晶体的结构与性质 教案4

教学设计方案四课题：第一单元第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体教学目标1．使学生了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型及其性质的一般特点。2．使学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系。3．使学生了解分子间作用力对物质物理性质的影响。4．常识性介绍氢键及其对物质物理性质的影响。教学重点、难点离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型；晶体类型与性质的关系；氢键。实验准备硫代硫酸钠过饱和溶液、玻璃棒、小烧杯。课时安排3课时。教学方法诱导、分析、观察、推理、归纳相结合。教学过程第一课时【引入】观看《晶体世界》的一段录像。【展示】水晶、金刚石、食盐颗粒、味精、冰糖、铝锭实物。【引导学生观察】这几种物质具有一定的几何形状，它们是晶体。【板书】第一单元晶体的类型与性质【提出】根据构成晶体的粒子种类及粒子之间的相互作用不同，可将晶体分为若干类型。这节课我们先来学习《第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体》中的离子晶体。【板书】第一节离子晶体、分子晶体和原子晶体【学生分组实验】用玻璃棒摩擦盛放硫代硫酸钠的过饱和溶液的小烧杯或向盛放硫代硫酸钠的过饱和溶液的小烧杯中加几粒硫代硫酸钠晶体，观察实验现象。【大投影展示】硫代硫酸钠美丽的结晶。【教师诱导】同学们看到的是硫代硫酸钠晶体，硫代硫酸钠属于哪一类化合物？【学生回答】属于离子化合物。【提问】离子化合物中存在何种作用？【学生回答】存在离子键。【指出】离子化合物在固态时，均属于离子晶体。【板书】一、离子晶体1．离子晶体定义：离子间通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。【过渡】在离子晶体中，阴、阳离子是按一定规律在空间排列的。由于离子的半径不同，所以阴、阳离子的空间排列方式有所不同。在前面我们已经看到几种不同几何外形的离子晶体，下面我们以NaCl和CsCl晶体为例来探讨在离子晶体中阴、阳离子是怎样排列的。【板书】2．NaCl和CsCl晶体分析（1）NaCl晶体【演示多媒体动画1】内容为氯化钠一维比例结构。【演示多媒体动画2】内容为氯化钠二维比例结构。【演示多媒体动画3】内容为氯化钠三维比例结构。【引导观察】氯化钠晶体中，每个周围吸引着几个带相反电荷的？每个周围吸引着几个带相反电荷的？【演示多媒体动画4】内容为氯化钠的球棍结构。【学生回答】每个周围吸引着6个，每个同时吸引着6个。【板书】每个同时吸引着6个每个同时吸引着6个【拓展设疑】我们对物质间的关系不仅要从一个方面去了解，还要从多个方面去分析。在了解了相反电荷离子之间的比例关系后，我们试着通过观看多媒体动画再来考虑一下在周围紧邻且等距离的是几个？在周围紧邻且等距离的是几个？【演示多媒体动画5】由氯化钠的晶体中隐去，只观察之间的关系；再隐去，只观察之间的关系。【学生回答后板书】在周围紧邻且等距离的是12个在周围紧邻且等距离的也是12个【演示多媒体动画6】内容为由氯化钠的比例结构演变成氯化铯的比例结构。【设疑】氯化铯晶体与氯化钠晶体结构相同吗？在晶体中每个同时吸引着几个？每个同时吸引着几个？【学生回答】每个同时吸引着8个，每个同时吸引着8个。【板书】（2）CsCl晶体每个同时吸引着8个每个同时吸引着8个【拓展设疑】同样，我们在了解了相反电荷离子之间的比例关系后，试着通过观看多媒体动画再来考虑一下在周围紧邻且等距离的是几个？在周围紧邻且等距离的是几个？【演示多媒体动画7】内容为由氯化铯的晶体中隐去，只观察之间的关系；再隐去，只观察之间的关系。【学生回答后板书】在周围紧邻且等距离的是6个在周围紧邻且等距离的也是6个【教师小结】在NaCl晶体或CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，但是，在这两种晶体里，阴、阳离子的个数比都是1︰1。所以，NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。【教师诱导】离子晶体是离子间通过离子键结合而成的，离子键键能的强弱决定了离子晶体熔、沸点的高低。那么结合生活中的一些实例，你能总结出离子晶体的熔、沸点如何吗？离子晶体在水溶液和熔融状态下是否能导电？离子晶体的溶解性如何？