《3、原子晶体与分子晶体》教学设计(福建省县级优课)-化学教案

鲁科版选修三原子晶体教学设计单元、课(或章节)第三章第三节原子晶体和分子晶体课题原子晶体教学目的要求1、知识与技能目标：

使学生了解原子晶体的结构模型及原子晶体性质的特点，使学生理解晶体类型与晶体性质间的关系。

2、过程与方法目标：

使学生学会善于运用观察、对比、分析、归纳总结相结合的方法来进行学习。

3、情感态度与价值观目标：培养学生对晶体的认识兴趣，培养学生的空间想象力和进一步认识“物质的结构决定其性质”的客观规律。教法与学法指导本节知识涉及晶体结构与晶体性质间的联系，为了让学生易于接受新知识，培养学生的空间想象能力，我这节课将采用观察、分析、对比、归纳总结相结合的教学方法，引导学生对比已学的三种类型晶体的结构和性质特点，引入原子晶体的性质特点，使学生认识晶体的性质是由晶体的结构所决定，从而引入原子晶体的结构学习，让学生仔细观察金刚石结构模型、剖析模型，再以金刚石依据与Si、SiO2晶体相比较，归纳总结原子晶体的特征及规律，进一步认识“物质的结构决定其性质”的客观规律。通过观察模型，将宏观可感知的实物与微观不可感知的结构联系起来，让学生的意识里对原子晶体概念、结构有个大概了解，然后在老师的引导下，同学们相互交流讨论分析。以学生为主体，自己发现规律，在师生的共同作用下，归纳总结规律，学习新知。教材分析原子晶体知识是中学化学关于晶体结构理论的重要组成部分，是中学化学教学的重难点，也是历年来高考的热点。本节课在复习已学三种类型晶体结构、化学键间相互作用力及性质特点的基础上，运用化学键理论和晶体结构理论分析原子晶体结构及其性质间的关系，突破重难点。学习者特征分析（学情分析）1、学生原有知识分析学生已具备了原子内部的结构特征以及微粒间的相互作用(化学键、分子间作用力、氢键)等基本概念。并在本章已学习了晶体、非晶体、晶胞、分子晶体、金属晶体、离子晶体等知识，为继续原子晶体的学习打下了理论基础。2、知识障碍分析①学生化学基础不够扎实，脉络比较零散；②学生对物质结构与性质这部分纯理论的知识在学习时有一定困难，在一些微观概念的理解上比较抽象，不易吃透，很难进行应用；③学生的知识迁移能力还较缺乏，不善于用已学知识来解决新问题；④所任教班级学生层次差异比较大，教学过程中应同时关注不同层次的学生。时间安排教学环节及内容安排设计意图评注知识回顾引入新课形成概念晶体对比金刚石结构二氧化硅结构交流研讨回顾思考[知识回顾]晶体类型构成微粒微粒间作用力晶体性质熔沸点硬度导电性金属晶体金属阳离子和自由电子金属键差异大差异大良好离子晶体阴、阳离子离子键较高硬而脆熔融时导电分子晶体分子分子间作用力低小差[分析思考]分析表中列举了三种晶体的性质特点，并思考这些晶体是否属于金属、离子或分子晶体？晶体熔点℃硬度导电性金刚石335010差晶体硅26009差SiO217137差[生]学生分析、思考自主回答问题[引入]表中所列举的金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体三种晶体并不是我们前面所学的三种类型晶体，而是我们本节课所要学习的新类型的晶体——原子晶体。[投影]展示金刚石和二氧化硅晶体的结构图（模型）[提问]通过模型请大家分析原子晶体的构成微粒、微粒间的作用力以及空间构型的特点[生]构成微粒：原子微粒间的作用力：共价键空间构型：立体网状结构[归纳总结]晶体类型构成微粒微粒间作用力晶体性质熔沸点硬度导电性金属晶体金属阳离子和自由电子金属键差异大差异大良好离子晶体阴、阳离子离子键较高硬而脆熔融时导电分子晶体分子分子间作用力低小差原子晶体原子共价键很高大半导体或绝缘体[思考]展示金刚石结构模型1.在金刚石晶体中碳原子的杂化轨道类型为______杂化；2.在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的____个碳原子形成共价键；3.金刚石晶体是不是紧密堆积，并说明原因。[生]通过结构模型分析、思考并反馈[阅读]课本P86第一段，认识金刚石结构特点，以及原子晶体的堆积特点[思考]展示金刚石结构模型4.在金刚石晶体中，碳原子围成的最小圆环为_____。最小圆环上的碳原子是否处于同一平面上？5.在1mol金刚石晶体中所含共价键为_____mol，则碳原子个数与C-C共价键数之比为________。[生]通过结构模型分析、思考并反馈[师]对学生的反馈进行点评，并进一步提问一个碳原子为中心，与紧邻的四个碳原子形成的正四面体结构是否为晶胞。[投影]展示金刚石的晶胞对比金刚石空间网状结构与晶胞的不同，进行视角的旋转[思考]一个金刚石晶胞中含有的碳原子个数____。[生]学生思考并板演[过渡]在认识的金刚石晶体的结构特点后，接着认识晶体硅和二氧化硅晶体的结构特点[阅读]课本P86第二段，晶体硅和二氧化硅晶体的结构特点[师]由于二氧化硅晶体的结构可以认为是在晶体硅的每个Si-Si键中插入一个氧原子形成的。[投影]展示二氧化硅晶体的结构和晶胞[思考]1.在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子个数为______；每个氧原子周围紧邻的硅原子有个数为______；2.在SiO2晶体中，原子围成的最小圆环上的硅原子个数为______；氧原子个数为_______。3.在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是为____；在1mol的SiO2晶体所含Si-O共价键为_____mol；[生]通过结构模型自主完成并反馈[思考]通过问题3的数据请大家思考二氧化硅晶体中原子个数与Si-O共价键之比为多少？[师]注意提示学生1mol二氧化硅晶体中原子的物质的量为3mol[交流研讨]常见的原子晶体比较常见原子晶体键能

