2024年高中化学 第三章 晶体结构与性质 第二节 第2课时 原子晶体教学实录 新人教版选修3

2024年高中化学第三章晶体结构与性质第二节第2课时原子晶体教学实录新人教版选修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课旨在通过原子晶体的教学，使学生了解原子晶体的结构特点和性质，并能运用所学知识解释和预测原子晶体的物理化学性质。通过实验探究和理论分析，培养学生的观察、实验、分析能力，为后续学习晶体学打下基础。核心素养目标培养学生对物质结构的认识，提升学生的科学探究能力和科学思维，通过实验探究原子晶体的性质，增强学生的实验操作技能和数据分析能力。同时，引导学生理解化学与生活的联系，培养跨学科思维，提高学生的社会责任感和科学素养。教学难点与重点1.教学重点，

①理解原子晶体的空间网状结构及其形成原因；

②掌握原子晶体的键长、键角等基本物理量与晶体性质之间的关系；

③能够根据原子晶体的结构预测其物理和化学性质。

2.教学难点，

①正确分析原子晶体的几何构型和键合方式，理解共价键在晶体中的作用；

②运用化学键理论解释原子晶体的高熔点、硬度大等性质；

③在实验中观察并描述原子晶体的结构特点，培养学生的观察能力和实验技能。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，包括《高中化学》选修3的课本和相关的教学辅助册。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生直观理解原子晶体的结构。

3.实验器材：准备用于展示原子晶体结构的教具模型，以及用于观察晶体性质的实验样品。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，包括分组讨论区、实验操作台，确保学生能够舒适地进行学习和实验活动。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕原子晶体的结构特点，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“原子晶体中的原子是如何排列的？”、“共价键在原子晶体中起什么作用？”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解原子晶体的基本结构。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解原子晶体的结构特点，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示原子晶体的图片或视频，引出原子晶体的概念，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解原子晶体的结构、共价键的形成以及晶体性质，结合实例如金刚石和石墨，帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同原子晶体的结构特点，以及这些特点如何影响其物理性质。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“为什么原子晶体具有高熔点？”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，分析不同原子晶体的结构特点。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解原子晶体的结构特点。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中掌握分析原子晶体结构的能力。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解原子晶体的结构特点，掌握其物理性质。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置关于原子晶体性质分析的作业，如比较不同原子晶体的熔点、硬度等。

提供拓展资源：提供与原子晶体相关的拓展资源，如科学杂志文章、在线课程等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的原子晶体的知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《晶体学导论》：介绍晶体的基本概念、类型、结构以及晶体学在材料科学中的应用。

-《固体物理》：探讨固体的电子结构和物理性质，包括原子晶体、离子晶体、金属晶体和分子晶体的性质。

-《现代晶体学》：介绍晶体学的研究方法、新技术和新进展，包括晶体生长、晶体缺陷、晶体结构分析等。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-晶体生长实验：指导学生进行简单的晶体生长实验，如使用饱和溶液生长盐晶体，观察晶体生长过程，了解晶体生长的基本原理。

