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晶体结构教案1

教案示例

[教学目标]

1．掌握三种不同类型晶体的结构和性质特点；掌握分子间作用力的概念,理解分子间作用力和化学键的区别, 理解分子间作用力对物质的物理性质的影响.

2．通过晶体的结构和性质的关系的讨论，认识本质和现象的关系。

3．由典型晶体的代表物归纳出晶体的基本结构特点和性质特点，学会归纳推理的思维

方法，通过对比不同类型晶体的结构和性质特点，理解晶体结构和性质的关系，学会类比推理。

[ 重点 ] 三种不同类型晶体的结构和性质特点；分子间作用力的概念

[ 难点 ] 离子晶体中阴、阳离子个数比的计算；分子间作用力与化学键的区别

[教学过程]

教师活动

学生活动

[引入]

[展示] 各种类型晶体的实物

氯化钠、胆矾、石英、硅晶体、碘、硫黄

提问：什么是晶体

[讲解] 晶体具有三维有序的结构

观察，思考

回答：晶体是物质经过结晶过程而形成的具有规则几何外形的固体。

[板书]

一、离子晶体

阴、阳离子间通过离子键结合所形成的晶体

如：NaCl，CsCl

笔记，理解

（1）构成微粒：阴、阳离子

（2）相互作用：离子键

[展示] 氯化钠晶体结构模型

[提问] 请同学们观察氯化钠的晶体模型，观察它的形状、每个钠离子周围有几个氯离子、每个氯离子周围有几个钠离子?

观察:

(1)基本形状: 立方体

(2)每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子

[软件演示]

计算机三维动画模拟演示氯化钠的晶体结构, 突出显示每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围有6个钠离子

观察,理解

[讲解] 氯化钠晶体中, 钠离子和氯离子的个数比为1:1

理解:

每个钠离子周围有6个氯离子, 每个氯离子平均占有该钠离子的1/6; 每个氯离子周围有6个钠离子, 因此,每个氯离子平均占有的钠离子的个数为:

6×1/6=1

[强调] 在氯化钠晶体中, 不存在单个分子, NaCl称为化学式,只表示晶体中Na+和Cl-的个数比为1:1.

理解:

离子晶体中没有分子

[讲解] 在氯化钠晶体中, Na+可以从任意方向吸引Cl-,吸引Cl-的个数决定于Na+周围的空间大小, 若将Na+换成半径较大的Cs+,那么Cs+周围将可以吸引更多的Cl-.

请同学们观察计算机模拟的CsCl晶体结构模型

思考

[软件演示]

计算机三维动画模拟演示氯化铯的晶体结构, 突出显示每个Cs+周围有8个Cl-,每个Cl-周围有8个信息台Cs+

观察，理解

在CsCl晶体中，Cs+和Cl光电脉搏传感器-的个数比也是1：1

[讲解]

离子晶体的性质特点:熔沸点高,硬度大,熔融态和溶于水能导电.

[提问] 化学键的破坏是否一定发生化学变化?

倾听

回答：化学键的破坏不一定发生化学变化，如：NaCl熔融时，离子键被破坏，但没有发生化学变化

[板书]

二、分子晶体

[提问]

原子间可通过共价键构成分子,分子间有无相互作用?

回答：

分子之间存在相互作用，如：冰融化成水、水沸腾变成水蒸气均需要吸收能量，说明水分子之间存在相互作用，需要吸收能量克服分子间作用力。

[板书]

1.分子间作用力: 存在于分子间的相互作用,也称为范德华力

提问：冰的熔点为0℃，而NaCl的熔点为801℃，说明了什么？

笔记，回答：

说明水分子之间的相互作用力比NaCl中钠离子和氯离子之间的相互作用力要弱得多。

[讲解] 分子晶体的概念：分子通过范德华力结合所形成的晶体

理解：

（1）构成微粒：分子

（2）相互作用：分子间作用力（范德华力）

[讲解] 范德华力与化学键的比较

-------------------------------------

化学键范德华力

-------------------------------------

存在范围分子内, 晶体内分子间

能量大小 120～800 几～几十

（kJ·mol-1）

-------------------------------------

倾听，理解

范德华力比化学键弱得多

[讲解] 影响范德华力大小的因素:

(1)分子量大小,分子量越大,一般分子间作用力越大.

(2)分子极性的大小,分子极性越强,分子间作用力越大,

理解：

（1）卤素单质，从F2到I2，熔沸点逐渐升高，说明分子间作用力逐渐增大。

（2）水的分子量小于硫化氢的分子量,但它的分子的极性很强,所以分子间作用力很强, 其熔沸点比硫化氢高得多.

