《第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》全套教案

第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 晶體常識第一課時教學(xué)內(nèi)容分析：本節(jié)內(nèi)容是安排在原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的內(nèi)容之后來學(xué)習(xí)，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)有一定的理論基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容主要是通過介紹各種各樣的固體為出發(fā)點來過渡到本堂課的主題晶體和非晶體。而晶體和非晶體的學(xué)習(xí)是以各自的自范性和微觀結(jié)構(gòu)比較為切入點，進而得出得到晶體的一般途徑以及晶體的常見性質(zhì)和區(qū)分晶體的方法。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：1、通過實驗探究理解晶體與非晶體的差異。2、學(xué)會分析、理解、歸納和總結(jié)的邏輯思維方法，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。3、了解區(qū)別晶體與非晶體的方法，認(rèn)識化學(xué)的實用價值，增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。教學(xué)重難點：1、晶體與非晶體的區(qū)別2、晶體的特征教學(xué)方法建議：探究法教學(xué)過程設(shè)計：新課引入：前面我們討論過原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)，對于化學(xué)鍵的形成也有了初步的了解，同時也知道組成千萬種物質(zhì)的質(zhì)點可以是離子、原子或分子。又根據(jù)物質(zhì)在不同溫度和壓強下，物質(zhì)主要分為三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，下面我們觀察一些固態(tài)物質(zhì)的圖片。投影：1、蠟狀白磷； 2、黃色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高錳酸鉀講述：像上面這一類固體，有著自己有序的排列，我們把它們稱為晶體；而像玻璃這一類固體，本身原子排列雜亂無章，稱它為非晶體，今天我們的課題就是一起來探究晶體與非晶體的有關(guān)知識。板書：一、晶體與非晶體板書：1、晶體與非晶體的本質(zhì)差異提問：在初中化學(xué)中，大家已學(xué)過晶體與非晶體，你知道它們之間有沒有差異？回答：學(xué)生：晶體有固定熔點，而非晶體無固定熔點。講解：晶體有固定熔點，而非晶體無固定熔點，這只是晶體與非晶體的表觀現(xiàn)象，那么他們在本質(zhì)上有哪些差異呢？投影 晶體與非晶體的本質(zhì)差異自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體沒有原子排列相對無序板書：自范性：晶體能自發(fā)性地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。解釋：所謂自范性即“自發(fā)”進行，但這里得注意，“自發(fā)”過程的實現(xiàn)仍需一定的條件。例如：水能自發(fā)地從高處流向低處，但不打開攔截水流的閘門，水庫里的水不能下瀉。板書：注意：自范性需要一定的條件，其中最重要的條件是晶體的生長速率適當(dāng)。投影：通過影片播放出，同樣是熔融態(tài)的二氧化硅，快速的冷卻得到瑪瑙，而緩慢冷卻得到水晶過程。設(shè)問：那么得到晶體的途徑，除了用上述的冷卻的方法，還有沒有其它途徑呢？你能列舉哪些？板書：2、晶體形成的一段途徑：（1）熔融態(tài)物質(zhì)凝固；（2）氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）；（3）溶質(zhì)從溶液中析出。投影圖片：1、從熔融態(tài)結(jié)晶出來的硫晶體；2、凝華得到的碘晶體；3、從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體。探究實驗：完成教材實驗3-1，請同學(xué)們認(rèn)真觀察，并提問同學(xué)觀察到什么現(xiàn)象。回答：首先碘升華，然后在表面皿下面出現(xiàn)碘的固體。講解：事實上，這里提到的固體就是凝華得到的碘晶體。過渡：許多固體的粉末用肉眼是看不見晶體的，但我們可以借助于顯微鏡觀察，這也證明固體粉末仍是晶體，只不過晶粒太小了！投影：晶體二氧化硅和非晶體二氧化硅的示意圖提問：小組討論，通過比較，可以得出什么樣結(jié)論?；卮穑壕w的原子排列有序，而非晶體則不是。講述：從本質(zhì)上來說，晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里所呈的現(xiàn)周期性。講述：通過前面對晶體與非晶體的討論，現(xiàn)在我們來總結(jié)一下，晶體有哪些特點：板書：3、晶體的特點：（1）有固定的幾何外形；（2）有固定的熔點；（3）有各向異性。解析：對于同一幅圖案來說,從不同的方向?qū)徱?也會產(chǎn)生不同的感受,那么對于晶體來說,許多物理性質(zhì)：如硬度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等，因研究角度不同而產(chǎn)生差異，即為各向異性。例如：藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1104。小結(jié)：可以根據(jù)晶體特點區(qū)別某一固體屬于晶體還是非晶體。然而，得出區(qū)別晶體與非晶體最可靠的方法是利用x-射線衍射實驗。提問：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在請你用一句話來定義晶體，應(yīng)該怎么說？