晶体结构与性质《共价晶体低温石英》教学设计高二化学人教版选择性必修2

《共价晶体低温石英》教学设计【教学分析】一、教学内容分析1.内容分析共价晶体的另一类立体网状结构、螺旋链状晶体——低温石英。由于[SiO4]四面体通过氧原子顶角相连形成螺旋上升的长链，没有封闭的环状结构，对称性很低，具有手性。具有手性的物质有旋光性，低温石英可制旋光片；由于手性的缘故，再加上Si、O原子电负性的差异，导致低温石英具有很强的压电性。低温石英压电性的特点：机械能⇋电能；需变化的力或变化的电场，才会有持续的可能。这一特点，可将低温石英应用于很多的智能家电、海底声纳探测器等领域。“手性”本源的探究，是本节内容的驱动点。也为我们打开了一个新视角。2.教材分析共价晶体是选择性必修2《物质结构与性质》，第三章晶体结构与性质，第二节分子晶体与共价晶体的内容。本节内容教参建议3课时。第3课时我想重点探讨低温石英的手性，难点突破压电性的理解。这是教材新增内容，教参上也没有相关介绍与建议，各类教辅也难见其踪影。在2023年4月份高三二轮复习时，武汉模拟试题陆续出现“低温石英手性”、“左旋右旋”的考查。且以前的教辅、各网站的视频皆是“理想化”的SiO2，即直接在单晶硅的SiSi键中插入一个氧原子就认为是二氧化硅晶体了。但细心的同学就会发现，运用第二章第二节中的价层电子对互斥理论和杂化理论，隐约觉得∠SiOSi≠180°；况且根据第二章第三节中分子的手性，也难以理解[SiO4]四面体中有4个相同的氧原子呀，为什么SiO2晶体会有手性呢？压电性又是怎么回事？教材正文介绍低温石英是最常见的固态二元氧化物，晶体中的共性与特性。教材介绍了分子晶体：分子间作用力弱，分子晶体普遍熔点低硬度小；而范德华力无方向性无饱和性，干冰密堆积；氢键有方向性有饱和性，冰非密堆积。同样地，教材也会介绍共价晶体：共价键强，共价晶体普遍熔点高硬度大；而金刚石结构稳定高度对称，具有一系列极优良的性能；低温石英结构对称性很低，也有它的亮点，压电性的广泛应用。二、学情分析1.从认知水平层面上，学生已在第二册必修第五章第三节学过Si和SiO2的物理化学性质；知道[SiO4]四面体的结构，但并不清楚[SiO4]四面体与[SiO4]四面体在空间如何连接，即并不了解SiO2晶体的具体结构。通过选择性必修2《物质结构与性质》中价层电子对互斥理论（VSEPR模型）、杂化轨道理论、手性碳原子、手性分子的学习，学生具有一定的理论基础，可以去质疑、去探究低温石英的手性。2.从心理层面上，学生可以从“现有水平”，通过解读教材文本、阅读资料、视频学习、模型搭建、手工制作演绎，小组合作交流探讨的方式，达到“发展水平”，即更深入地了解“手性”的内涵，而不再是单纯地记忆“连有4个不同的原子或原子团”就是手性碳原子了。由表及里，抽象概括机能提高，获得更加高级的心理机能。3.从思维层面上，由“连有4个不同的原子或原子团”，抽象概括出更深层次的“手性”（有无对称因素），由低阶思维向高阶思维发展。模型搭建、手工制作风车、手工制作正四面体绕轴螺旋上升左旋、右旋，微观知识宏观化，能将深奥难懂的知识具象化、日常化，创新思维得以突破。4.从学生预习新课完成学案的情况分析，可以局部调整教学策略，完成“低温石英”的教学。如:=1\*GB3①∠SiOSi会小于109度28分吗？查阅《结构化学基础》∠SiOSi约为144度。=2\*GB3②[SiO4]有手性吗？学生接触较多的是“手性碳原子”，一下子到“[SiO4]是否有手性”有点难。于是我调整为：手性碳原子→手性硅原子→[SiO4]无手性。