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1、四川省德阳五中高中化学第三章 第二节 原子晶体 新人教版选修3课题第二节 分子晶体与原子晶体 第一课时原子晶体总课时2第2 课时教材分析本章在化学必修、化学必修二的基嘏上初步介绍如何考察品体 的结构，初步认识晶彼玷构与性质彘面内容中已经介绍了微粒 间的作用力，以及化合物叶一工，本节课步五学习晶体的多样性. 本课题是物质结构与性质的第三单元的一部分，本课时的重点内 容是掌握分子晶体的结构特点和性质特点。在此前的内容学习中，教 材中已经展示了大量具有不同空间立体构型的晶体的结构模型，如： 金刚石、石墨、足球烯、纳米碳管等。这节课主要是将已经出现的晶 体做一个简单的了解，让学生多体会晶体的/、同更深
2、入的认识晶体的 物理和化学性质。学情分析学生在前面学习了微粒间的作用力，知道了化合物的多样性，本节课 将要学习晶体的多样性。将本节内容安排在第二单元离子键、共价键、 分子间作用力等内容之后，学生完全可以理解微粒之间存在着不同的 作用力。但是要特别关注书本中出现的学与问，这是学生容易混淆的 地方。三维 教学 目标【知识与技能】1、了解原子晶体的概念， 掌握原子晶体的熔、 沸点，硬度等物理性质。2、掌握金刚石、晶体硅、二氧化硅等典型晶体的晶胞。3、理解并掌握原子晶体内原子间作用力的类型。【过程与方法】从结构理解原子晶体的性质，明确原子晶体的物理性质及化学变化特点和空间结构。【情感态度与价值观】学会
3、知识的运用，培养学以致用的能力重点、 难点【教学重点】晶体类型与性质之间的关系教教学难点】原子晶体的结构特点教学方法及设计意图根据新课程要求，在教学中要注重学生的自主、 合作和探究的学习，中 学化学课程标准r要求在进行教学设计时要充分考虑学生的主体地位。让学生在学习中体会科学探究的一般步骤：提出假想、寻找探究方案、验证得出结论。在教学中，尽可能的让学生参与发现过程，在过程中 掌握知识。本节课我将教学重点放在学习不问类型的晶体，了解不向类型晶体的 结构、构成微粒、.物理性质等特征，采用投影表格、观察图片的方法 进行对比，让学生了解它们各自的特点和区别。并且在课堂上配以合 适的练习，加深印象巩固所
4、学知识。在学习晶体的立体模型时，应向 学生展示这些晶体的三维空间结构模型，给学一个直观感性的认识，教 学过 程（教学环节、教师活动、学生活动）设计意图及目标 达成预测提出问题，引起学 生思考，激发学生 学习的兴趣。【问题引入】通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是IVA族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。例如， 常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是 为什么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节我们就来研究他们的结 构及性质上的不同。【学】聆听、思考。通过问题探究和迁 移应用，学习金刚 五的知识。【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质
5、（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚 石中的碳原子的杂化轨道是 sp3,那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小 组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。【学生】分组讨论、探究，并根据想象动手制作金刚石的球棍模型。然 后小组代表发表自己的看法。思考1 .在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个?2 .在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？3 .在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？【学生】回顾复习杂化轨道知识，完善自己的金刚石球棍模型。通过问题探究及迁 移应用，学习二氧 化硅的知识。【板书】一.原子晶体1 .概念：
6、相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体.【归纳拓展】（展示甲烷和金刚石的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道,故每个碳原子以 sp3杂化轨道和它近邻的四个碳原子以共价键相互结合 在一起形成正四面体形的空间立体网状结构。其中C C键键长为 0.154nm,键能为347kJ mol -1,正是这种特殊的排列方式造就了金刚石 晶体的独特性质。【迁移应用】关于金刚石的下列说法中，错误的是（）。A .晶体中不存在独立的分子B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质
7、之一通过问题探究，总 结出原子晶体的有 关知识D.化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应学生练习，巩固有关金刚石的知识。【板书】2.常见的原子晶体金刚石（C）、晶体硅（Si）、 晶体硼（B）、晶体错（Ge）碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BNJ）晶体二氧化硅（SiO 2 ）晶体【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展小水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si -Si键中“插入” 一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子 是怎样排列的呢？学生分组讨论、探究，然后小组代表发表自己的看法。通过问题探究，总 结出原子晶体的有 关知识思考1.在S
8、iO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧 原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？思考2.在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接 有几个共价键？【归纳拓展】(展示二氧化硅的微观结构图，结 .合学生回答情况，共同分 析总结)碳和硅都是第IV A族元素，若以硅原子代替金刚石晶体结构中的 碳原子，便可得到晶体硅的结构；若再在硅晶体每个 Si Si键中插入 一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构。在二氧 化硅晶体里，一个硅原子能形成四个共价键，一个氧原子能形成两个共，价键，因此二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1
9、:2。【迁移应用】在二氧化硅晶体中，原子未排列成“紧密堆积”结构，其 原因是()。A.共价键具有饱和性B.共价键具有方向性C.二氧化硅是化合物D.二氧化硅是由非金属元素的原子构成的学生练习，巩固有关原子晶体性质递变规律的知识。【交流与研讨】分析下表中的数据， 部分原子晶体的键能、熔点和硬度表晶体键能/kJ - mol -1熔点/ c硬度*金刚石(C C) 347335010碳化硅(C Si) 30126009晶体硅(SiSi。22614157【思考】1.怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和铸的熔点和硬度依次 下降？2. .具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗.?为什么?【归纳拓展】1 .
10、在原子晶体中，各原子均以共价键相结合，由于原子晶体熔化时必须破坏其中的共价键，而共价键的键能相对较大，破坏他们需要很高 的温度，所以原子晶体具有很高的熔点。2 .对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越 大，晶体的熔点就越高。【板书】3.原子晶体的物理特性在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体 网状结构，所以原子晶.体的(1)熔点和沸点高(2)硬度大(3) 一般不导电(4)且难溶于一些常见的溶剂板书设计【板书设计】一.原子晶体1 .概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体.2 .常见的原子晶体少数非金属单质（如金刚石、单晶硅、晶体硼、晶体铸等）；少数非金属化合物（碳化硅 SiC、二氧化硅SiO2、氮化硼BN等）。3 .原子晶体的物理特性很高的熔、沸点，很大的硬度，不导电，难溶于一般溶剂。