kJ/mol熔点℃硬度金刚石(C-C)347335010碳化硅(C-Si)30126009晶体硅(Si-Si)22614157[生]对比分析、思考并反馈[小结]结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高。金刚石＞碳化硅＞晶体硅[迁移应用]根据本节课所学原子晶体的相关知识，请大家思考，如何判断原子晶体？[生]回顾、归纳、思考并反馈[归纳]原子晶体的判断1.构成晶体的微粒和作用力类型；2.晶体的空间构型；3.物质的物理性质，如：熔沸点、硬度、导电性、溶解性等4.了解常见的原子晶体某些单质：金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、锗（Ge）等某些非金属化合物：碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体、氮化硅（Si3N4）晶体某些氧化物：二氧化硅晶体通过回顾已学的三种类型晶体的构成微粒、微粒间的作用力特点以及晶体物理特性等，使学生再次认识物质的性质由物质的结构所决定。列举金刚石、晶体硅、二氧化硅晶体的熔点、硬度和导电性，引导学生分析三种晶体的性质特点，并与前面所回顾的三种晶体对比引入原子晶体通过结构模型得出原子晶体的定义及特点根据所列举原子晶体的性质特点和原子晶体的构成特点，将原子晶体与前面所学的三种类型晶体作一个归纳比较，再次引出物质性质上的差异由结构决定，从而导入常见晶体结构的学习以问题的方式引入常见原子晶体结构的学习，有利用学生对所学知识的迁移和应用。让学生从课本中获取信息，学会重视课本的阅读利用模型帮助学生认识金刚石的结构特点以及原子个数与共价键数间的计算方法——均摊法引入金刚石的晶胞，回顾晶胞的特点，并强调金刚石晶胞与金刚石空间网状结构的不同。晶胞的计算。对于晶体硅的结构可类比金刚石通过问题的思考来认识二氧化硅晶体的结构特点，这部分类似于金刚石，可让学生自主完成，问题3中的原子个数比计算时应强调原子晶体为空间网状结构，化学式并不能体现真实结构，只能体现原子个数比，同时Si-O共价键的数量可通过模型观察得出，也可根据均摊法得出，使学生熟练运用均摊法。通过数据的对比分析使学生认识共价键强弱的影响因素，同时由共价键的强弱所引起的物质性质上的差异教师应强调原子晶体的结构要相似以问题的方式引导学生对本节课所学的知识进行归纳，并能够应用板书设计3-3原子晶体一、定义：原子共价键立体网状结构二、常见原子晶体结构特点最小圆环原子个数与共价键数之比金刚石61:2晶体硅61:2二氧化硅晶体123:4三、原子晶体的判断教学反思本节知识是高中化学的重要组成部分，抽象的理论知识对学生来说有一定的难度。运用展示图片、实物模型这种可观可感的物质来联系微观存在的结构，通过观察、对比、分析、归纳总结相结合的方法，可以更一步便于学生学习，培养学生的空间想象力，由感知过渡到理论，而且在教学过程中将知识设置成问题的形式让学生进行自主思考和学习，并让学生及时反馈课堂教学中存在的问题，使学生及