回答：學(xué)生1、內(nèi)部原子有規(guī)律的排列的物質(zhì)；學(xué)生2、內(nèi)部原子有規(guī)律的排列，且外觀為多面體的固體物質(zhì)。板書：4、晶體的定義：質(zhì)點（分子、離子、原子）在空間有規(guī)則地排列成的，具有整齊外型，以多面體出現(xiàn)的固體物質(zhì)。練習(xí)：1、下列關(guān)于晶體與非晶體的說法正確的是： A、 晶體一定比非晶體的熔點高B、 晶體有自范性但排列無序C、 非晶體無自范性而且排列無序D、 固體SiO2一定是晶體2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是： A、 熔沸點B、 硬度C、 顏色D、 x-射線衍射實驗3、在我們的生活中遇到許多固體，通過今天這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道固體可以分為晶體與非晶體。請你舉出常見的晶體與非晶體的實例。答案：1、C；2、D；3、晶體：瑪瑙、水晶、硫晶體等等；非晶體玻璃、水泥等等。4、下列不屬于晶體的特點是： A、 一定有固定的幾何外形B、 一定有各向異性C、 一定有固定的熔點D、 一定是無色透明的固體5、下列過程可以得到晶體的有： A、 對NaCl飽和溶液降溫，所得到的固體B、 氣態(tài)H2O冷卻為液態(tài)，然后再冷卻成的固態(tài)C、 熔融的KNO3冷卻后所得的固體D、 將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體6、晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1104。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在是： 硬度 導(dǎo)熱性 導(dǎo)電性 光學(xué)性質(zhì)A、 B、 C、 D、7、一些不法商人制造假寶石來牟取暴利，你能否根據(jù)晶體物理性質(zhì)的各向異性的特點，列舉出一些可能有效鑒別假寶石的方法？第二課時一、晶胞定義：晶體結(jié)構(gòu)中的基本單元叫晶胞二、晶胞中原子個數(shù)的計算方法：位于晶胞頂點的微粒，實際提供給晶胞的只有1/8；位于晶胞棱邊的微粒，實際提供給晶胞的只有1/4；位于晶胞面心的微粒，實際提供給晶胞的只有1/2；位于晶胞中心的微粒，實際提供給晶胞的只有1。練習(xí)：1、現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖2-8所示），可推知：甲晶體中A與B的離子個數(shù)比為；乙晶體的化學(xué)式為；丙晶體的化學(xué)式為_；丁晶體的化學(xué)式為_。2、鈣-鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。觀察鈣-鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)，求該晶體中，鈣、鈦、氧的微粒個數(shù)比為多少？3、晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體，其中含有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個頂角各有一個硼原子。如圖2-10所示，回答：（1）鍵角_；（2）晶體硼中的硼原子數(shù)_個；BB鍵_條？4、在碳單質(zhì)的成員中還有一種混合型晶體石墨，如圖2-11所示。它是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間依靠作用力相結(jié)合。每層內(nèi)部碳原子與碳原子之間靠作用力相結(jié)合，其鍵角。分析圖中每個六邊形含有個碳原子。5、C70分子是形如橢球狀的多面體，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：（1）C70分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵；（2）C70分子中只含有五邊形和六邊形；（3）多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系遵循歐拉定理：頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。根據(jù)以上所述確定：（1）C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù)；（2）C70分子中的五邊形和六邊形各有多少？第二節(jié) 分子晶體與原子晶體第一課時 分子晶體教材內(nèi)容分析：晶體具有的規(guī)則的幾何外形源于組成晶體的微粒按一定規(guī)律周期性的重復(fù)排列。本節(jié)延續(xù)前面一節(jié)離子晶體，以“構(gòu)成微粒-晶體類型-晶體性質(zhì)”的認(rèn)知模式為主線，著重探究了典型分子晶體冰和干冰的晶體結(jié)構(gòu)特點。并談到了分子間作用力和氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。使學(xué)生對分子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點有里一個大致的了解。并為后面學(xué)習(xí)原子晶體做好了知識準(zhǔn)備，以形成比較。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：1、使學(xué)生了解分子晶體的組成粒子、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)特點及其性質(zhì)的一般特點。2、使學(xué)生了解晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。3、使學(xué)生理解分子間作用力和氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。4、知道一些常見的屬于分子晶體的物質(zhì)類別。