2019版高中化学上学期《分子晶体与原子晶体》教学设计.doc

2019版高中化学上学期分子晶体与原子晶体教学设计学习目标知识与技能1.使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。2.使学生了解晶体类型与性质的关系。3.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。4.掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。5.了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。过程与方法情感、态度与价值观学习重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点,原子晶体的结构与性质的关系学习难点从三维空间结构认识晶胞的组成结构,原子晶体的结构与性质的关系教学环节教师活动学生活动设计意图环节一、复习引入【复习提问】:必修2我们学过离子键,离子化合物包括哪些呢?学生回答:大部分盐、强碱、金属氧化物等.这些物质为固态时就是离子晶体。【引入新课】展示实物：冰、碘晶体教师诱导：这些物质属于离子晶体吗？构成它们的基本粒子是什么？这些粒子间通过什么作用结合而成的？学生分组讨论回答回顾复习 讨论环节二、分子晶体板书 分子通过分子间作用力形成分子晶体一、分子晶体1定义：含分子的晶体称为分子晶体也就是说：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体看图3-9，如：碘晶体中只含有I2分子，就属于分子晶体 问：还有哪些属于分子晶体？2较典型的分子晶体有：（1）所有非金属氢化物，（2）部分非金属单质，（3）部分非金属氧化物，（4）几乎所有的酸，（5）绝大多数有机物的晶体。3分子间作用力和氢键过度：首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识阅读必修2 P22科学视眼教师诱导：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响。学生回答：一般来说，对与组成和结构相似的物质，相对分子量越大分子间作用力越大，物质的熔沸点也越高。教师诱导：但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如：NH3，H2O和HF的沸点就出现反常。指导学生自学：教材中有些氢键形成的条件，氢键的定义，氢键对物质物理性质的影响。多媒体动画片氢键形成的过程：（1） 氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N，O，F）与H核（2） 氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力。（3） 氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。（4） 投影 氢键的表示 如：冰一个水分子能和周围4个水分子从氢键相结合组成一个正四面体 见图3-11教师诱导：在分子晶体中，分子内的原子以共价键相结合，而相邻分子通过分子间作用力相互吸引。分子晶体有哪些特性呢？学生回答4分子晶体的物理特性：熔沸点较低、易升华、硬度小。固态和熔融状态下都不导电。教师诱导：大多数分子晶体结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力。以一个分子为中心，其周围通常可以有几个紧邻的分子。如图3-10的O2，C60，我们把这一特征叫做分子紧密堆积。如果分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取紧密堆积的方式学生讨论回答：在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，形成正四面体。氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙使得冰的密度减小。教师诱导，还有一种晶体叫做干冰，它是固体的CO2的晶体。干冰外观像冰，干冰不是冰。其熔点比冰低的多，易升华。出示干冰的晶体结构晶胞模型。教师讲解：干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积，每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有几个？一个CO2分子处于三个相互垂直的面的中心，在每个面上，处于四个对角线上各有一个CO2分子周围，所以每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数目是12个。投影小结完成表格晶体类型分子晶体结构构成晶体的粒子分子粒子间的相互作用力分子间作用力性质硬度小熔沸点较低导电性固态熔融状态不导电溶解性相似相溶思考与交流环节三、原子晶体 二.原子晶体 有的晶体的微观空间里没有分子，原子晶体就是其中之一。在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。1、原子晶体：原子都以共价键相结合，是三维的共价键网状结构。金刚石是典型的原子晶体。天然金刚石的单一晶体经常呈现规则多面体的外形，在金刚石晶体中，每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合，C-C-C夹角为10928，即金刚石中的碳取sp3杂化轨道形成共价键。2、金刚石结构：正四面体网状空间结构，C-C-C夹角为10928，sp3杂化。金刚石里的C-C共价键的键长(154 pm)很短，键能(3477kJmo1)很大，这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度最大，而且熔点(3 550)也很高。高硬度、高熔点是原子晶体的特性。特点：硬度最大、熔点高。3、SiO2原子晶体：制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。自然界里有许多矿物和岩石，化学式都是Si02，也是典型的原子晶体。SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。4、（1）某些单质，如硼(B)、硅(Si)和锗(Ge)等；（2）某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等；（3）某些氧化物，如二氧化硅(SiO2)等。总结：晶体熔沸点的高低比较对于分子晶体，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点也越高。对于原子晶体，一般来说，原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。方法导引 1.判断晶体类型的依据 (1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。对分子晶体,构成晶体的微粒是_，微粒间的相互作用是_；对于原子晶体，构成晶体的微粒是_，微粒间的相互作用是_键。 (2)看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。 一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是 _晶体_晶体。原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多（3）依据物质的分类判断金属氧化物（如K2O、Na2O2等），强碱（如NaCl、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外）、气态氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金都是金属晶体。2晶体熔、沸点比较规律：（1）不同晶体类型的物质：原子晶体分子晶体 。（2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部结构粒子间作用力，作用力越大，熔沸点越高。原子晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。分子晶体：组成结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如熔沸点：O2N2, HIHBrHCl。组成结构不相似的物质，分子的极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点：CON2。由上述可知，同类晶体熔沸点比较思路为：原子晶体共价键键能键长原子半径分子晶体分子间作用力相对分子质量听讲理解阅读归纳总结判断本堂小结：当堂检测、布置作业板书设计