《分子晶體與原子晶體》設(shè)計(jì)

《分子晶體與原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)（1）教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解分子晶體的組成粒子、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)。使學(xué)生了解晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。使學(xué)生理解分子間作用力和氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。知道一些常見(jiàn)的屬于分子晶體的物質(zhì)類別。使學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究，體驗(yàn)研究過(guò)程，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)特點(diǎn)難點(diǎn)是氫鍵的方向性和氫鍵對(duì)物體物理性質(zhì)的影響從三維空間結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)晶胞的組成結(jié)構(gòu)教學(xué)方法建議：運(yùn)用模型和類比方法誘導(dǎo)分析歸納教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：復(fù)問(wèn)：什么是離子晶體？哪幾類物質(zhì)屬于離子晶體？（離子化合物為固態(tài)時(shí)均屬于離子晶體，如大部分鹽、堿、金屬氧化物屬于離子晶體）投影晶體類型離子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成晶體的類型粒子間的相互作用力性質(zhì)硬度熔沸點(diǎn)導(dǎo)電性溶解性展示實(shí)物：冰、干冰、碘晶體教師誘導(dǎo)：這些物質(zhì)屬于離子晶體嗎？構(gòu)成它們的基本粒子是什么？這些粒子間通過(guò)什么作用結(jié)合而成的？學(xué)生分組討論回答板書(shū)：分子通過(guò)分子間作用力形成分子晶體一、分子晶體定義：含分子的晶體稱為分子晶體也就是說(shuō)：分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體看圖3-9，如：碘晶體中只含有I2分子，就屬于分子晶體問(wèn)：還有哪些屬于分子晶體？較典型的分子晶體有非金屬氫化物，部分非金屬單質(zhì)，部分非金屬氧化物，幾乎所有的酸，絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體。分子間作用力和氫鍵過(guò)度：首先讓我們回憶一下分子間作用力的有關(guān)知識(shí)閱讀必修2P22科學(xué)視眼教師誘導(dǎo)：分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，也叫范徳華力。分子間作用力對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有怎么樣的影響。學(xué)生回答：一般來(lái)說(shuō)，對(duì)與組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子量越大分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也越高。教師誘導(dǎo)：但是有些氫化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的遞變卻與此不完全符合，如：NH3，H2O和HF的沸點(diǎn)就出現(xiàn)反常。指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)：教材中有些氫鍵形成的條件，氫鍵的定義，氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。多媒體動(dòng)畫(huà)片氫鍵形成的過(guò)程：①氫鍵形成的條件：半徑小，吸引電子能力強(qiáng)的原子（N，O，F(xiàn)）與H核②氫鍵的定義：半徑小、吸引電子能力強(qiáng)的原子與H核之間的靜電吸引作用。氫鍵可看作是一種比較強(qiáng)的分子間作用力。③氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：氫鍵使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高。④投影氫鍵的表示如：冰一個(gè)水分子能和周圍4個(gè)水分子從氫鍵相結(jié)合組成一個(gè)正四面體見(jiàn)圖3-11教師誘導(dǎo)：在分子晶體中，分子內(nèi)的原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，而相鄰分子通過(guò)分子間作用力相互吸引。分子晶體有哪些特性呢？學(xué)生回答分子晶體的物理特性：熔沸點(diǎn)較低、易升華、硬度小。固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電。教師誘導(dǎo)：大多數(shù)分子晶體結(jié)構(gòu)有如下特征：如果分子間作用力只是范德華力。以一個(gè)分子為中心，其周圍通常可以有幾個(gè)緊鄰的分子。如圖3-10的O2，C60，我們把這一特征叫做分子緊密堆積。如果分子間除范德華力外還有其他作用力（如氫鍵），如果分子間存在著氫鍵，分子就不會(huì)采取緊密堆積的方式學(xué)生討論回答：在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子，形成正四面體。氫鍵不是化學(xué)鍵，比共價(jià)鍵弱得多卻跟共價(jià)鍵一樣具有方向性，而氫鍵的存在迫使四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子的相互吸引，這一排列使冰晶體中空間利用率不高，皆有相當(dāng)大的空隙使得冰的密度減小。教師誘導(dǎo)，還有一種晶體叫做干冰，它是固體的CO2的晶體。干冰外觀像冰，干冰不是冰。其熔點(diǎn)比冰低的多，易升華。出示干冰的晶體結(jié)構(gòu)晶胞模型。教師講解：干冰晶體中CO2分子之間只存在分子間力不存在氫鍵，因此干冰中CO2分子緊密堆積，每個(gè)CO2分子周圍，最近且等距離的CO2分子數(shù)目有幾個(gè)？一個(gè)CO2分子處于三個(gè)相互垂直的面的中心，在每個(gè)面上，處于四個(gè)對(duì)角線上各有一個(gè)CO2分子周圍，所以每個(gè)CO2分子周圍最近且等距離的CO2分子數(shù)目是12個(gè)。