5、使學(xué)生主動參與科學(xué)探究，體驗研究過程，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點難點：重點掌握分子晶體的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)特點難點是氫鍵的方向性和氫鍵對物體物理性質(zhì)的影響從三維空間結(jié)構(gòu)認(rèn)識晶胞的組成結(jié)構(gòu)教學(xué)方法建議：運用模型和類比方法誘導(dǎo)分析歸納教學(xué)過程設(shè)計：復(fù)問：什么是離子晶體？哪幾類物質(zhì)屬于離子晶體？（離子化合物為固態(tài)時均屬于離子晶體，如大部分鹽、堿、金屬氧化物屬于離子晶體）投影晶體類型離子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成晶體的類型粒子間的相互作用力性質(zhì)硬度熔沸點導(dǎo)電性溶解性展示實物：冰、干冰、碘晶體教師誘導(dǎo)：這些物質(zhì)屬于離子晶體嗎？構(gòu)成它們的基本粒子是什么？這些粒子間通過什么作用結(jié)合而成的？學(xué)生分組討論回答板書 ：分子通過分子間作用力形成分子晶體一、分子晶體1、定義：含分子的晶體稱為分子晶體也就是說：分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體看圖3-9，如：碘晶體中只含有I2分子，就屬于分子晶體 問：還有哪些屬于分子晶體？2、較典型的分子晶體有非金屬氫化物，部分非金屬單質(zhì)，部分非金屬氧化物，幾乎所有的酸，絕大多數(shù)有機物的晶體。3、分子間作用力和氫鍵過度：首先讓我們回憶一下分子間作用力的有關(guān)知識閱讀必修2P22科學(xué)視眼教師誘導(dǎo)：分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，也叫范徳華力。分子間作用力對物質(zhì)的性質(zhì)有怎么樣的影響。學(xué)生回答：一般來說，對與組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子量越大分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點也越高。教師誘導(dǎo)：但是有些氫化物的熔點和沸點的遞變卻與此不完全符合，如：NH3，H2O和HF的沸點就出現(xiàn)反常。指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)：教材中有些氫鍵形成的條件，氫鍵的定義，氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。多媒體動畫片氫鍵形成的過程：氫鍵形成的條件：半徑小，吸引電子能力強的原子（N，O，F(xiàn)）與H核氫鍵的定義：半徑小、吸引電子能力強的原子與H核之間的靜電吸引作用。氫鍵可看作是一種比較強的分子間作用力。氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：氫鍵使物質(zhì)的熔沸點升高。投影 氫鍵的表示 如：冰一個水分子能和周圍4個水分子從氫鍵相結(jié)合組成一個正四面體 見圖3-11教師誘導(dǎo)：在分子晶體中，分子內(nèi)的原子以共價鍵相結(jié)合，而相鄰分子通過分子間作用力相互吸引。分子晶體有哪些特性呢？學(xué)生回答4分子晶體的物理特性：熔沸點較低、易升華、硬度小。固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電。教師誘導(dǎo)：大多數(shù)分子晶體結(jié)構(gòu)有如下特征：如果分子間作用力只是范德華力。以一個分子為中心，其周圍通?？梢杂袔讉€緊鄰的分子。如圖3-10的O2，C60，我們把這一特征叫做分子緊密堆積。如果分子間除范德華力外還有其他作用力（如氫鍵），如果分子間存在著氫鍵，分子就不會采取緊密堆積的方式學(xué)生討論回答：在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，形成正四面體。氫鍵不是化學(xué)鍵，比共價鍵弱得多卻跟共價鍵一樣具有方向性，而氫鍵的存在迫使四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子的相互吸引，這一排列使冰晶體中空間利用率不高，皆有相當(dāng)大的空隙使得冰的密度減小。教師誘導(dǎo)，還有一種晶體叫做干冰，它是固體的CO2的晶體。干冰外觀像冰，干冰不是冰。其熔點比冰低的多，易升華。出示干冰的晶體結(jié)構(gòu)晶胞模型。教師講解：干冰晶體中CO2分子之間只存在分子間力不存在氫鍵，因此干冰中CO2分子緊密堆積，每個CO2分子周圍，最近且等距離的CO2分子數(shù)目有幾個？一個CO2分子處于三個相互垂直的面的中心，在每個面上，處于四個對角線上各有一個CO2分子周圍，所以每個CO2分子周圍最近且等距離的CO2分子數(shù)目是12個。投影小結(jié)完成表格晶體類型分子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成晶體的粒子分子粒子間的相互作用力分子間作用力性質(zhì)硬度小熔沸點較低導(dǎo)電性固態(tài)熔融狀態(tài)不導(dǎo)電溶解性相似相溶課堂鞏固練習(xí)1、下列屬于分子晶體的一組物質(zhì)是A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O2、下列性質(zhì)符合分子晶體的是A、 熔點1070，易熔于水，水溶液能導(dǎo)電B、 熔點是10.31，液體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C、 熔點97.81，質(zhì)軟，能導(dǎo)電，密度是0.97g/cm3D、 熔點，熔化時能導(dǎo)電，水溶液也能導(dǎo)電3、下列物質(zhì)的液體中，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、下列說法正確的是A、離子化合物中可能含有共價鍵 B、分子晶體中的分子內(nèi)不含有共價鍵C、分子晶體中一定有非極性共價鍵D、分子晶體中分子一定緊密堆積5、干冰汽化時，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A、分子內(nèi)共價鍵 B、分子間作用力C、分子間距離 D、分子間的氫鍵6、“可燃冰”是深藏在海底的白色晶體，存儲量巨大，是人類未來極具潛在優(yōu)勢的潔凈能源。