《晶體的常識(shí)》名師教學(xué)設(shè)計(jì)

4/5第一節(jié)晶體的常識(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、了解晶體與非晶體的本質(zhì)差異2、掌握晶體的基本性質(zhì)3、基本掌握簡單晶胞中原子個(gè)數(shù)的計(jì)算過程與方法1、通過生活常識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從宏觀特征逐步過渡到微觀特征，認(rèn)真把握內(nèi)部有序造就了外部有序2、通過實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫模擬，讓學(xué)生形象地感受，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了其性質(zhì)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過對(duì)晶體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的分析，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、務(wù)實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)作風(fēng)和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣2、通過“內(nèi)部有序造就了外部有序”的事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神3、以化學(xué)的發(fā)展史為暗線，讓學(xué)生體從詩詞中認(rèn)識(shí)晶體，到現(xiàn)實(shí)生活中制備晶體，再到觀看高科技下的晶體生長微觀視頻，激發(fā)他們的求知欲望和對(duì)化學(xué)發(fā)展的熱愛重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：晶體與非晶體的本質(zhì)差異教學(xué)難點(diǎn)：晶體與非晶體的本質(zhì)差異，晶體的物理性質(zhì)，簡單晶胞基本特征教學(xué)過程[引入]古詩有云：草木花者多五出，雪花獨(dú)六出。這是什么意思呢？[講]這句詩告訴我們，草木開出的花多為五瓣的，而大氣中的水蒸氣凝結(jié)成的雪花，在自然條件下是六瓣的?！侗静菥V目》中提到：光明鹽，大者如升，皆正方光徹。這說明了，在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)條件下，鹽均為方形?！締枴繛槭裁囱┗ê望}在自然條件下總是呈現(xiàn)相同的形態(tài)呢？[投影]晶體：具有自發(fā)規(guī)則幾何外形的固體非晶體：不具規(guī)則幾何外形的固體展示老師制作的在燒杯中的硝酸鉀晶體【實(shí)驗(yàn)探究】分組實(shí)驗(yàn)一：將熱飽和的硫酸銅和硝酸鉀溶液從試管中倒出至表面皿上，自然冷卻，觀察晶體的生長形成過程和外形討論：從自然界中雪花的形狀以及我們的試驗(yàn)中，可以總結(jié)出晶體的什么性質(zhì)？讓學(xué)生在自己動(dòng)手的過程中發(fā)現(xiàn)晶體的自范性【問】晶體在所有條件下均可展現(xiàn)出其自范性嗎？對(duì)比剛才的分組實(shí)驗(yàn)，有的小組做出來的硫酸銅晶體是非常漂亮的平行四邊形結(jié)構(gòu)，而有些小組（例如在電風(fēng)扇下面，或者正對(duì)空調(diào)的小組），他們的晶體是非常細(xì)碎，沒有明確結(jié)構(gòu)的呢？[講]瑪瑙和水晶都是SiO2，不同的是瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，而水晶則是熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成的。結(jié)論：晶體自范性的條件之一是生長的速率適當(dāng)【實(shí)驗(yàn)探究】分組實(shí)驗(yàn)二：1、在白紙上畫一條黑線，分別透過玻璃片和冰糖觀察橫線2、分別用小刀在玻璃片以及冰糖表面刻畫，有什么不一樣的感覺？晶體特性2：各向異性：在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)導(dǎo)電性各向異性石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率為與層平行方向上導(dǎo)電率的1/10000導(dǎo)熱性各向異性云母上的石蠟在熱鋼球作用下融化的快慢不同強(qiáng)度各向異性云母的解理性（晶體容易沿著某一平面剝離的現(xiàn)象）藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同光學(xué)性各向異性雙折射性——晶體在不同方向傳播的折射率是不同的，一條光線進(jìn)去會(huì)出現(xiàn)兩條折射光線【問】為什么晶體和非晶體性質(zhì)差別這么大呢？由于晶體的組成微粒在空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，而非晶體的組成微粒在空間里排列相對(duì)無序，所以晶體與非晶體許多性質(zhì)不相同。思考與交流:晶體和非晶體的差異?（1）物理性質(zhì)差異如：外形、硬度、熔點(diǎn)、折光率（2）區(qū)分晶體和非晶體最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)。[投影]蜂巢、銅晶體及銅晶胞模型：[講]為了描述晶體在微觀空間里原子的排列，無須畫出千千萬萬個(gè)原子，只需在晶體微觀空間里取出一個(gè)基本單元即可。這種描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞。可用蜂巢和蜂室的關(guān)系比喻晶體和晶胞的關(guān)系。1、晶胞：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。[講]銅晶體的排列方式：整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成；所謂“無隙”，是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙；所謂“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。[設(shè)問]銅晶胞含有幾個(gè)銅原子，為什么不是14個(gè)？[講]我們?cè)谟^察晶胞圖時(shí)，千萬不能忘記，晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元，在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。因而，晶胞的頂角原子是8個(gè)晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4個(gè)晶胞共用的，晶胞面上的原于是兩個(gè)晶胞共用的。[投影]3-8學(xué)生探究晶胞占有原子的規(guī)律：[板書]2、晶胞中原子占有率：頂點(diǎn)：1/8；邊心：1/4；面心：1/2；體心：1。［講］非長方體形晶胞中粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)視具體情況而定的。如石墨晶胞第一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)為1/3[投影探究]圖3—9依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(12)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個(gè)原子?[投影]鈉、鋅晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8；金剛石：8×1/8+6×1/2+4=8。[思考]上述銅晶體、金剛石、CO2晶體、NaCl晶體的晶胞的空間構(gòu)型呈什么形狀？在上述晶體中，晶胞是如何排列的？晶胞之間是否有空隙？[板書]3、三種典型的立方晶體結(jié)構(gòu)：［講］(1)六方晶胞：在六方體頂點(diǎn)的微粒為6個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有，在體內(nèi)的微粒全屬于該晶胞。微粒數(shù)為：12×1/6+2×1/2+3=6(2）面心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共有，在面心的為2個(gè)晶胞共有。微粒數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4(3)體心立方：在立方體頂點(diǎn)的微粒為8個(gè)晶胞共享，處于體心的金屬原子全部屬于該晶