=3\*GB3③压电性难度较大，尤其是视频中以六元环的形式讲解，增加了学生的困惑，所以我强化“低温石英螺旋长链无封闭的环”，同时解释“六元环”的来源，还想办法让学生去体验压电性的由来，即用力挤压硅氧四面体模型，让学生去感知硅氧原子的位移，去理解正负电荷中心的重合与分离。=4\*GB3④让同学们合作模型组装手工制作，交流探讨，分享螺旋结构特点，分享螺旋周期。这样处理，学生就会轻松掌握此节课的内容，能力得到了提升，同时在活动中，彼此情感交流，团队意识增强。（附：学生导学案作答情况）结构特结构特点：手性性质特点：压电性旋光性β−方石英（与金刚石α−石英（最常见低温石英）………一、教学目标1.知识目标复习金刚石→认识单晶硅→认识二氧化硅2.能力目标（1）“认识思路”结构化：共性中有特性。分子晶体的共性与特性共价晶体的共性与特性（2）知识关联结构化手性分子手性分子[SiO4]四面体手性碳原子手性晶体螺旋长链（3）动手实践推理演绎，微观知识宏观化。（4）突出学科融合，化学物理材料化化学视角：低温石英具有手性结构，且Si、O原子电负性不同。物理视角：机械能⇋电能材料视角：压电材料。3.素养目标宏观辨识与微观探析：根据低温石英具有旋光性、压电性等宏观性质，从微观层面探究其结构具有手性。对比低温石英，金刚石的结构稳定高度对称，可从微观去感知其宏观性质极优良。证据推理与模型认知：金刚石模型→单晶硅模型→二氧化硅模型的思考→β方石英和α杂化：C：sp3→Si：sp3→Si、O：均sp3键角：109°28′109°28′∠OSiO=109°28′、∠SiOS科学探究与创新意识：质疑∠SiOSi是否等于科学态度与社会责任：在探究“手性”的本源；及压电性的来源；查阅大学教材、视频学习、模型搭建、手工制作演绎过程中，培养了学生的科学态度和社会责任。二、教学重难点重点：低温石英的结构特点与性质特点。尤其是对“手性”和“螺旋链状”的探究。难点：低温石英的压电性。硅氧电负性差异、手性，没有封闭的环状结构使低温石英有压电性，但从微观某一角度看，好像有环状结构，使学生对压电性的理解更困惑了。参考教材课程标准对“低温石英”主题内容的要求，以及学生的学习任务与教学目标相一致，为了在教学活动中，能够实时有效地监测教学目标的达成情况，设计了相对应的评价目标，以保障教学目标、学习任务和评价目标的一致性。具体内容见下表。低温石英的“教、学、评”目标教学目标学习任务评价目标通过复习金刚石的内容，能从宏观上了解金刚石极优异的性能，各高端领域的应用，还能从微观上分析金刚石的结构。通过图片、模型复习金刚石的结构与性质。通过对金刚石结构的讨论，诊断学生能否通过宏观性质判断结构特点（稳定、高度有序对称）。让学生意识到，金刚石高端应用价值并不是璀璨夺目的钻石所能媲美的。通过单晶硅与金刚石熔点硬度的对比，学会运用证据推理与模型认知预测单晶硅的结构。通过表格信息，预测单晶硅的结构。判断单晶硅的晶体类型、杂化、键长、键能、键角。通过结构⇌性质的学习，诊断学生能否了解共价晶体的共性；能否在结构相似的情况下，通过熔点硬度比较键长、键能的大小。通过二氧化硅的内容，能了解二氧化硅晶体有哪些类型，有与金刚石类似的β方石英和最常见的低温石英。培养学生批判性思维、变化观念和创新意识。在单晶硅的硅硅键中插入一个氧原子，预测二氧化硅的结构；质疑∠SiOSi=通过对二氧化硅晶体结构的预测，诊断学生对VSEPR模型和杂化理论的迁移运用；质疑∠SiOSi是否等于通过低温石英的内容，学会解读教材文本图片，构建逻辑框架，能用模型、手工制作演绎探究“手性”、“螺旋”结构特点。能通过视频学习，日常打火机中的压电材料，了解低温石英的压电性。