投影小結(jié)完成表格晶體類型分子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成晶體的粒子分子粒子間的相互作用力分子間作用力性質(zhì)硬度小熔沸點(diǎn)較低導(dǎo)電性固態(tài)熔融狀態(tài)不導(dǎo)電溶解性相似相溶課堂鞏固練習(xí)下列屬于分子晶體的一組物質(zhì)是A、CaO、NO、COB、CCl4、H2O2、HeC、CO2、SO2、NaClD、CH4、O2、Na2O下列性質(zhì)符合分子晶體的是A、熔點(diǎn)1070℃，易熔于水，水溶液能導(dǎo)電B、熔點(diǎn)是10.31℃，液體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C、熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，能導(dǎo)電，密度是0.97g/cm3D、熔點(diǎn)，熔化時(shí)能導(dǎo)電，水溶液也能導(dǎo)電下列物質(zhì)的液體中，不存在分子是A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳D二硫化碳下列說(shuō)法正確的是A、離子化合物中可能含有共價(jià)鍵B、分子晶體中的分子內(nèi)不含有共價(jià)鍵C、分子晶體中一定有非極性共價(jià)鍵D、分子晶體中分子一定緊密堆積干冰汽化時(shí)，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是A、分子內(nèi)共價(jià)鍵B、分子間作用力C、分子間距離D、分子間的氫鍵“可燃冰”是深藏在海底的白色晶體，存儲(chǔ)量巨大，是人類未來(lái)極具潛在優(yōu)勢(shì)的潔凈能源。在高壓低溫條件下,由水分子形成空間籠狀結(jié)構(gòu)，籠中“關(guān)”甲烷而形成，如某種可燃冰的存在形式為CH4·5.75H2O。（1）“可燃冰”CH4·5.75H2O的分子中，m（CH4）：m（H2O）=（2）若要從“可燃冰”中分離出甲烷，可用下列兩中方法：①在一定溫度下，使氣體從水合物中分離出來(lái)，在一定壓力下，使氣體從水合物中分離出來(lái)。選擇以下物體填寫(xiě)下列空白A干冰B氯化銨C燒堿D固體碘⑴晶體中存在分子的是(填寫(xiě)序號(hào)，下同)⑵晶體中既有離子鍵又有共價(jià)鍵的是⑶熔化時(shí)不需要破壞共價(jià)鍵的是⑷常況下能升華的是四氯化硅的分子結(jié)構(gòu)與四氯化碳類似，對(duì)其作出如下推測(cè)①四氯化硅晶體是分子晶體。②常溫常壓四氯化硅下是液體。③四氯化硅分子是由極性鍵形成的分子。④四氯化硅熔點(diǎn)高于四氯化碳。其中正確的是A只有①B只有①②C只有②③D①②③④第二課時(shí)〖教學(xué)目標(biāo)設(shè)定〗掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體和分子晶體。了解金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系?！冀虒W(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)〗原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系〖教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)〗復(fù)習(xí)提問(wèn)：什么是分子晶體？試舉例說(shuō)明。分子晶體通常具有什么樣的物理性質(zhì)？引入新課：分析下表數(shù)據(jù)，判斷金剛石是否屬于分子晶體項(xiàng)目/物質(zhì)干冰金剛石熔點(diǎn)很低3550℃沸點(diǎn)很低4827℃展示：金剛石晶體閱讀：P71，明確金剛石的晶型與結(jié)構(gòu)歸納：1．原子晶體：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2．構(gòu)成粒子：原子；3．粒子間的作用：共價(jià)鍵；展示：金剛石晶體結(jié)構(gòu)填表：鍵長(zhǎng)鍵能鍵角熔點(diǎn)硬度歸納：4．原子晶體的物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)_______，硬度________；______________一般的溶劑；_____導(dǎo)電。思考：（1）原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式，為什么？（2）為什么金剛石的熔沸點(diǎn)很高、硬度很大？（3）閱讀：P72，討論“學(xué)與問(wèn)1”歸納：晶體熔沸點(diǎn)的高低比較①對(duì)于分子晶體，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)也越高。②對(duì)于原子晶體，一般來(lái)說(shuō)，原子間鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，硬度越大。合作探究：（1）在金剛石晶體中,每個(gè)C與多少個(gè)C成鍵？形成怎樣的空間結(jié)構(gòu)？最小碳環(huán)由多少個(gè)石中,含CC原子組成？它們是否在同一平面內(nèi)？（2）在金剛石晶體中，C原子個(gè)數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為多少？（3）12克金剛—C鍵數(shù)為多少NA？比較:CO2與SiO2晶體的物理性質(zhì)物質(zhì)/項(xiàng)目熔點(diǎn)℃狀態(tài)(室溫)CO2-56.2氣態(tài)SiO21723固態(tài)閱讀：P72，明確SiO2的重要用途推斷：SiO2晶體與CO2晶體性質(zhì)相差很大，SiO2晶體不屬于分子晶體展示：展示SiO2的晶體結(jié)構(gòu)模型（看書(shū)、模型、多媒體課件），分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。引導(dǎo)探究：SiO2和C02的晶體結(jié)構(gòu)不同。在SiO2晶體中，1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)Si原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子；同時(shí)，每個(gè)O原子跟2個(gè)Si原子相結(jié)合。