-晶体结构分析：介绍X射线晶体学的基本原理，引导学生了解如何通过X射线衍射分析晶体结构。

-晶体材料应用：探讨晶体材料在科技、工业和社会生活中的应用，如半导体材料、光纤、催化剂等。

-晶体缺陷研究：介绍晶体缺陷的类型、形成机制和影响，引导学生思考晶体缺陷对材料性能的影响。

-晶体结构与性能的关系：引导学生研究晶体结构与其物理、化学性质之间的关系，如熔点、硬度、导电性等。

-晶体材料设计：鼓励学生思考如何设计具有特定性能的晶体材料，如高熔点、高硬度、高导电性等。

-晶体材料可持续发展：探讨晶体材料的生产和使用对环境的影响，引导学生思考如何实现晶体材料的可持续发展。

-**晶体生长实验**：

-学生可以尝试使用不同溶剂和溶质进行晶体生长实验，观察晶体生长形态的变化。

-通过实验，学生可以学习如何控制生长条件，如温度、溶剂浓度等，以获得特定形状和尺寸的晶体。

-**晶体结构分析**：

-利用网络资源或学校图书馆，学生可以查找有关X射线晶体学的基础知识。

-学生可以尝试使用模拟软件进行晶体结构预测，了解晶体结构分析的基本步骤。

-**晶体材料应用**：

-学生可以研究晶体材料在不同领域的应用，如半导体晶体用于制造计算机芯片，光纤晶体用于通信等。

-学生可以讨论晶体材料在环境保护和能源节约方面的作用。

-**晶体缺陷研究**：

-学生可以学习晶体缺陷的类型，如点缺陷、线缺陷、面缺陷等，以及它们对晶体性能的影响。

-学生可以探索如何通过控制晶体生长过程来减少晶体缺陷。

-**晶体结构与性能的关系**：

-学生可以通过查阅文献，了解不同晶体结构的原子排列方式及其对晶体物理性质的影响。

-学生可以设计实验，测试不同晶体材料的物理性质，如硬度、熔点、导电性等。

-**晶体材料设计**：

-学生可以学习晶体材料设计的基本原则，如如何通过调整原子排列来改变晶体的性能。

-学生可以尝试设计具有特定性能的晶体材料，如高熔点、高硬度、高导电性等。

-**晶体材料可持续发展**：

-学生可以研究晶体材料的生产和使用对环境的影响，如能源消耗、废物排放等。

-学生可以探讨如何通过技术创新和材料回收来减少晶体材料对环境的影响。课后作业1.**实验报告**：

-实验题目：原子晶体熔点测定

-作业内容：请根据课堂实验，撰写一份实验报告，内容包括实验目的、原理、步骤、结果及分析、讨论与结论。要求描述实验过程中观察到的现象，分析影响熔点的因素，并讨论实验结果与理论值之间的差异。

2.**案例分析**：

-案例材料：阅读有关金刚石和石墨的案例，分析它们的晶体结构对物理性质（如硬度、导电性）的影响。

-作业内容：撰写一篇短文，讨论金刚石和石墨的晶体结构特点，以及这些特点如何导致它们在物理性质上的差异。

3.**结构预测**：

-作业内容：假设某种原子晶体由相同原子构成，原子半径为r，请预测该晶体的空间结构类型，并解释预测的依据。

4.**性质解释**：

-作业内容：解释为什么原子晶体通常具有较高的熔点和硬度。

-要求：从化学键的角度，结合实例，详细解释原子晶体的熔点和硬度与晶体结构之间的关系。

5.**设计问题**：

-作业内容：设计一种具有特定性能的原子晶体材料，如高熔点、高硬度或高导电性，并简要说明设计原理和预期性能。

答案示例：

1.**实验报告**：

-实验目的：测定原子晶体的熔点。

-原理：利用毛细管法测定物质的熔点。

-步骤：将样品放入毛细管中，使用加热设备加热，观察熔化现象。

-结果：记录熔化时的温度。

-分析与讨论：实验结果与理论值比较，分析误差来源。

-结论：通过实验测定了原子晶体的熔点，并分析了影响熔点的因素。

2.**案例分析**：

-金刚石和石墨的晶体结构不同，金刚石中碳原子以四面体结构排列，形成强大的共价键，导致其硬度极高；而石墨中碳原子以层状结构排列，层间以较弱的范德华力连接，导致其硬度较低且具有良好的导电性。

3.**结构预测**：

-假设原子半径为r，若原子间距离小于2r，则可能形成简单立方体结构；若原子间距离在2r至4r之间，则可能形成体心立方或面心立方结构。

4.**性质解释**：

-原子晶体中的原子通过强共价键连接，共价键能较高，需要较多的能量才能打破这些键，因此原子晶体具有较高的熔点和硬度。

5.**设计问题**：

-设计一种高熔点原子晶体材料，如通过掺杂其他元素来增强晶体结构中的共价键，从而提高其熔点。预期性能：熔点高于3000℃。设计原理：通过掺杂形成更强的共价键。板书设计1.原子晶体概述

①原子晶体定义

②原子晶体特点

③原子晶体分类

2.原子晶体结构

①空间网状结构

②原子排列方式

③共价键特性

3.原子晶体性质

①熔点与硬度

②导电性与导热性

③化学稳定性

4.常见原子晶体

①金刚石

②石墨

③晶体硅

5.原子晶体应用

①材料科学

②电子技术

③能源领域教学反思与总结今天的课结束了，我站在这里，想对今天的课堂教学做一个简单的回顾和反思。

首先，我觉得今天的课堂氛围还是挺不错的。同学们参与度很高，对于原子晶体的结构特点和应用都有了一些自己的理解和认识。我觉得这得益于我课前准备的充分和教学方法的恰当运用。

在教学方法上，我采用了多种方式相结合的方法。比如，我先用了一些图片和视频资料来引入课题，让学生对原子晶体有一个直观的认识。然后，我又结合了课堂实验，让学生亲自动手操作，加深了对知识的理解。我觉得这种理论与实践相结合的方法挺有效的。

但是，在课堂上，我也发现了一些问题。比如，有些同学对于原子晶体的结构理解得不够深入，我在讲解的时候可能需要更加详细和耐心。另外，我发现有些同学在讨论问题时，表达不够清晰，这可能是因为他们对知识点掌握得不够牢固。

在教学策略上，我尝试了小组讨论的方式，让同学们在交流中互相学习。这个方法我觉得挺好的，因为通过讨论，同学们不仅巩固了自己的知识，还学会了如何表达自己的观点。但是，我也发现，在讨论过程中，有些小组的组织和讨论效果并不理想，可能是因为我在分组时没有考虑到同学们的个性差异。

在课堂管理方面，我觉得自己做得还算不错。我尽量让每个同学都有机会参与到课堂活动中来，同时也注意到