【学生阅读自学】教材中有关离子晶体的内容。推理、归纳离子晶体的性质。【学生分组讨论】请一位同学根据一些实例（例如食盐的融化、食盐的溶解性等）归纳总结，其他同学补充。【指出】由于离子键是一种微粒间较强的作用，所以：【板书】3．离子晶体的物理性质：（1）熔、沸点较高，硬度较大。（2）熔融状态下、水溶液状态下能导电，是电解质。（3）各种离子晶体溶解度相差很大。【投影小结，完成表格】晶体类型离子晶体结构构成晶体粒子粒子间的相互作用形式性质硬度熔、沸点导电性溶解性【投影课堂反馈练习】1．下列含有极性键的离子晶体是（）①醋酸钠②氢氧化钾③金刚石④乙醇⑤氯化钙A．①②③B．①②C．①④⑤D．②⑤2．下列说法正确的是（）A．一种非金属元素和一种金属元素一定能形成离子化合物B．离子键只存在于离子化合物中C．共价健只存在于共价化合物中D．离子化合物中必定含有金属元素【作业布置】节后习题一、填空题2；二、选择题3。第二课时【复习提问】上节课我们学习了离子晶体，构成离子晶体的粒子是什么？通过什么作用结合而成？【学生回答】阴、阳离子通过离子键结合而成。【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？这些粒子通过什么作用结合而成？【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【副板书】【板书】二、分子晶体1．分子晶体定义：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体。【过渡】首先回忆一下分子间作用力的有关知识。【板书】2．分子间作用力和氢键【教师诱导】分子间存在着分子间作用力，也叫范德华力。分子间作用力对物质的什么性质有影响？会产生怎样的影响？【学生阅读】教材第3页最后一段及观察图1-4、图1-5曲线的变化。【学生回答】一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。【教师诱导】我们分析氧族元素氧、硫、硒、碲氢化物在常温下的状态。依据刚才同学们的结论，水的式量是最小的，在常温下应为气态，而事实上水在常温下为液态，这是什么原因？除了水反常外，还有哪些元素氢化物的熔、沸点出现反常呢？【投影】一些氢化物的沸点。【指导学生自学】教材中有关氢键的内容，总结形成氢键的条件、氢键的定义、氢键对物质物理性质的影响。【演示多媒体动画1】氢键的形成过程。【学生小结】请一位同学回答，其他同学补充。【板书】（1）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。（2）氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用。通常我们可以把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。（3）氢键对物质性质的影响：氢键会使物质的熔、沸点升高。（4）氢键的书写形式：【观看录像】电影《泰坦尼克号》撞冰山的精彩镜头。【教师诱导】为什么冰山能浮于水面？（由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，使得密度减小。）如果水分子之间没有氢键存在，地球上将会是什么面貌？【学生阅读】教材第4页最后一段。【学生小结】请一位同学回答，其他同学补充。【教师强调】水蒸气中不含氢键，液态水、冰中含氢键。【过渡】干冰也是分子晶体，观看干冰的晶体结构模型。【演示多媒体动画2】干冰的晶体结构。【设疑】在干冰晶体中，每个分子周围，最近且等距离的分子数目是几个？【引导学生回答】与NaCl晶体中周围的的空间排布是相同的。一个分子处于三个相互垂直的面的中心，在每一个面上，处于四个对角线上各有一个分子。所以在每个分子周围，最近且等距离的分子数目是12个。【教师诱导】分子晶体是分子间通过分子间作用力相结合而成的，分子间作用力的大小决定了分子晶体熔、沸点的高低。那么结合我们所熟悉的水、二氧化碳、碘等物质，总结分子晶体的熔、沸点如何？分子晶体在水溶液和熔融状态下是否能导电？分子晶体的溶解性如何？【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【提出】分子间作用力是一种较弱的作用，大小一般在几kJ/mol～十几kJ/mol之间。【板书】3．分子晶体的物理性质：（1）熔、沸点较低（2）固态和熔融状态下都不导电（3）溶解性差异较大，根据“相似相溶”原理判断【学生实验】教材〔实验1-1〕（在水、中分别加入蔗糖、磷酸、碘和萘晶体）。