培养学生动手实践能力；将熟悉知识关联探究能力；推理演绎能力；培养学生求真务实、探究本源的科学态度与社会责任。=1\*GB2⑴解读教材p8182文本、图片。解读图片，从宏观到微观：晶体→长链→[SiO4]。分析文本：[SiO4]→长链→晶体，从微观回到宏观。找出逻辑结构关系，在低温石英中：=2\*GB2⑵一一探究。=1\*GB3①先了解[SiO4]；=2\*GB3②再通过模型、手工制作四面体演绎螺旋长链；观察“手性”。=3\*GB3③探究“什么是手性？”=4\*GB3④手工制作风车、螺旋风车探究“螺旋结构”的特点。=5\*GB3⑤视频学习低温石英中“右旋体中的小螺旋”。=6\*GB3⑥了解螺旋周期，小螺旋，大螺旋；了解低温石英左、右型晶体。=3\*GB2⑶挤压[SiO4]，体验硅氧原子位移。视频学习压电性。小组合作交流看法。=1\*GB2⑴诊断学生解读教材文本图片的能力；能否构建低温石英中的逻辑框架。=2\*GB2⑵诊断学生能否用均摊法、用模型判断[SiO4]诊断学生能否将“手性碳原子”、“手性原子”、“手性分子”、“等效氯原子”、“空间对称”等关联起来理解“手性”的内涵；诊断学生动手实践推理演绎能力；诊断学生小组合作学习意识态度；=3\*GB2⑶诊断学生是否有求真探究的科学态度和责任意识。【教学策略】1.设计思路=1\*GB2⑴【质疑】这种结构（如图）只是理想模型，真实的∠SiOSi并不等于180°。想考查学生根据已知知识理论，是否有发现“问题”的能力；是否有批判性思维；由于二氧化硅在地壳中所处的温度和压强不同，其结构是否不同，考查学生是否有变化观念。查阅大学教材，以求证实。=2\*GB2⑵【好奇】低温石英的螺旋结构，为什么有手性？压电性是怎么回事？分析教材p8182正文的这些关键词：[SiO4]、螺旋上升、手性、压电材料；结合图片，建构“手性⇋压电性”。用模型、手工制作风车和四面体，动手推理演绎螺旋结构。对比分析手性碳原子与非手性碳原子，手性分子与非手性分子；探究手性。2.教学流程借助金刚石认识单晶借助金刚石认识单晶硅，在SiSi中插入氧原子形成SiO2,初步认识二氧化硅。对比金刚石与低温石英的区别；总结共价晶体的共性与特性。低温石英探讨Si、O原子的杂化，SiOSi的键角，认识与金刚石类似的β方石英，最常见的低温石英（α−认识低温石英中[SiO4]，通过模型、手工制作、视频了解它的螺旋链状和手性；压电性。3.教学方法查阅资料（大学教材），解读教材文本图片，视频学习，模型组装、手工制作，模拟推演，合作交流。4.课前学习任务单（附导学案）【教学过程】教学环节一：复习巩固金刚石教师活动学生活动设计意图【展示】金刚石的合成、性质及用途。等离子体化学气相沉积（MPCVD）法；超硬、耐磨、超高热导率、超宽光波段、大禁带宽度和极高的载流子迁移率。可分为：工具级；热学级；光学级；电子级【提问】金刚石有哪些结构特点？观看，倾听，小组合作交流。【回答】（1）配位数为4；C：sp3杂化；（2）键长短、键能大，键角为109°28′(3)晶胞特点。（4）最小环为六元环；稳定的交叉构象和椅式构象。在复习金刚石的学习过程中，培养学生正确的价值观，金刚石“高端”工业应用价值，而不仅仅是钻石价值；培养学生“结构⇌性质”，尽管有些不懂金刚石极优良的性质，但能从微观结构上去感知。教学环节二：认识单晶硅教师活动学生活动设计意图【展示】金刚石与单晶硅的熔点硬度信息表。【提问】单晶硅是什么类型晶体？杂化方式？键长、键能、键角呢？观察、分析，完成表格内容填写培养学生证据推理与模型认知，知识迁移能力。了解共价晶体的共性。