二：教材内容：学习材料基本呈现方式：
5、,1、金属的电子气理论和能带理论及对金属性质的解释。 2、等径球的密堆积：三维空间的非密置层、密置层的区别，面心立方与六方密堆积的区别（延伸方式、晶胞、空隙、空间利用率、常见金属的堆积方式）。 3、薄弱知识：从结构角度认识合金(填隙式和置换式固溶体、金属化合物） 4、非晶体（玻璃体）与晶体的微观结构的不同点。（过冷液体，短程有序，长程无序）,三、教学研读-教师层面：应再深入的学科逻辑知识,5、晶胞纵深要求：知道7大晶系（晶轴长度和晶面夹角）和14种布拉维空间格子。 6、阳阴离子半径比和离子配位数的内在关系（几何计算过程的理解）。 7、晶格能与伯恩哈伯循环（盖斯定律、焓变的整合）,三、教学研读-
6、教师层面：应再深入的学科逻辑知识,1、金属的通性-为什么-对微观的想象?(易激发） （难叙述） 2、从粒子间相互作用的本质理解强弱的经验-迁移到金属键的强弱理解。（难迁移） 3、从反应热到金属的原子化热（易形成，但注意单位） 3、金属的空间堆积方式是好像没有知识可类比，二维密置层和非密置层的对比迁移到三维（难形成） 4、晶胞的叠加是较难想象的（难形成） 5、可能产生对合金性质优化的结构疑问.(拓展） 6、可能会类比迁移到对非晶体的好奇（拓展）,三、教学研读-学生层面：知识结构和新知识生长点,金属键和金属晶体,离子键和离子晶体,三、教学研读-学生层面：知识结构和新知识生长点,1、物质的电子式-用
7、电子式表示离子键的形成过程（迷糊） （难） 2、阴阳离子间离子键形成的理解（易形成） 3、离子键的无方向性和饱和性(易形成，名称新） 4、原子化热-晶格能(易迁移），晶格能、离子键强弱与离子微观结构的关系（易建构但应用繁杂） 5、AB型离子化合物NaCl、CsCl的晶胞分析（较难） 6、可能会对离子晶体中离子配位数和离子半径的关系的内在原因好奇。,三、教学解读-学生层面：考试要求,三、教学解读-学生层面：考试要求,1、充分应用实物、模型、媒体、学生动手制作等直观教育手段，用形象让学生感性认识微观结构。(如：金属原子的堆积方式）2、合理运用类比方法启迪学生思维，利用先行者组织策略，建立新旧知识的
8、桥梁。(如：导电性、延展性）3、不宜对微观结构知识进行过度挖掘，但是可适当结合学生已经具有的物理、数学工具进行抽象，适当演绎。（如：空间利用率的计算、晶胞的切割原理）4、创设思维空间提高学生“宏观微观”转换的能力，培养学生良好的化学思维品质。（晶胞的叠加、平均数概念与切割原理希望让学生自主得出）5、注意学生学习兴趣的激发与保持。（知识枯燥，思维的兴奋，少讲，多问，多用交流与讨论，知其所以然的乐趣，如：晶格能与离子的微观结构的关系）,三、教学解读-教学层面：建议,6、要用立表方式多总结、对比、归纳。把深入的逻辑过程变线为面，建立知识体系。（如金属晶体和离子晶体的比较，堆积方式的比较。 7、注意I
9、B模块的特殊性，必须通过练习来巩固理解，形成知识的外延与变形。但要注意习题形式与考试方向，试题编制与选择要注意浙江省的要求。（不知道教材中例举的具体金属晶体堆积方式是否做记忆要求？习题中有） 8、注意教学语言的科学性。,三、教学解读-教学层面：建议,1、（2010高考样题展示）NaCl晶体中最小重复单元(晶胞)如右图所示。已知：氯化钠的摩尔质量为 M g/mol，某一定条件下NaCl晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm，晶体的密度为 b g/cm3 。则下列叙述正确的是 A每个Na 周围最近且等距离的Cl所围成的空间构型为正六面体 B每个Na 周围最近且等距离的Cl所围成的空间构
10、型为正十二面体 C阿伏加德罗常数NA可表示为M/2a3b D阿伏加德罗常数NA可表示为4M/a3b 答案:C,四、典型例题：,2、 （2010高考样题展示）下列图像是NaCl、CsCl、干冰的晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl的晶体结构图像的是 答案:A,四、典型例题：,3.（2010江苏高考） CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但晶体中含有的中哑铃形的C22-存在，使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为 4 。,3、（苏州实验中学）（11分）A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大，除G外均为前
11、20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，C、D处于相同的能级，且D是同期中电负性最大的元素，E原子的第一至第四电离能（kJmol1）分别为：578、1817、2745、11575，F元素原子中4s能级有2个电子。G元素的离子形成的硫酸盐结晶水合物呈蓝色。(1)B形成的单质中有_1 个键， 2 _个键，上述元素形成的化合物中和B的单质是等电子的是_ CO_(填化学式(2) G元素的基态原子的外围电子排布式为 3d104s1 (3) 常温下，E单质投入到B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是 无明显现象 。,四、典型
12、例题：,(4)D、F组成的晶体FD2结构如图所示，G形成晶体的结构如所示，为H3BO3（硼酸）晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。图 图 图图I所示的FD2晶体中与F离子最近且等距离的F离子数为 ，图III中未标号的G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为 ； 图II所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是 ，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为 ； 三种晶体中熔点高低的顺序为 (填空化学式)，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为 。(4) 12 12 O 16 CaF2 Cu H3BO3 分子间作用力,5.（2010江苏训练题）不锈钢是由铁、铬
13、、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO3防止腐蚀。 (1)基态碳（C）原子的轨道表示式为 。 (2)Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O中Cr的配位数为 ；已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式 。 (3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)4分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是 ， Ni(CO)4易溶于下列 。 A水 B四氯化碳 C苯 D硫酸镍溶液,（1） (2分) （2） 6（1分） （1
14、分） （3） 分子晶体 （1分） bc (2分),(4)Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的AB图中正确的是 。(5)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积，试写出该晶体的化学式 。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有 个。 图中：碳原子用小球，镍原子用大球， 镁原子用大球答案、（4） A （2分） （5） MgCNi3 (2分) 12 (1分),四、典型例题：,5、（作业本练习）金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示，实验测得钨的密度为19.30 gcm-3，原子的相对质量为183，假定金属钨原子为等径的刚性球。（1）试计算晶胞的边长；（2）试计算钨原子的半径。,总体感觉：,1、注意内容衔接 2、抓住一条主线 3、关注方法分析 4、加强知识融合 5、突出强弱分析 6、运用直观教具,