在高壓低溫條件下,由水分子形成空間籠狀結(jié)構(gòu)，籠中“關(guān)”甲烷而形成，如某種可燃冰的存在形式為CH4·5.75H2O。（1）“可燃冰” CH4·5.75H2O的分子中，m（CH4）：m（H2O）= （2）若要從“可燃冰”中分離出甲烷，可用下列兩中方法：在一定溫度下， 使氣體從水合物中分離出來，在一定壓力下， 使氣體從水合物中分離出來。7、選擇以下物體填寫下列空白A干冰 B氯化銨 C燒堿 D固體碘晶體中存在分子的是 (填寫序號，下同)晶體中既有離子鍵又有共價鍵的是 熔化時不需要破壞共價鍵的是 常況下能升華的是 8四氯化硅的分子結(jié)構(gòu)與四氯化碳類似，對其作出如下推測四氯化硅晶體是分子晶體。常溫常壓四氯化硅下是液體。四氯化硅分子是由極性鍵形成的分子。四氯化硅熔點高于四氯化碳。其中正確的是A只有 B只有 C只有 D第二課時教學(xué)目標(biāo)設(shè)定1、掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。2、了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。教學(xué)難點重點原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系教學(xué)過程設(shè)計復(fù)習(xí)提問：1、什么是分子晶體？試舉例說明。 2、分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？引入新課：分析下表數(shù)據(jù)，判斷金剛石是否屬于分子晶體項目/物質(zhì)干冰金剛石熔點很低3550沸點很低4827展示：金剛石晶體閱讀：P71 ，明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu)歸納：1原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2構(gòu)成粒子：原子；3粒子間的作用：共價鍵；展示：金剛石晶體結(jié)構(gòu)填表：鍵長鍵能鍵角熔點硬度歸納：4原子晶體的物理性質(zhì)熔、沸點_，硬度_；_一般的溶劑；_導(dǎo)電。思考：（1）原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式，為什么？（2）為什么金剛石的熔沸點很高、硬度很大？（3）閱讀：P72 ，討論“學(xué)與問 1 ”歸納：晶體熔沸點的高低比較對于分子晶體，一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點也越高。對于原子晶體，一般來說，原子間鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點越高，硬度越大。合作探究：（1）在金剛石晶體中,每個C與多少個C成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個石中,含CC原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？（2）在金剛石晶體中，C原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比為多少？（3）12克金剛C鍵數(shù)為多少NA？比較:CO2與SiO2晶體的物理性質(zhì)物質(zhì)/項目熔點狀態(tài)(室溫)CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)閱讀：P72 ，明確SiO2的重要用途推斷：SiO2晶體與CO2晶體性質(zhì)相差很大，SiO2晶體不屬于分子晶體展示：展示SiO2的晶體結(jié)構(gòu)模型（看書、模型、多媒體課件），分析其結(jié)構(gòu)特點。引導(dǎo)探究：SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中，1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子；同時，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。閱讀：P72 ，明確常見的原子晶體5常見的原子晶體有_等。6各類晶體主要特征 類型 比較分子晶體原子晶體構(gòu)成晶體微粒形成晶體作用力物理性質(zhì)熔沸點硬度導(dǎo)電性傳熱性延展性溶解性典型實例P4、干冰、硫金剛石、二氧化硅閱讀：P72 ，討論“學(xué)與問 2 ”歸納：判斷晶體類型的依據(jù)（1）看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。對分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是_，微粒間的相互作用是_ _；對于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_ _，微粒間的相互作用是_鍵。（2）看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔、沸點或硬度)。