教学环节三：认识二氧化硅教师活动学生活动设计意图【提问1】若在单晶硅SiSi键中插入氧原子，晶体结构会是什么样子呢？请画出晶体结构示意图。【请】两位同学在黑板上画出结构示意图。【提问2】硅原子sp3杂化，氧原子杂化吗？【提问3】若氧原子杂化，∠S【资料】来源《无机化学》和《结构化学基础》【讲解】=1\*GB2⑴金刚石类似的β方石英Si和大部分O原子sp3杂化∠S晶胞：8个“SiO2”最小环：12元环，6个Si+6个O立方对称性=2\*GB2⑵低温石英（α石英）：Si、O原子均为sp3杂化；∠S螺旋链状，没有封闭的环状结构，对称性很低。思考，画出二氧化硅晶体结构示意图。【板书】完成示意图。交流讨论【阅读资料】了解二氧化硅晶体。=1\*GB2⑴有哪些变体？可分为石英、鳞石英、方石英三个系列；每个系列从低温到高温又分为α、β、γ不同的变体。=2\*GB2⑵有与金刚石类似的β方石英有最常见的低温α石英。=3\*GB2⑶β方石英中∠SiOSi==4\*GB2⑷α石英中∠SiOSi=倾听、思考，做笔记。培养学生发现问题的能力，质疑∠Si培养学生阅读能力=1\*GB3①能找出与金刚石类似的石英和教材中的低温石英；=2\*GB3②有变化意识，不同温度不同压强下，石英晶体变体不同。=3\*GB3③能解开疑惑。如图，是一种理想结构。有与它很像的β方石英，教材介绍我们最常见的低温石英。引出本节课的重点：低温石英。教学环节四：认识低温石英教师活动学生活动设计意图【展示】教材p8182的图片及相关文字。【解读】图片与文本。【探究】[SiO4]、螺旋上升、手性、压电性。【展示】1.[SiO4]模型及图片。【提问1】∠OSiO=？【演绎】请学生组装桌上的球棍模型，观察键角并分析硅原子与氧原子、硅原子与硅氧键的数目比。【提问2】[SiO4]有手性吗？【演示】手性碳原子→手性硅原子→[SiO4]【演绎】请学生将手工制作，绕轴120°螺旋试试。如图所示。【提问】看见“手性”了吗？【疑惑】我们真懂“手性”吗？【探究】2.什么是手性？【回顾】一种物质不能与其镜像重合的特征称为手性。【对比】三氯甲烷分子中，3个氯原子等效，即空间对称，有对称面，无手性；反1,3二氯环丁烷分子中，有对称中心，无手性；氨分子中，有对称轴，无手性。【结论】无对称因素的分子、晶体、物质均有手性。【探究】3.为什么螺旋上升的物质有手性？【演绎】手工制作风车旋转，能找到对称因素（无手性）；制作螺旋上升风车旋转，找不到对称因素（有手性）；【提问】请旋转刚才的手工制作，观察1号四面体在同一层里能找到空间等效的另一四面体吗？若不能，沿轴线方向找寻试试。【讲解】1号与4号等效处就是它的螺旋周期【展示】观察微观分子DNA、宏观的晶体、藤植物、动物如海螺等【结论】具有螺旋结构的分子、晶体、宏观物质均有手性。【视频】右旋体中的小螺旋（左旋）。【展示】手工制作两条小螺旋（左旋）、两条大螺旋（右旋），并比较二者的联系与区别。（一）结构特点【展示】低温石英的右旋体、左旋体图片。（二）性质特点【讲解】1.旋光性2.压电性【视频】压电效应（打火机中的秘密）【强调】视频中的六元环并不是真的六元环，因为低温石英没有封闭的环。只是晶体螺旋堆积时，从某一角度看，似有六元环，而且电性是向外扩散的，可以从六元环的角度去理解。【讲解】一般情况下，[SiO4]中硅氧原子的电负性、正负电荷中心重合情况。【演示】从某一特定方向挤压[SiO4]四面体模型，感受硅氧原子的位移。【分析】此时，正负电荷中心重合情况【讲解】机械能转化为电能（二）电能转化为机械能【阅读】课本P8182相关文字及图片。倾听、思考分析。【小组合作】同学们动手连接[SiO4]模型，观察分析。