實(shí)際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀的晶體。閱讀：P72，明確常見(jiàn)的原子晶體5．常見(jiàn)的原子晶體有____________________________等。6．各類晶體主要特征類型比較分子晶體原子晶體構(gòu)成晶體微粒形成晶體作用力物理性質(zhì)熔沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性傳熱性延展性溶解性典型實(shí)例P4、干冰、硫金剛石、二氧化硅閱讀：P72，討論“學(xué)與問(wèn)2”歸納：判斷晶體類型的依據(jù)（1）看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。對(duì)分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________，微粒間的相互作用是___________；對(duì)于原子晶體，構(gòu)成晶體的微粒是_______，微粒間的相互作用是___________鍵。（2）看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如：熔、沸點(diǎn)或硬度)。一般情況下，不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多〖練習(xí)〗1.下列的晶體中，化學(xué)鍵種類相同，晶體類型也相同的是A、SO2與SiO2B、C02與H2OC、C與HClD、CCl4與SiC2.碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石②晶體硅③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是A、①③②B、②③①C、③①②D、②①③3.1999年美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是A、原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度B、原子晶體干冰易氣化，可用作制冷材料C、原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料D、每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵4.①在SiO2晶體中，每個(gè)Si原子與個(gè)O原子結(jié)合，構(gòu)成結(jié)構(gòu)，Si位于_____________，O位于________②在SiO2晶體中，Si原子與O原子個(gè)數(shù)比為③在SiO2晶體中，最小的環(huán)為個(gè)Si和個(gè)O組成的環(huán)。5.單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)>382316832573沸點(diǎn)510026282823硬度107.09.5①晶體硼的晶體類型屬于____________晶體，理由是________________。已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過(guò)視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由________________個(gè)硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵的鍵角為_(kāi)___________?！甲鳂I(yè)〗1．下列晶體中不屬于原子晶體的是（A）干冰（B）金剛砂（C）金剛石（D）水晶2．在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上，碳原子數(shù)是（A）2個(gè)（B）3個(gè)（C）4個(gè)（D）6個(gè)3．下列各物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是（A）O2、I2、Hg（B）CO2、K、SiO2（C）Na、K、Rb（D）SiC、NaCl、SO24．下列各晶體中任意一個(gè)原子都被相鄰的4個(gè)原子所包圍；以共價(jià)鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu)，并向空間伸展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是（A）甲烷（B）石墨（C）晶體硅（D）水晶5．在xmol石英晶體中，含有Si-O鍵數(shù)是（A）xmol（B）2xmol（C）3xmol（D）4xmol6．固體熔化時(shí)，必須破壞非極性共價(jià)鍵的是（A）冰（B）晶體硅（C）溴（D）二氧化硅7．石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個(gè)碳原于都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是（A）10個(gè)（B）18個(gè)（C）24個(gè)（D）14個(gè)8．石英玻璃是將純石英在1600℃高溫下熔化，冷卻后形成的玻璃體。關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中正確的是（A）石英玻璃屬于原子晶體（B）石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕（C）石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體（D）石英玻璃能經(jīng)受高溫劇變且能抗堿的腐蝕9．已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（A）該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固（B）該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子、每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子（C）該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)（D）該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)10．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于__________晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子和S原子不直接