一般情況下，不同類晶體熔點高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點高得多練習(xí)1、下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是 A、SO2與SiO2 B、C02與H2O C、C與HCl D、CCl4與SiC2、碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石 晶體硅 碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是A、 B、 C、 D、3、1999年美國科學(xué)雜志報道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是 A、原子晶體干冰有很高的熔點、沸點，有很大的硬度B、原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料C、原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料D、每摩爾原子晶體干冰中含4molCO鍵4、在SiO2晶體中，每個Si原子與 個O原子結(jié)合，構(gòu)成 結(jié)構(gòu)，Si位于_ _，O 位于_ _在SiO2晶體中，Si原子與O原子個數(shù)比為 在SiO2晶體中，最小的環(huán)為 個Si和 個O組成的 環(huán)。5、單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)金剛石晶體硅晶體硼熔點>382316832573沸點510026282823硬度107.09.5晶體硼的晶體類型屬于_晶體，理由是_。已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個項點上各有1個B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由_個硼原子構(gòu)成。其中BB鍵的鍵角為_。作業(yè)1下列晶體中不屬于原子晶體的是 （A）干冰 （B）金剛砂 （C）金剛石 （D）水晶2在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上，碳原子數(shù)是（A）2個 （B）3個 （C）4個 （D）6個 3下列各物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是 （A）O2、I2、Hg （B）CO2、K、SiO2（C）Na、K、Rb （D）SiC、NaCl、SO24下列各晶體中任意一個原子都被相鄰的4個原子所包圍；以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是 （A）甲烷 （B）石墨 （C）晶體硅 （D）水晶5在x mol石英晶體中，含有Si-O鍵數(shù)是 （A）x mol （B）2x mol （C）3 x mol （D）4x mol 6固體熔化時，必須破壞非極性共價鍵的是 （A）冰 （B）晶體硅 （C）溴 （D）二氧化硅7石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個碳原于都跟其他3個碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是 （A）10個 （B）18個 （C）24個 （D）14個8石英玻璃是將純石英在1600高溫下熔化，冷卻后形成的玻璃體。關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中正確的是 （A）石英玻璃屬于原子晶體（B）石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕（C）石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體（D）石英玻璃能經(jīng)受高溫劇變且能抗堿的腐蝕9已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的是 （A）該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固（B）該晶體中每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子（C）該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)（D）該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)10氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于_晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子和S原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式_(3)現(xiàn)用SiCl4和N2在H2氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ 11短周期元素K、Y、Z在周期表中位置關(guān)系如圖：XYZ（1）x元素的單質(zhì)分子式是_，若x核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等，x單質(zhì)的摩爾質(zhì)量為_，單質(zhì)是_晶體。 （2）z單質(zhì)的晶體類型屬于_，Z的氫化物和最高價氧化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。第三節(jié) 金屬晶體第1課時【教材內(nèi)容分析】在必修2中，學(xué)生已初步了解了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律、離子鍵、共價鍵、分子間作用力等知識。本節(jié)內(nèi)容是在介紹了分子晶體和原子晶體等知識的基礎(chǔ)上，再介紹金屬晶體的知識，可以使學(xué)生對于晶體有一個較全面的了解，也可使學(xué)生進一步深化對所學(xué)的知識的認(rèn)識。教材從介紹金屬鍵和電子氣理論入手，對金屬的通性作出了解釋，并在金屬鍵的基礎(chǔ)上，簡單的介紹了金屬晶體的幾種常見的堆積模型，讓學(xué)生對金屬晶體有一個較為全面的認(rèn)識。【教學(xué)目標(biāo)】1、理解金屬鍵的概念和電子氣理論2、初步學(xué)會用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)【教學(xué)難點】金屬鍵和電子氣理論【教學(xué)重點】金屬具有共同物理性質(zhì)的解釋?！