教学设计第三章 第一节 晶体的常识

教学设计第三章第一节晶体的常识一、教学目标1.知识与技能目标了解晶胞的概念，知道晶胞是晶体结构的基本重复单元。能够识别简单的晶胞结构，理解晶胞与晶体的关系。掌握晶胞中原子个数的计算方法（均摊法），并能运用该方法计算常见晶胞中原子的个数。2.过程与方法目标通过观察晶体结构模型、图片等，培养学生的观察能力和空间想象能力。通过对晶胞中原子个数计算方法的探究，培养学生的逻辑推理能力和归纳总结能力。3.情感态度与价值观目标体会晶体结构的周期性和对称性之美，培养学生对化学学科的兴趣。通过对晶胞相关知识的学习，让学生认识到微观结构决定物质性质，树立结构决定性质的化学观念。

二、教学重难点1.教学重点晶胞的概念和结构特点。晶胞中原子个数的计算方法（均摊法）。2.教学难点理解晶胞与晶体的关系，能准确识别晶胞。均摊法的应用，特别是在不同类型晶胞中准确计算原子个数。

三、教学方法讲授法、直观演示法、讨论法、探究法相结合

四、教学过程

导入新课（5分钟）【展示】展示氯化钠、金刚石、干冰等晶体的图片或实物模型。【提问】同学们，我们之前学习了晶体的概念和性质，大家观察这些晶体，它们都具有规则的几何外形，那么它们为什么会有这样规则的外形呢？这背后隐藏着怎样的微观结构呢？今天我们就来深入探究晶体结构的基本重复单元晶胞。

新课讲授1.晶胞的概念（5分钟）【讲解】晶体是由无数个重复的结构单元堆积而成的，这些结构单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元，通过晶胞在空间的平移无隙并置可以得到整个晶体。【举例】就像用相同的积木搭建一座大楼，每一块积木就类似于一个晶胞，通过不断重复排列这些积木，就能构建出整座大楼，而每一块积木就是构建大楼的基本单元。【强调】晶胞有两个特点：一是"最小"，即晶胞是晶体结构中最小的重复单元；二是"无隙并置"，相邻晶胞之间没有任何间隙，并且所有晶胞都是平行排列的。2.晶胞的结构特点（10分钟）【展示】展示几种常见晶胞的结构模型，如简单立方晶胞、体心立方晶胞、面心立方晶胞等。【讲解】以简单立方晶胞为例，我们来观察它的结构。简单立方晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶点上各有一个原子。【提问】同学们思考一下，这个简单立方晶胞中实际包含几个原子呢？【引导】我们可以通过均摊法来计算。顶点上的原子，它被8个晶胞所共用，那么每个晶胞对顶点原子只占1/8。所以简单立方晶胞中原子个数为8×1/8=1个。【总结】均摊法是计算晶胞中原子个数的重要方法，其原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/n。【拓展】继续展示体心立方晶胞和面心立方晶胞的结构模型，引导学生用均摊法计算其中原子的个数。体心立方晶胞中，除了八个顶点上的原子外，体心还有一个原子，顶点原子每个晶胞占1/8，体心原子完全属于这个晶胞，所以原子个数为8×1/8+1=2个；面心立方晶胞中，顶点原子每个晶胞占1/8，面心原子每个晶胞占1/2，所以原子个数为8×1/8+6×1/2=4个。3.晶胞与晶体的关系（10分钟）【展示】展示晶胞在空间堆积形成晶体的动画过程。【讲解】从动画中我们可以看到，晶胞通过在三维空间中不断重复排列，就像蜂巢中的一个个小格子紧密排列一样，最终形成了宏观的晶体。【提问】那么，如何从晶胞的结构推知整个晶体的结构呢？【引导】晶胞是晶体的基本组成部分，我们只要知道了晶胞的结构和其中原子的种类、个数，以及晶胞在空间的排列方式，就可以推知整个晶体的结构。例如，我们知道了氯化钠晶胞中钠离子和氯离子的位置和个数，以及晶胞的堆积方式，就能了解整个氯化钠晶体的结构。【强调】晶胞的形状、大小和原子的种类、个数等信息决定了晶体的结构和性质。不同的晶体具有不同的晶胞结构，从而导致它们具有不同的物理性质。4.晶胞中原子个数计算的应用（10分钟）【例题1】某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体由A、B两种原子组成，试求该晶胞中A、B原子的个数。【讲解】首先观察晶胞结构，A原子位于顶点，根据均摊法，顶点原子每个晶胞占1/8，晶胞中A原子个数为8×1/8=1个；B原子位于面心，面心原子每个晶胞占1/2，晶胞中B原子个数为6×1/2=3个。【例题2】已知某金属晶体为面心立方结构，其晶胞边长为apm，该金属的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，求该晶体的密度。【讲解】首先根据面心立方晶胞中原子个数的计算方法，得出晶胞中原子个数为4个。然后计算晶胞的质量m=4M/NAg。晶胞的体积V=(a×10⁻¹⁰)³cm³。最后根据密度公式ρ=m/V，可得ρ=4M/(NA×(a×10⁻¹⁰)³)g/cm³。【课堂练习】给出一些不同结构的晶胞示意图，让学生计算其中原子的个数，并根据相关数据计算晶体的密度等物理量，巩固所学知识。

课堂小结（5分钟）【引导】请同学们回顾一下本节课所学内容，思考晶胞的概念、结构特点以及晶胞中原子个数的计算方法等。【学生回答】请几位同学发言，总结本节课的重点知识。【教师总结】本节课我们学习了晶胞的概念，知道晶胞是晶体结构的基本重复单元，具有最小和无隙并置的特点。通过均摊法我们学会了计算晶胞中原子的个数，这是理解晶体结构和性质的重要基础。同时，我们也了解了晶胞与晶体的关系，晶胞的结构决定了晶体的结构和性质。希望同学们课后能够进一步巩固所学知识，加深对晶胞的理解。

布置作业（5分钟）1.教材课后习题中与晶胞相关的题目。2.查阅资料，了解生活中还有哪些物质的晶体结构与本节课所学的晶胞结构类似，并记录下来。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对晶胞的概念和结构有了初步的认识，掌握了晶胞中原子个数的计算方法。在教学过程中，通过展示晶体模型、动画等直观手段，帮助学生理解抽象的晶胞概念和结