《晶体的常识》名师教学设计

4/5第一节晶体的常识教学目标知识与技能1、了解晶体与非晶体的本质差异2、掌握晶体的基本性质3、基本掌握简单晶胞中原子个数的计算过程与方法1、通过生活常识、实验探究和总结经验，从宏观特征逐步过渡到微观特征，认真把握内部有序造就了外部有序2、通过实验和动画模拟，让学生形象地感受，物质的结构决定了其性质情感、态度与价值观1、通过对晶体内部微观结构的分析，培养学生实事求是、务实严谨的学习作风和学习化学的兴趣2、通过“内部有序造就了外部有序”的事实，培养学生的探究精神3、以化学的发展史为暗线，让学生体从诗词中认识晶体，到现实生活中制备晶体，再到观看高科技下的晶体生长微观视频，激发他们的求知欲望和对化学发展的热爱重点难点教学重点：晶体与非晶体的本质差异教学难点：晶体与非晶体的本质差异，晶体的物理性质，简单晶胞基本特征教学过程[引入]古诗有云：草木花者多五出，雪花独六出。这是什么意思呢？[讲]这句诗告诉我们，草木开出的花多为五瓣的，而大气中的水蒸气凝结成的雪花，在自然条件下是六瓣的。《本草纲目》中提到：光明盐，大者如升，皆正方光彻。这说明了，在当时的生产条件下，盐均为方形。【问】为什么雪花和盐在自然条件下总是呈现相同的形态呢？[投影]晶体：具有自发规则几何外形的固体非晶体：不具规则几何外形的固体展示老师制作的在烧杯中的硝酸钾晶体【实验探究】分组实验一：将热饱和的硫酸铜和硝酸钾溶液从试管中倒出至表面皿上，自然冷却，观察晶体的生长形成过程和外形讨论：从自然界中雪花的形状以及我们的试验中，可以总结出晶体的什么性质？让学生在自己动手的过程中发现晶体的自范性【问】晶体在所有条件下均可展现出其自范性吗？对比刚才的分组实验，有的小组做出来的硫酸铜晶体是非常漂亮的平行四边形结构，而有些小组（例如在电风扇下面，或者正对空调的小组），他们的晶体是非常细碎，没有明确结构的呢？[讲]玛瑙和水晶都是SiO2，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。结论：晶体自范性的条件之一是生长的速率适当【实验探究】分组实验二：1、在白纸上画一条黑线，分别透过玻璃片和冰糖观察横线2、分别用小刀在玻璃片以及冰糖表面刻画，有什么不一样的感觉？晶体特性2：各向异性：在不同的方向上表现出不同的物理性质导电性各向异性石墨在与层垂直的方向上的导电率为与层平行方向上导电率的1/10000导热性各向异性云母上的石蜡在热钢球作用下融化的快慢不同强度各向异性云母的解理性（晶体容易沿着某一平面剥离的现象）蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同光学性各向异性双折射性——晶体在不同方向传播的折射率是不同的，一条光线进去会出现两条折射光线【问】为什么晶体和非晶体性质差别这么大呢？由于晶体的组成微粒在空间里呈现周期性的有序排列，而非晶体的组成微粒在空间里排列相对无序，所以晶体与非晶体许多性质不相同。思考与交流:晶体和非晶体的差异?（1）物理性质差异如：外形、硬度、熔点、折光率（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。[投影]蜂巢、铜晶体及铜晶胞模型：[讲]为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶胞的关系。1、晶胞：描述晶体结构的基本单元。[讲]铜晶体的排列方式：整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成；所谓“无隙”，是指相邻晶胞之间没有任何间隙；所谓“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。[设问]铜晶胞含有几个铜原子，为什么不是14个？[讲]我们在观察晶胞图时，千万不能忘记，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。因而，晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原于是两个晶胞共用的。[投影]3-8学生探究晶胞占有原子的规律：[板书]2、晶胞中原子占有率：顶点：1/8；边心：1/4；面心：1/2；体心：1。［讲］非长方体形晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定的。如石墨晶胞第一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3[投影探究]图3—9依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?[投影]钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8；金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。[思考]上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构型呈什么形状？在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否有空隙？[板书]3、三种典型的立方晶体结构：［讲］(1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：12×1/6+2×1/2+3=6(2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。微粒数为：8×1/8+6×1/2=4(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