窘虒W(xué)過程設(shè)計】【引入】大家都知道晶體有固定的幾何外形、有確定的熔點，水、干冰等都屬于分子晶體，靠范德華力結(jié)合在一起，金剛石、金剛砂等都是原子晶體，靠共價鍵相互結(jié)合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢？它們又是靠什么作用結(jié)合在一起的呢？【板書】一、金屬鍵金屬晶體中原子之間的化學(xué)作用力叫做金屬鍵?！局v解】金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽離子和自由電子，陽離子整體共同整體吸引自由電子而結(jié)合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強作用就叫做金屬鍵。金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式的共價鍵，這種鍵既沒有方向性也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以在金屬中自由流動，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性在金屬單質(zhì)的晶體中，原子之間以金屬鍵相互結(jié)合。金屬鍵是一種遍布整個晶體的離域化學(xué)鍵。【強調(diào)】金屬晶體是以金屬鍵為基本作用力的晶體?！景鍟慷㈦娮託饫碚摷捌鋵饘偻ㄐ缘慕忉?電子氣理論【講解】經(jīng)典的金屬鍵理論叫做“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬原子上“脫落”下來的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負(fù)電的“電子氣”，金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。2金屬通性的解釋【展示金屬實物】展示的金屬實物有金屬導(dǎo)線(銅或鋁)、鐵絲、鍍銅金屬片等，并將鐵絲隨意彎曲，引導(dǎo)觀察銅的金屬光澤。敘述應(yīng)用部分包括電工架設(shè)金屬高壓電線，家用鐵鍋炒菜，鍛壓機把鋼錠壓成鋼板等?！窘處熞龑?dǎo)】從上述金屬的應(yīng)用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢?【學(xué)生分組討論】請一位同學(xué)歸納，其他同學(xué)補充?！景鍟拷饘俟餐奈锢硇再|(zhì)容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。金屬導(dǎo)電性的解釋在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電的“電子氣”，這些電子氣的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下電子氣就會發(fā)生定向移動，因而形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電?！驹O(shè)問】導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運動的結(jié)果，那么金屬晶體導(dǎo)熱過程中電子氣中的自由電子擔(dān)當(dāng)什么角色?金屬導(dǎo)熱性的解釋金屬容易導(dǎo)熱，是由于電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。金屬延展性的解釋當(dāng)金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性?！揪毩?xí)】1金屬晶體的形成是因為晶體中存在A、金屬離子間的相互作用B、金屬原子間的相互作用 C、金屬離子與自由電子間的相互作用 D、金屬原子與自由電子間的相互作用 2金屬能導(dǎo)電的原因是A、金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱 B、金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 C、金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動 D、金屬晶體在外加電場作用下可失去電子 課后閱讀材料1超導(dǎo)體一類急待開發(fā)的材料一般說來，金屬是電的良好導(dǎo)體(汞的很差)。 1911年荷蘭物理學(xué)家H·昂內(nèi)斯在研究低溫條件下汞的導(dǎo)電性能時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降到約4 K(即269、)時汞的電阻“奇異”般地降為零，表現(xiàn)出超導(dǎo)電性。后又發(fā)現(xiàn)還有幾種金屬也有這種性質(zhì)，人們將具有超導(dǎo)性的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。2合金兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬于混合物，對應(yīng)的固體為金屬晶體。合金的特點仍保留金屬的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；熔點比各成份金屬的都低；強度、硬度比成分金屬大；有的抗腐蝕能力強；導(dǎo)電性比成分金屬差。3金屬的物理性質(zhì)由于金屬晶體中存在大量的自由電子和金屬離子(或原子)排列很緊密，使金屬具有很多共同的性質(zhì)。(1)狀態(tài)：通常情況下，除Hg外都是固體。(2)金屬光澤：多數(shù)金屬具有光澤。但除Mg、Al、 Cu、Au在粉末狀態(tài)有光澤外，其他金屬在塊狀時才表現(xiàn)出來。 (3)易導(dǎo)電、導(dǎo)熱：由于金屬晶體中自由電子的運動，使金屬易導(dǎo)電、導(dǎo)熱。(4)延展性(5)熔點及硬度：由金屬晶體中金屬離子跟自由電子間的作用強弱決定。金屬除有共同的物理性質(zhì)外，還具有各自的特性。顏色：絕大多數(shù)金屬都是銀白色，有少數(shù)金屬具有顏色。如Au金黃色Cu紫紅色Cs銀白略帶金色。