化学：331《原子晶体》教案2

1、第三节 原子晶体与分子晶体 第一课时 原子晶体【教学目标】1. 通过明白典型原子晶体金刚石的宏观性质,引导同学懂得原子 晶体的空间结构特点及微粒的积累方式,2. 熟悉由共价键构成的晶体特点；【重点难点】重点：把握原子晶体的结构与性质特点；难点：懂得原子晶体与离子晶体、金属晶体的区分；【教学方法】自主合作探究型学案教学【教学过程】教 师 活 动学 生 活设 计 意 图动情【设问】通过中学和必修课程的学习我们知同学聆提出问题,景道,碳和硅虽然都是 A 族元素,但他们的听、思引起同学思导考；考,激发学氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较入大；例如,常温下,二氧化碳是气体,二氧生学习的兴化硅却是熔点

2、高、硬度大的晶体,这是为什趣；么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节 我们就来争论他们的结构及性质上的不同；问【自学】请同学们先自学课本,然后完成学同学先阅充分发挥学题案中的 基础自测 内容,再相互争论,将发读教材,生的主体作- 1 - / 9 发现的疑难问题写到学案的问题发觉 栏目然后完成用,提高课现学案中的堂效率,培中；老师巡察,指导同学自学及正确使用相应内养同学的自学案；）容；相互学才能；争论,提出问题；问【问题探究 1】在中学我们都学习过金刚石同学分组通过问题探争论、探究和迁移应的性质 展现金刚石的图片）,金刚石有哪究,并根用,学习金些特性？这些性质明显是由金刚石的结构决定的,已知金刚

3、石中的碳原子的杂化轨道是据想象动刚石的知sp 3,那么,金刚石有怎样的结构呢？请各小手制作金识；题刚石的球组相互争论,并依据自己的想象制作金刚石探的结构模型；棍模型；究摸索然后小组与1. 在金刚石晶体中每个碳原子四周紧邻的碳代表发表应自己的看原子有多少个？用2. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共法；价键？3. 在金刚石晶体中碳原子个数与C-C 共价键同学回忆通过问题探个数之比是多少？复习杂化【板书】一原子晶体轨道知.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成识,完善空间立体网状结构的晶体自己的金【归纳拓展】 展现甲烷和金刚石的微观结刚石球棍究及迁移应构图,结合同学回答情形,共同分析总结）模型；用

4、,学习二氧化硅的知- 2 - / 9 甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp 3 杂化识；轨道,甲烷分子是正四周体形分子；金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp 3 杂化轨道,同学练 习,巩固 有关金刚 石的知 识；故每个碳原子以sp 3 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CC 键键长为 0.154nm,键能为 347kJmol-1,正是这 种特别的排列方式造就了金刚石晶体的特殊性质；【迁移应用】关于金刚石的以下说法中,错问误的是 ）；同学分组通过问题探 A晶体中不存在独立的分子争论、探B碳原子间以共价键相结合究,总结出究,并根C是硬度最大的物质之

5、一原子晶体的据想象动D化学性质稳固,即使在高温下也不会有关学问,手制作二与氧气发生反应比较金属晶氧化硅的【板书】 2.常见的原子晶体体、离子晶球棍模金刚石 、晶体硼体、原子晶型；然后体的不同； 碳化硅 SiC）晶体、氮小组代表题化硼BN ）晶体发表自己探二氧化硅 SiO）晶体的看法；究【问题探究 2】水晶是一种古老的宝石 展与示水晶的图片）,晶体完好时呈六棱住钻头同学依据应形,它的成分是二氧化硅；水晶的结构可以分析,完用看成是硅晶体中 每个 SiSi 键中“插入” 一个善自己的- 3 - / 9 氧原子形成的,那么在二氧化硅中原子是怎 二氧化硅样排列的呢？请各小组相互争论,并依据自 球棍模己的

6、想象制作二氧化硅的结构模型；型；摸索 1. 在 SiO2晶体中每个硅原子四周紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子四周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？摸索 2. 在 SiO2晶体中每个硅原子连接有几同学复通过问题探个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？究,总结原习、填【归纳拓展】 展现二氧化硅的微观结构子晶体的熔表,总结图,结合同学回答情形,共同分析总结）碳点等递变规复习有关和硅都是第 A 族元素,如以硅原子代替金律；晶体的知刚石晶体结构中的碳原子,便可得到晶体硅识；的结构；如再在硅晶体每个SiSi 键中“插入” 一个氧原子,便可得到以硅氧四周体为 骨架的二氧化

7、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 1:2；【问题探究 3】通过以上分析,比较金刚 石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶 体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作 用都不同；可列表比较如下 先让同学自己- 4 - / 9 填表,再分析讲解）：晶体类构成微微粒间作实 例同学练型粒用力Ca、Cu、习,巩固有关原子金属晶体晶体的知Mg 离子晶识；体金刚石、二氧化硅 像这样相邻原子间以共价键相结合而形 成的具有空间立体网状结构的晶体成为原子 晶体；常见

8、的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶等；说明：由金刚石的晶体结构可以看出,在每个碳原子四周排列的碳原子只能有四同学分组 争论,探 究原子晶 体的性质 递变规律 及缘由；个,这是由共价键的饱和性与方向性打算 的；正是由于在中心原子四周排列的原子的 数目是有限的,所以这种比较松散排列的结 构与金属晶体和离子晶体中的紧密积累排列 有很大的不同；【迁移应用】在二氧化硅晶体中,原子未排 列成“紧密积累 ”结构,其缘由是 ）；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 同学练- 5 - / 9 D二氧化硅是由非金属元素的原子构成 习,巩固 的 有关原子【沟通与研讨】分析下表中的数据,晶

9、体性质 部分原子晶体的键能、熔点和硬度表 递变规律 晶体 键能 /kJ mol-熔点 /硬度 * 的学问；1金刚CC）347 3350 10 石碳化CSi）301 2600 9 硅晶体SiSi）1415 7 硅226 【摸索】 1. 怎样从原子结构角度懂得金刚 石、硅和锗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需破坏其中的 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对结构相像的原子晶体来说,原子半 径越小,键长越短,键能越大

10、,晶体的熔点 就越高；- 6 - / 9 【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【迁移应用】碳化硅的晶体有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的；它与晶体硅和金刚石相比较,正确选项 ）；A熔点从高到低的次序是：金刚石碳 化硅晶体硅B熔点从高到低的次序是：金刚石晶 体硅碳化硅C三种晶体中的结构单元都是正四周体 结构 D三种晶体都是原子晶体且均为电的良 导体概1金属晶体、离子晶体、原子晶体在结构同学填表以问题的形练习,比式出现,让和性质上有何不同？请填写下表；括晶体类金属晶离子晶原子晶较总结几同学争论、整型体体体种晶体的总结,归纳合构成微有关结构出本节主要- 7 - / 9 粒和性质；内容及有关微粒间规律；的作用力化学键特点实 例2常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金 同学填表刚砂、水晶,比较并填写下表；练习,比常见原 原子数与 最小环 键长与 较总结常子晶体