【解答】∠OS∠S1:2；1:4；【回答】手性碳原子、手性硅原子、硅氧四面体无手性。【小组合作】同学们将手工制作的四面体绕轴（一次性筷子）120°螺旋，一部分同学左旋，一部分同学右旋。观察“手性”。观看、倾听、思考。将熟悉的知识关联起来理解“手性”。【交流探讨】手工制作四面体的螺旋特点。【分享】在同一层里，找不到与之前形象重合的另一四面体；沿轴线方向，可以找到4号与1号空间位置等效。【总结】低温石英具有螺旋结构，无对称因素，所以有手性。观看、倾听。观看、倾听。观看、倾听、思考。【体验】动手挤压[SiO4]四面体模型，感受硅氧原子的位移，去理解正负电荷中心重合与分离。观看、倾听、思考。培养学生阅读能力；解析文本图片能力，构建知识逻辑框架的能力。培养学生分析探究能力，构建空间想象能力：[SiO4]键角是多少度？硅原子与氧原子、硅原子与硅氧键的数目比是多少？从手性碳原子→手性硅原子→[SiO4]无手性，培养学生知识关联能力。2.[SiO4]与[SiO4]如何顶角相连螺旋上升？=1\*GB3①绕轴螺旋多少度？=2\*GB3②螺旋方向是向左还是向右？通过对称面、对称中心、对称轴等对称因素的学习，更深入地理解“手性”。为下一知识点“螺旋结构特点”做铺垫，让学生意识到，不仅是一个碳原子连接4个不同的原子或基团才会有手性，由于空间位置的不同，连4个相同的原子或基团也会产生手性。构建学生的化学空间感。更深层次地理解“手性”。了解螺旋周期。了解低温石英小螺旋晶胞和大螺旋晶胞。了解低温石英的旋光性。让学生感受[SiO4]四面体中的正负电荷中心分离。从而了解石英的压电性。让学生了解低温石英的广泛应用。教学环节四：小结教师活动学生活动设计意图（一）金刚石与低温石英的比较（二）共价晶体的共性与特性【交流探讨】完成表格填写。运用对比的方法进一步巩固金刚石与低温石英结构与性质的不同。=1\*GB2⑴完成“共价晶体”整节内容教学学习。让学生意识到，每类晶体有共性，具体到每种晶体又有特性。=2\*GB2⑵通过低温石英的学习，更加映衬金刚石的完美、优异、重要。教学环节五：课堂练习教师活动学生活动设计意图（一）判断正误1.共价晶体中，共价键越强，熔点越高。（）2.CO2是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体。（）3.低温石英中，硅氧四面体通过氧原子顶角相连形成螺旋上升的长链，具有手性。（）（二）硅酸盐和硅石是地壳岩石的主要成分，如(SiO3)612（六元环）[SiO2]n请判断下列结构有无手性。（三）视听题越来越多的智能家电走进人们的生活。请看视频，小度智能屏能人机对话，请问实现这一功能用到的材料是什么？思考并回答（一）1.√2ㄨ3√（二）无有（三）低温石英。利用了它的压电性，将声能转化成了电能。诊断学生的学习情况，巩固新知，增强学生对低温石英，对手性，对共价晶体的理解与认识。板书设计一、二氧化硅晶体二、低温石英教学评价与反馈设计此课之前，多数同事觉得难了，觉得共价晶体的代表是金刚石，不是低温石英。而我认为，手性普遍存在，存在微观存在宏观之中。学生的认知停留在，“手性碳原子”的判断，“手性”的了解，并没有将两者关联起来。没有深入思考，为什么具有手性碳原子的分子会有手性？（分子内部无对称因素）当然难以理解，某些不具有手性碳原子的分子也会有手性；更难理解，不具有手性的硅氧四面体螺旋上升后，形成的晶体会有手性。通过这节课的学习，学生明白了：一、分子有手性，是因为分子内部无对称因素；二、螺旋上升结构的分子、晶体、物质，内部无对称因素，也就有手性；三、低温石英的手性和电负性导致了它具有压电性。