2024-2025學(xué)年高中化學(xué) 第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 第2課時(shí) 原子晶體教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章第二節(jié)分子晶體與原子晶體第2課時(shí)原子晶體教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版選修3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章第二節(jié)“分子晶體與原子晶體”第2課時(shí)“原子晶體”，主要內(nèi)容涉及原子晶體的定義、特性、常見(jiàn)實(shí)例以及其與分子晶體的對(duì)比分析。教材內(nèi)容涉及新人教版選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》相關(guān)章節(jié)，具體包括原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、成鍵方式、熔沸點(diǎn)、硬度等性質(zhì)，并列舉金剛石、二氧化硅等實(shí)例。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，理解原子晶體的形成和性質(zhì)。

2.提升學(xué)生的科學(xué)思維，學(xué)會(huì)運(yùn)用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原理分析原子晶體的特性。

3.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識(shí)到原子晶體在材料科學(xué)中的重要性。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括原子排列方式和成鍵類(lèi)型。

②掌握原子晶體的物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、硬度、電導(dǎo)性等，并能解釋這些性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

③通過(guò)實(shí)例分析，如金剛石和二氧化硅，理解原子晶體在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解原子晶體中原子間成鍵的共價(jià)鍵理論，包括鍵的形成和鍵能的概念。

②分析原子晶體在高溫下的穩(wěn)定性，以及其熔融和溶解行為的特殊性。

③將原子晶體的理論應(yīng)用于實(shí)際材料科學(xué)問(wèn)題，如半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)平臺(tái)、投影儀、電腦、實(shí)物模型（如金剛石和二氧化硅樣品）。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)資源庫(kù)、在線教育平臺(tái)。

-信息化資源：原子晶體結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)、相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻、在線互動(dòng)問(wèn)答系統(tǒng)。

-教學(xué)手段：課堂講授、小組討論、實(shí)驗(yàn)演示、案例分析。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

-教師展示不同類(lèi)型的晶體圖片，引導(dǎo)學(xué)生回顧晶體分類(lèi)的知識(shí)。

-提問(wèn)：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了分子晶體，那么原子晶體有哪些特點(diǎn)呢？今天我們就來(lái)探討原子晶體的奧秘。

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

-①原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

-教師展示原子晶體的結(jié)構(gòu)模型，講解原子晶體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)原子間通過(guò)共價(jià)鍵連接。

-學(xué)生觀察模型，討論原子晶體的特點(diǎn)，如沒(méi)有自由電子，因此不導(dǎo)電。

-②原子晶體的物理性質(zhì)

-教師列舉金剛石、二氧化硅等實(shí)例，講解原子晶體的熔點(diǎn)高、硬度大、不導(dǎo)電等物理性質(zhì)。

-學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析這些性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

-③原子晶體的應(yīng)用

-教師介紹原子晶體在半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-學(xué)生討論原子晶體在實(shí)際生活中的重要性。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

-①觀察實(shí)物樣品

-學(xué)生觀察金剛石、二氧化硅等原子晶體樣品，記錄其外觀特征。

-②模擬原子晶體成鍵過(guò)程

-學(xué)生通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)，模擬原子晶體中原子間的共價(jià)鍵形成過(guò)程。

-③分析原子晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用

-學(xué)生查閱資料，分析原子晶體在半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

-①討論原子晶體與分子晶體的區(qū)別

-學(xué)生舉例說(shuō)明原子晶體和分子晶體在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等方面的不同。

-②分析原子晶體在高溫下的穩(wěn)定性

-學(xué)生討論原子晶體在高溫下的熔融和溶解行為，分析其穩(wěn)定性。

-③探討原子晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用前景

-學(xué)生討論原子晶體在新型材料研發(fā)中的應(yīng)用潛力，如納米材料、智能材料等。

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理性質(zhì)和應(yīng)用。

-提問(wèn)：同學(xué)們，通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，你們對(duì)原子晶體有哪些新的認(rèn)識(shí)？

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，教師總結(jié)：原子晶體在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義，希望同學(xué)們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)中繼續(xù)探索。

教學(xué)用時(shí)：45分鐘知識(shí)點(diǎn)梳理1.原子晶體的定義

-原子晶體是由原子通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的晶體。

-原子晶體中的原子排列成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，沒(méi)有自由電子。

2.原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

-原子排列規(guī)則，形成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

-原子間通過(guò)共價(jià)鍵連接，鍵能高，導(dǎo)致晶體熔點(diǎn)高、硬度大。

-沒(méi)有自由電子，因此不導(dǎo)電。

3.原子晶體的物理性質(zhì)

-熔點(diǎn)高：由于原子間共價(jià)鍵的鍵能大，需要較高的溫度才能打破這些鍵。

-硬度大：原子間強(qiáng)烈的共價(jià)鍵使得晶體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。