根据实验现象填写书上的表。【指出】通过对许多实验现象的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”原理。同学们谁还可以举出一些实例？【学生踊跃回答】（盐可溶于水，却不溶于油；碘易溶于苯，而硫酸铜却不溶于苯；衣服上的油渍可用汽油将其除去等等。）【板书】“相似相溶”原理：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂；极性溶质一般能溶于极性溶剂。【投影小结，完成表格】晶体类型分子晶体结构构成晶体粒子粒子间的相互作用形式性质硬度熔、沸点导电性溶解性【投影课堂反馈练习】1．下列性质符合分子晶体的是（）A．熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电B．熔点是℃，液态不导电，水溶液能导电C．能溶于CS2，熔点是℃，沸点是℃D．熔点是℃，质软、导电，密度是2．下列属于分子晶体的一组物质是（）A．CaO、NO、COB．C．D．3．当碘升华时，下列所述各项中，发生变化的是（）A．分子间距离B．分子间作用力C．分子内共价键D．分子的化学性质【作业布置】节后习题一、填空题1；二、选择题1、4、5；三、问答题2、3。第三课时【展示实物】氯化钠晶体、冰、金刚石（玻璃刀刃）。【教师设疑】现在我们用这三种物质划玻璃，结果会怎样？请一位同学到前面直投仪下为大家演示。【学生演示】金刚石可以划裂玻璃，而氯化钠、冰不能划裂玻璃。【教师诱导】为什么金刚石可以划裂玻璃，而氯化钠、冰不能划裂玻璃？显然，这三种晶体的硬度不同，为什么金刚石的硬度这么大？它是离子晶体、分子晶体，还是什么晶体？构成金刚石的粒子是什么？这些粒子是通过什么作用结合而成的？【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【副板书】金刚石中：【板书】三、原子晶体1．原子晶体定义：相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体，叫做原子晶体。【演示多媒体动画1】金刚石的球棍模型。【教师诱导】在金刚石晶体中，每个C原子和个C原子形成个共价键，成为结构。【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【教师讲解】在金刚石晶体中，每个C原子和4个C原子形成4个共价键，成为正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状晶体。碳原子与碳原子之间以共价键结合而成。所以，金刚石属于原子晶体。在金刚石晶体中，最小的环是六元环。【提问】和的化学式相似，它们的物理性质相似吗？【学生回答】性质不相似。常温下是气态，而却是坚硬的固态。【过渡】这说明，它们不属于同一种晶体，下面我们来分析二氧化硅的结构。【演示多媒体动画2】二氧化硅球棍模型。【教师诱导】在二氧化硅晶体中，每个Si原子和个O原子形成个共价键，每个Si原子周围结合个O原子；同时，每个O原子和个Si原子相结合。【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【教师讲解】在二氧化硅晶体中，每个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子和2个Si原子相结合。实际上，晶体是由Si原子和O原子按1︰2的比例所组成的立体网状晶体。表示的是化学式，而不是分子式，因为二氧化硅晶体中相邻的Si原子、O原子以共价键结合而成。在二氧化硅晶体中，最小的环是十二元环。【教师设疑】熔化原子晶体时需要破坏什么作用？原子晶体的熔、沸点高低与什么有关？【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【教师设疑】共价键的强弱与什么有关？【学生分组讨论】请一位同学回答，其他同学补充。【教师小结】熔化原子晶体时需要破坏共价键。共价键的强弱决定了原子晶体的熔、沸点高低。【教师设疑】（大屏幕提出问题）金刚石、晶体硅、碳化硅均属于原子晶体，试比较它们的熔、沸点。【学生思考】请一位同学回答。（要求说出判断的依据）【过渡】是一种很强的作用，下面请同学们归纳以下原子晶体的物理性质。【板书】2．原子晶体的物理性质：（1）熔、沸点较高（高于离子晶体）（2）硬度较大（金刚石是天然存在的最硬的物质）（3）不导电（4）难溶于一些常见的溶剂【投影小结，完成表格】晶体类型原子晶体结构构成晶体粒子粒子间的相互作用形式性质硬度熔、沸点导