讲完后，学生可接受度较高，重点突出难点突破，达到了预期目标；同事感叹，其实不难啊。还意外完成了双小螺旋（左旋）、双大螺旋（右旋）晶胞的手工制作，螺旋周期的讲解，整体性地介绍了低温石英。完满完成了金刚石与低温石英的学习对比，完成了共价晶体共性与特性的学习。教学内容的选取符合学生的认知水平，教学内容恰当。（一）教材p44p49介绍：价层电子对互斥模型和杂化理论。（二）教材p60介绍：分子的手性。（三）教材p81正文介绍：SiO2是另一种共价晶体。它是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点1713℃，有多种结构，最常见的是低温石英。其中“有多种结构”，说明Si与O原子共价键的键长、键能、键角，空间结构会有多种。当温度压强不同时，结构也会不同，例如石英玻璃，教材p72图36晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图。（四）教材p82正文介绍：在低温石英的结构中，顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。“螺旋上升的长链”，与p72图36中的环状结构不同。有了前面知识的学习，学生可以质疑∠SiOSi=？教学目标确定合理。多数学生能够掌握“手性”、“螺旋上升”、“螺旋周期”、“压电性”等知识，能够形成运用螺旋结构解决手性问题（课堂练习第二题），能运用手性解决压电性的问题（视听题）。教学策略运用恰当，及时有效。（一）为了弄清∠SiOSi=？在知识上：从宏观层面，金刚石到单晶硅再到二氧化硅，重点是低温石英；从微观层面，碳原子的sp3杂化到硅原子的sp3教学特色鲜明有趣。教学教具用大家小时候喜欢玩的风车。平常玩的风车，有对称因素，风车无手性；将风车的风叶分开呈螺旋上升的状态，再来找对称因素，发现只有旋转360°后才与原风车形象重合，学生很容易理解螺旋结构无对称因素，有手性。于是在此基础上，让学生找螺旋的四面体（手工制作）有无对称因素。小组合作交流探讨，组与组之间分享讨论结果，进一步探讨出了，四面体绕轴120°螺旋上升，绕轴螺旋三次，还原到之前的空间位置，引出了螺旋周期。为后续视频“右旋体中的小螺旋”的学习做好了铺垫工作，让学生很容易掌握低温石英的小螺旋晶胞、大螺旋晶胞。而且同学们自已亲手制作正四面体，将视频中的螺旋结构演绎出来，清晰漂亮，成就感满满。手工制作正四面体的过程中，不断改进折叠方法，材料的选取（硬彩纸、细铜丝），四面体与四面体之间的夹角调节（注意键角），绕轴螺旋夹角，不断引发同学们的思考，积极找寻方法，提高了解决问题的能力。教学反思比较遗憾的有两个环节。一个环节是，我没有做好学生的点评工作。请两位同学在黑板上画出SiO2晶体结构示意图，他们的示意图都是直接在SiSi键中插入一个“O”。其中左边的同学还特意写明了它是“理想化”的，他心中还应有所想但不明朗的困惑，我当时就应该及时“采访”一下他，导出其困惑，更有利于教学。没有及时反馈他，这是我工作的不足。我对其他同学的点评，也是中规中矩，没放开询问。只满意一点，一小组分享了讨论结果后，“为什么1号四面体与4号四面体沿轴线方向空间等效？”我进行了询问，引出了另一小组的回答，导出了“螺旋周期”。第二个环节是，有的同学重复回答问题，机会没有平均到其他同学。为了测试这节课的难度，我选取了三个班的部分学生，让他们自由作答。由于不熟悉学生，没注意到同一位学生作答了两次，有点违背初衷。但他思维清晰，语言简洁，我们还是喜欢听的。附：导学案《共价晶体——低温石英》导学案【学习目标】1.