-不導(dǎo)電：沒(méi)有自由電子，因此原子晶體不導(dǎo)電。

-透明性：某些原子晶體具有良好的透明性，如金剛石。

4.常見(jiàn)原子晶體實(shí)例

-金剛石：自然界中硬度最大的物質(zhì)，用于切割工具和裝飾品。

-二氧化硅（SiO2）：石英、水晶的主要成分，用于玻璃、光纖等。

-氧化鋁（Al2O3）：剛玉，硬度僅次于金剛石，用于磨料、耐火材料等。

5.原子晶體的成鍵方式

-共價(jià)鍵：原子間通過(guò)共享電子對(duì)形成的鍵。

-非極性共價(jià)鍵：原子間共享電子對(duì)，電子云對(duì)稱(chēng)分布。

-極性共價(jià)鍵：原子間共享電子對(duì)，電子云不對(duì)稱(chēng)分布。

6.原子晶體的應(yīng)用

-半導(dǎo)體材料：如硅（Si）、鍺（Ge）等，用于制造電子器件。

-光學(xué)材料：如石英、水晶等，用于光學(xué)儀器和光纖通信。

-耐火材料：如氧化鋁、氧化鋯等，用于高溫環(huán)境下的容器和結(jié)構(gòu)。

7.原子晶體的熔融和溶解行為

-熔融：原子晶體在高溫下熔融時(shí)，需要打破原子間的共價(jià)鍵。

-溶解：原子晶體在溶劑中溶解時(shí)，需要破壞晶體結(jié)構(gòu)，使原子分散到溶劑中。

8.原子晶體與分子晶體的區(qū)別

-結(jié)構(gòu)：原子晶體是三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子晶體是分子間的范德華力或氫鍵連接。

-性質(zhì)：原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大、不導(dǎo)電，分子晶體熔點(diǎn)低、硬度小、可導(dǎo)電。

-應(yīng)用：原子晶體用于半導(dǎo)體、光學(xué)、耐火材料等，分子晶體用于藥品、香料等。

9.原子晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用前景

-新型材料研發(fā)：如納米材料、智能材料等，具有特殊性能和應(yīng)用潛力。

-可持續(xù)發(fā)展：原子晶體在環(huán)保、能源等領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值，有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成教材課后練習(xí)題，特別是與原子晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用相關(guān)的題目，如第3頁(yè)的“思考題”和“練習(xí)題”部分。

2.選擇一種常見(jiàn)的原子晶體材料，如金剛石、二氧化硅或氧化鋁，進(jìn)行調(diào)研，包括其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用，撰寫(xiě)一份簡(jiǎn)要的報(bào)告。

3.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用以驗(yàn)證原子晶體在高溫下的穩(wěn)定性，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟和預(yù)期結(jié)果。

作業(yè)反饋：

1.作業(yè)批改：在學(xué)生完成作業(yè)后，教師應(yīng)在下一節(jié)課開(kāi)始前完成批改工作，確保每個(gè)學(xué)生的作業(yè)都能得到及時(shí)的反饋。

2.反饋內(nèi)容：教師在批改作業(yè)時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

-知識(shí)掌握程度：檢查學(xué)生對(duì)原子晶體基本概念、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和物理性質(zhì)的理解是否準(zhǔn)確。

-分析能力：評(píng)估學(xué)生對(duì)原子晶體性質(zhì)與結(jié)構(gòu)關(guān)系的分析是否合理，是否能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)際問(wèn)題。

-應(yīng)用能力：觀察學(xué)生在調(diào)研報(bào)告和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新能力，是否能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決。

3.改進(jìn)建議：

-對(duì)于知識(shí)掌握不準(zhǔn)確的學(xué)生，教師應(yīng)提供詳細(xì)的解釋和例子，幫助他們鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。

-對(duì)于分析能力不足的學(xué)生，教師可以通過(guò)討論或個(gè)別輔導(dǎo)的方式，引導(dǎo)他們?nèi)绾芜\(yùn)用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原則進(jìn)行分析。

-對(duì)于應(yīng)用能力較弱的學(xué)生，教師可以鼓勵(lì)他們多參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)提高應(yīng)用能力。

4.反饋方式：教師可以通過(guò)課堂口頭反饋、書(shū)面評(píng)語(yǔ)或個(gè)別輔導(dǎo)的形式，將反饋信息傳達(dá)給學(xué)生。

5.反饋時(shí)間：教師應(yīng)在下一節(jié)課開(kāi)始前完成作業(yè)的批改和反饋，確保學(xué)生能夠在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中及時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法和策略。

6.反饋記錄：教師應(yīng)記錄學(xué)生的作業(yè)完成情況和學(xué)習(xí)進(jìn)步，這些記錄可以作為學(xué)生綜合評(píng)價(jià)的參考依據(jù)。課后作業(yè)1.簡(jiǎn)述原子晶體的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明至少兩種常見(jiàn)的原子晶體及其應(yīng)用。

-原子晶體的特點(diǎn)：由原子通過(guò)共價(jià)鍵連接成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高，硬度大，不導(dǎo)電。