密度：與原子半徑、原子相對質(zhì)量、晶體質(zhì)點排列的緊密程度有關(guān)。最重的為鋨(Os)鉑(Pt)最輕的為鋰(Li)熔點：最高的為鎢(W)，最低的為汞(Hg)，Cs，為284Ca為30硬度：最硬的金屬為鉻(Cr)，最軟的金屬為鉀 (K)，鈉(Na)，銫(Cs)等，可用小刀切割。導(dǎo)電性：導(dǎo)電性能強的為銀(Ag)，金(Au)，銅 (Cu)等。導(dǎo)電性能差的為汞(Hg)延展性：延展性最好的為金(Au)，Al第二課時【教材內(nèi)容分析】晶體知識和分子晶體、原子晶體已經(jīng)做了介紹，學(xué)生對晶體內(nèi)微粒的空間排列有了初步的認(rèn)識。學(xué)生自己探究金屬晶體的結(jié)構(gòu)有了可能。【教學(xué)目標(biāo)設(shè)定】1了解金屬晶體內(nèi)原子的幾種常見排列方式2訓(xùn)練學(xué)生的動手能力和空間想象能力。3 培養(yǎng)學(xué)生的合作意識【教學(xué)重點難點】金屬晶體內(nèi)原子的空間排列方式【教學(xué)方法建議】 活動探究【教學(xué)過程設(shè)計】【引入】分子晶體中，分子間的范德華力使分子有序排列；原子晶體中，原子之間的共價鍵使原子有序排列；金屬晶體中，金屬鍵使金屬原子有序排列。今天，我們一起討論有關(guān)金屬原子的空間排列問題。【分組活動1】利用20個大小相同的玻璃小球，有序地排列在水平桌面上（二維平面上），要求小球之間緊密接觸?？赡苡袔追N排列方式。討論每一種方式的配位數(shù)。（配位數(shù)：同一層內(nèi)與一個原子緊密接觸的原子數(shù)）【學(xué)生活動1】學(xué)生分四組活動，各由一人匯報結(jié)果。利用多媒體展示，學(xué)生排列結(jié)果主要介紹以下兩種方式。（配位數(shù)：同一層內(nèi)與一個原子緊密接觸的原子數(shù)）非密置層，配位數(shù)4 密置層，配位數(shù)6我們繼續(xù)討論，原子在三維空間的排列。首先討論非密置層這種情況?！緦W(xué)生活動2】 非密置層排列的金屬原子，在空間內(nèi)可能的排列。匯總各類情況逐一討論。（一）簡單立方體堆積這種堆積方式形成的晶胞是一個立方體，每個晶胞含1個原子，被稱為簡單立方堆積。這種堆積方式的空間利用率太低，只有金屬釙采取這種堆積方式。（二）鉀型如果是非密置層上層金屬原子填入下層的金屬原子形成的凹穴中，每層均照此堆積，如下圖：這種堆積方式的空間利用率顯然比簡單立方堆積的高多了，許多金屬是這種堆積方式，如堿金屬，簡稱為鉀型。第三課時【教材內(nèi)容分析】晶體知識和分子晶體、原子晶體已經(jīng)做了介紹，學(xué)生對晶體內(nèi)微粒的空間排列有了初步的認(rèn)識。學(xué)生自己探究金屬晶體的結(jié)構(gòu)有了可能?！窘虒W(xué)目標(biāo)設(shè)定】1了解金屬晶體內(nèi)原子的幾種常見排列方式2訓(xùn)練學(xué)生的動手能力和空間想象能力。3 培養(yǎng)學(xué)生的合作意識【教學(xué)重點難點】金屬晶體內(nèi)原子的空間排列方式【教學(xué)方法建議】 活動探究【教學(xué)過程設(shè)計】密置層的原子按鉀型堆積方式堆積，會得到兩種基本堆積方式，鎂型和銅型。鎂型如下圖左側(cè)，按ABABABAB的方式堆積;銅型如圖右側(cè),按ABCABCABC的方式堆積.這兩種堆積方式都是金屬晶體的最密堆積,配位數(shù)均為12,空間利用率均為74,但所得的晶胞的形式不同.歸納與整理金屬晶體的四種堆積模型對比堆積模型采用這種堆積的典型代表空間利用率配位數(shù)晶胞簡單立方Po526鉀型Na K Fe688鎂型Mg Zn Ti7412銅型Cu Ag Au7412混合晶體石墨不同于金剛石,這的碳原子不像金剛石的碳原子那樣呈sp3雜化.而是呈sp2雜化,形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu),因此石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)的,層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm層間距離為335pm，說明層間沒有化學(xué)鍵相連，是靠范德華力維系的；石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每一個碳原子的配位數(shù)為3，有一個末參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面。石墨晶體中，既有共價鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，不能簡單地歸屬于其中任何一種晶體，是一種混合晶體。第四節(jié) 離子晶體第一課時教學(xué)內(nèi)容分析： 學(xué)生具備了離子鍵、離子半徑、離子化合物等基礎(chǔ)知識，本節(jié)直接給出氯化鈉、氯化銫晶胞，然后在科學(xué)探究的基礎(chǔ)上介紹影響離子晶體結(jié)構(gòu)的因素，通過制作典型的離子晶體模型來進一步理解離子晶體結(jié)構(gòu)特點，為學(xué)習(xí)晶格能作好知識的鋪墊。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：1掌握離子晶體的概念，能識別氯化鈉、氯化銫、氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)。2學(xué)會離子晶體的性質(zhì)與晶胞結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3通過探究知道離子晶體的配位數(shù)與離子半徑比的關(guān)系。4、通過碳酸鹽的熱分解溫度與陽離子半徑的自學(xué)，拓展學(xué)生視野。教學(xué)重點難點：1、離子晶體的物理性質(zhì)的特點2、離子晶體配位數(shù)及其影響因素教學(xué)方法建議：分析、歸納、討論、探究教學(xué)過程設(shè)計：引入1、什么是離子鍵？什么是離子化合物？2、下列物質(zhì)中哪些是離子化合物？哪些是只含離子鍵的離子化合物？