认识二氧化硅。与金刚石类似的β方石英，最常见的低温石英（α−2.认识低温石英的结构特点与性质特点。硅氧四面体，螺旋链状，手性、压电性。3.能课前自学，课中分享与交流，动手实践养成求真务实探究本源的科学态度和科学意识。【学习重难点】重点：低温石英的结构特点与性质特点。难点：低温石英的手性、压电性。【学习建议】1.复习巩固：金刚石，VSEPR模型，杂化理论，手性。2.搭建模型，视频学习，手工演绎。3.小组合作学习，分享交流。【学习过程】（一）知识回顾：金刚石。1.用球棍搭建金刚石晶体模型和晶胞模型。2.回顾金刚石的结构、性质及用途。请回答下列问题：=1\*romani．性质及用途。=1\*GB2⑴金刚石按品质及用途可分为：_____________；___________；____________；_____________等级别。=2\*GB2⑵金刚石极奇优良的性能有_____________；___________________；__________________；__________________等。=2\*romanii．结构特点。=1\*GB2⑴金刚石的配位数是_________;碳原子___________杂化；12g金刚石中碳碳键的数目有_____________。=2\*GB2⑵最小环是__________元环，最多有_____________个碳原子共平面。=3\*GB2⑶键参数：键长__________________；键能_________________________；键角_______________________.=4\*GB2⑷晶胞中有__________个碳原子，顶点有________个，面心有________个，体内有________个，体内的碳原子位于晶胞____________________________。=5\*GB2⑸金刚石有稳定的___________________、__________________构象，空间结构高度有序对称。（二）学习新知。一、认识单晶硅。根据表1信息，预测单晶硅的结构。与金刚石类似吗？请查资料完成表2的填空。金刚石单晶硅熔点/℃>35001410摩氏硬度106.5表2晶体类型杂化方式键长/pm键能/KJ.mol1键角金刚石单晶硅二、认识二氧化硅【思考1】若在单晶硅SiSi键中插入氧原子变成SiO2，晶体结构会是什么样子呢？请画出其结构示意图。【思考2】请运用价层电子对互斥理论，分析“O”杂化吗？若杂化，按什么方式杂化？【资料】《无机化学》和《结构化学基础》请回答：=1\*GB3①与金刚石类似的是什么石英？∠OSiO=?∠Si=2\*GB3②晶胞中有几个SiO2？有封闭的环吗？若有，有几个Si原子有几个O原子？=3\*GB3③最常见的是什么石英？晶体中有封闭的环状结构吗？∠OSiO=?∠Si三、认识低温石英【阅读】教材p8182文字和图片。请试着搭建低温石英晶体模型；用纸折叠出16个正四面体，用线将18号串成一长链，916号串成一长链。制作1个风车,1个螺旋上升的风车。（一）．结构特点1.[SiO4]四面体杂化__________________________；键角____________________；______________________；N（Si）：N（O）=____________________;N（Si）：N（SiO）=______________________;2.手性=1\*GB3①什么是手性碳原子？若硅原子也连4个不同的原子或原子团，可称为手性硅原子么？=2\*GB3②[SiO4]四面体