-舉例：金剛石（用于切割工具和裝飾品），二氧化硅（用于玻璃、光纖）。

2.解釋為什么原子晶體通常具有較高的熔點(diǎn)和硬度。

-原子晶體中原子通過(guò)共價(jià)鍵連接，共價(jià)鍵的鍵能較大，需要較高的能量才能打破這些鍵，因此熔點(diǎn)高。同時(shí)，原子間的緊密排列使得晶體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，硬度大。

3.分析金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)差異，并解釋它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上的不同。

-金剛石中碳原子以正四面體結(jié)構(gòu)排列，形成堅(jiān)固的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其硬度大。石墨中碳原子以層狀結(jié)構(gòu)排列，層間作用力較弱，導(dǎo)致其硬度小。

4.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用以驗(yàn)證原子晶體在高溫下的穩(wěn)定性，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟和預(yù)期結(jié)果。

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證原子晶體在高溫下的穩(wěn)定性。

-原理：通過(guò)加熱原子晶體，觀察其熔融和溶解行為，分析其穩(wěn)定性。

-步驟：1.準(zhǔn)備金剛石和二氧化硅樣品；2.使用高溫爐加熱樣品；3.觀察樣品的熔融和溶解行為；4.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-預(yù)期結(jié)果：金剛石在高溫下不易熔融，二氧化硅在高溫下熔融，但溶解度較低。

5.論述原子晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用前景，并舉例說(shuō)明。

-應(yīng)用前景：原子晶體在半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料、耐火材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

-舉例：硅（Si）和鍺（Ge）作為半導(dǎo)體材料，用于制造電子器件；石英（SiO2）用于光纖通信；氧化鋁（Al2O3）用于耐火材料和磨料。

6.比較原子晶體和分子晶體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用，并舉例說(shuō)明。

-結(jié)構(gòu)：原子晶體由原子通過(guò)共價(jià)鍵連接成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子晶體由分子通過(guò)范德華力或氫鍵連接。

-性質(zhì)：原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大、不導(dǎo)電，分子晶體熔點(diǎn)低、硬度小、可導(dǎo)電。

-應(yīng)用：原子晶體用于半導(dǎo)體、光學(xué)、耐火材料等，分子晶體用于藥品、香料等。

7.分析原子晶體在環(huán)保和能源領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，并舉例說(shuō)明。

-應(yīng)用潛力：原子晶體在環(huán)保和能源領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力，如納米材料、智能材料等。

-舉例：納米二氧化鈦（TiO2）用于光催化降解污染物；鋰離子電池正極材料中的氧化鋰（Li2O）。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.原子晶體的定義與結(jié)構(gòu)

①定義：原子晶體是由原子通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的晶體。

②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間通過(guò)共價(jià)鍵連接，沒(méi)有自由電子。

2.原子晶體的物理性質(zhì)

①熔點(diǎn)高：共價(jià)鍵鍵能大，需要高溫打破鍵。

②硬度大：緊密排列的原子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致晶體堅(jiān)固。

③不導(dǎo)電：沒(méi)有自由電子，無(wú)法傳導(dǎo)電流。

3.原子晶體的實(shí)例與應(yīng)用

①實(shí)例：金剛石、二氧化硅、氧化鋁等。

②應(yīng)用：半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料、耐火材料等。

4.原子晶體的成鍵方式

①共價(jià)鍵：原子間共享電子對(duì)形成的鍵。

②非極性共價(jià)鍵：電子云對(duì)稱(chēng)分布。

③極性共價(jià)鍵：電子云不對(duì)稱(chēng)分布。

5.原子晶體與分子晶體的區(qū)別

①結(jié)構(gòu)：原子晶體為空間網(wǎng)狀，分子晶體為分子間作用力。

②性質(zhì)：原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大、不導(dǎo)電，分子晶體熔點(diǎn)低、硬度小、可導(dǎo)電。

6.原子晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用前景

①新型材料研發(fā)：納米材料、智能材料等。

②環(huán)保與能源領(lǐng)域：光催化降解污染物、鋰離子電池等。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動(dòng)式教學(xué)：在課堂上，我嘗試通過(guò)提問(wèn)、小組討論等方式，增加學(xué)生的參與度，讓每個(gè)學(xué)生都能在課堂上有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)，這樣可以更好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和思考能力。

2.實(shí)踐結(jié)合理論：我注意到理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合對(duì)于學(xué)生的理解更為深刻。因此，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，增加實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)際案例分析，讓學(xué)生在實(shí)際操作中理解原子晶體的性質(zhì)和應(yīng)用。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生參與度不高：盡管我嘗試了多種教學(xué)方法，但仍有部分學(xué)生課堂參與度不高，這可能是因?yàn)榻虒W(xué)方法不適合所有學(xué)生，或者學(xué)生對(duì)于化學(xué)學(xué)科的興趣不足。

2.理論與實(shí)踐脫節(jié)：有時(shí)候，學(xué)生在理解原子晶體的理論時(shí)比較困難，但在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)的應(yīng)用能力又不足，這表明理論教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)之間需要更好的結(jié)合。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前我的評(píng)價(jià)方式主要依賴(lài)于作業(yè)和考試，這可能不