Na2O NH4Cl O2 Na2SO4 NaCl CsCl CaF23、我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過幾種晶體？它們的結(jié)構(gòu)微粒和微粒間的相互作用分別是什么？板書一、離子晶體展示 NaCl 、CsCl晶體模型板書陰、陽離子通過離子鍵形成離子晶體1、離子晶體定義：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體注：（1）結(jié)構(gòu)微粒：陰、陽離子（2）相互作用：離子鍵（3）種類繁多：含離子鍵的化合物晶體：強堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽（4）理論上，結(jié)構(gòu)粒子可向空間無限擴展思考下列物質(zhì)的晶體，哪些屬離子晶體？離子晶體與離子化合物之間的關(guān)系是什么？干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、CsCl投影2、離子晶體的物理性質(zhì)及解釋性質(zhì)解釋硬度（ ）熔沸點（ ）溶于水（ ）熔融（ ）離子晶體溶解性差異較大：NaCl、 KNO3、(NH4)2SO4_ BaSO4 、CaCO3_板書3、離子晶體中離子鍵的配位數(shù)（C.N.）（1）定義：是指一個離子周圍鄰近的異電性離子的數(shù)目探究 NaCl和CsCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù) 離子晶體陰離子的配位數(shù)陽離子的配位數(shù)NaClCsCl（2）決定離子晶體結(jié)構(gòu)的主要因素：正、負(fù)離子的半徑比投影離子Na+Cs+Cl-離子半徑/pm95169181學(xué)生活動 NaCl、CsCl中正、負(fù)離子的半徑比和配位數(shù)NaClCsClr+/r- =r+/r- =C.N.=6C.N.=8自主探究CaF2晶體中陰、陽離子的配位數(shù)板書（3）影響陰、陽離子的配位數(shù)的因素|正、負(fù)離子半徑比的大小正、負(fù)離子所帶電荷的多少學(xué)生活動四種類型晶體的比較晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間相互作用可能的相互作用硬度熔沸點導(dǎo)電性溶解性典型實例練習(xí)1、下列含有極性鍵的離子晶體是 醋酸鈉 氫氧化鉀 金剛石 乙醇 氯化鈣A、 B、 C、 D、2下列說法正確的是A、 一種金屬元素和一種非金屬元素一定能形成離子化合物B、 離子鍵只存在于離子化合物中C、 共價鍵只存在于共價化合物中D、 離子化合物中必定含有金屬元素3、CsCl晶體中Cs+的 C.N.是 _ Cl-的C.N.是_.CaF2晶體中Ca2+的 C.N.是 _ F-的C.N.是_.已知KCl的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的相似，則KCl晶體中K+的 C.N.是 _ Cl-的C.N.是_.第二課時教學(xué)目標(biāo)設(shè)定：通過分析數(shù)據(jù)和信息，能說明晶格能的大小與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系。教學(xué)重點、難點：晶格能的定義和應(yīng)用。教學(xué)方法建議：分析、歸納、應(yīng)用教學(xué)過程設(shè)計：復(fù) 習(xí)：四種類型晶體的比較：晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體構(gòu)成粒子粒子間相互作用硬度熔沸點導(dǎo)電性溶解性典型實例閱讀與思考：閱讀下表，討論、分析得出哪些結(jié)論？（小組討論、交流、匯報）表1：F-Cl-Br-I-Li+1036853807757Na+923786747704K+821715682649Cs+785689660630Rb+740659631604表2：AB型離子晶體離子電荷晶格能（KJ/mol熔點摩氏硬度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr1747747<2.5NaI1704661<2.5MgO2379128526.5CaO2340126144.5SrO2322324303.5BaO2305419183.3板 書：二、晶格能1、定義：氣態(tài)離子形成1mol離子晶體時釋放的能量。2、規(guī)律：（1）離子電荷越大，離子半徑越小的離子晶體的晶格能越大。（2）晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，熔點越高，硬度越大?？茖W(xué)視野：閱讀P84-科學(xué)視野，從中你知道了什么？板 書：3、巖漿晶出規(guī)則：晶格能高的晶體，熔點較高，更容易在巖漿冷卻過程中先結(jié)晶析出。（美國礦物學(xué)家鮑文）教學(xué)習(xí)題設(shè)計：1、下列大小關(guān)系正確的是A、晶格能：NaCl<NaBr B、硬度：MgO>CaO C、熔點：NaI>NaBr D、熔沸點：CO2>NaCl2、已知：三種氟化物的晶格能如下表：晶格能（KJ/mol）Na+923Mg2+2957Al3+5492三種氟化物的晶格能的遞變原因是 。3、已知：硅酸鹽和石英的晶格能如下表：硅酸鹽礦物和石英晶格能（KJ/mol）橄欖石4400輝石4100角閃石3800云母3800長石2400石英2600回答下列問題：（1）橄欖石和云母晶出的順序是 。（2）石英總是在各種硅酸鹽析出后才晶出的原因是 。（3）推測云母和橄欖石的熔點順序為 ，硬度大小為 。4、下表列出了鈉的鹵化物和硅的鹵化物的熔點：NaXNaFNaClNaBrNaI熔點995801775651SiX4SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點90.270.45.2120.5回答下列問題：（1）鈉的鹵化物的熔點比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點高很多，其原因是 。（2）NaF 的熔點比NaBr的熔點高的原因是 。SiF4 的熔點比SiBr4的熔點低的原因是 。（3）NaF和NaBr的晶格能的高低順序為 ，硬度大小為 。第22頁