[小结] 分子间作用力大小主要影响分子晶体的熔沸点

领悟

[展示] 干冰的晶体结构模型

[提问] 干冰晶体结构中的基本微粒是什么？

[再问] 干冰晶体中是不是只存在范德华力？

金属络合染料[三问] 干冰气化时，需要克服什么作用力？

观察，回答：

（1）干冰中基本微粒是二氧化碳分子

（2）不是，其分子间是以范德华力，但分子内存在共价键。

（3）在干冰气化时,只要克服范德华力,化学键并未被破坏，发生的是物理变化。

[小结]

（1）分子晶体的物理性质特点是：熔沸点低,硬度小

（2）分子晶体熔化或气化时,只需要克服范德华力，不破坏化学键

（3）多数非金属元素组成的单质和化合物固态时是分子晶体, 如:硫、碘等。

理解：

（1）熔沸点低、硬度小的原因是范德华力是弱的相互作用力

（2）离子晶体熔化时需要克服离子键

（3）一般，常温下是气体的物质，降温到其熔点以下，形成的结晶也是分子晶体。

[板书]

三. 原子晶体: 原子通过共价键连接形成的三维晶体

如：金刚石、晶体硅、石英（SiO2）等，展示晶体硅和石英的实物

红柳河

笔记，观察，理解

[展示] 金刚石的结构模型

请同学们观察金刚石结构模型，归纳小结其结构特点。

观察

（1）碳原子间是以共价键结合,形成正四面体空间网状结构；

（2）最小的碳环为有六个碳原子

（3）键角为109°28’

[提问] 根据模型观察结果，思考原子晶体的构成微粒、相互作用是什么？

[强调] 在原子晶体中不存在分子

回答：

（1）构成微粒：原子

（2）相互作用：共价键

[讲解] 原子晶体的物理性质特点:

熔沸点高,硬度大,不溶于水.

如：金刚石的熔点为3550℃，是自然界硬度最大的固体，可用于做玻璃刀.

常见的原子晶体还有硅晶体、二氧化硅晶体等

[提问] 唐山开元集团请思考原子晶体熔点高、硬度大的原因是什么？

倾听，理解

回答：原子晶体中原子间以共价键直接结合而成，由于共价键键能较大，因此，原子晶体熔点高、硬度大。

[展示] 石墨的结构模型

请同学们观察石墨结构模型，归纳小结其结构特点。

观察

（1）层状结构，层与层之间是通过范德华力结合

（2）层内为碳原子间以共价键结合形成正六边形平面网状结构

（3）最小的碳环有六个碳原子

（4）键角：120°

[讲解]

石墨的结构属于混合型晶体，层间以范德华力结合类似于分子晶体，层内以共价键结合类似于原子晶体，因此，其性质也是多重的。

请同学们阅读教材，归纳石墨的性质特点。

归纳：石墨的性质

（1）熔点高，类似于原子晶体

（2）硬度小，类似于分子晶体

（3）能导电，类似于金属

[小结]

石墨与金刚石都是由碳原子直接构成的单质, 它们之间的区别在于晶体内原子间的排列方式不同,它们之间互为同素异形体.

倾听，理解

同素异形体:同种元素组成的不同单质之间互为同素异形体

晶体类型	离子晶体	分子晶体	原子晶体
构成微粒	阴、阳离子	分子	原子
相互作用	离子键	范德华力	共价键
性质特点	熔沸点较高硬度较大（脆）均为电解质	熔沸点较低硬度较小	熔沸点很高硬度很大不溶于水
举例	氯化钠	干冰	金刚石

[小结] 晶体类型

[小结] 原子构成物质的基本方式

┌得失电子─→阴、阳离子──（离子键）─→离子晶体

│ ┌→ 原子晶体

原子─┼→共用电子（共价键）┤

│ 峰峰值└ 分子──（范德华力）─→分子晶体

├→ 金属键(金属原子)──→金属晶体

└稀有气体原子(单原子分子) ──（范德华力）─→稀有气体分子晶体

[随堂检测]

(1）下列说法正确的是（）

（A）分子晶体中只存在范德华力

（B）化学键被破坏,则物质一定发生化学变化

（C）非金属单质分子中一定存在共价键

（D）在离子晶体中可能存在共价键

(2）下列各组物质气化或熔化时, 所克服的微粒间的作用属于同种类型的是（）

(A)碘和干冰升华 (B)二氧化硅和氧化钙熔化

(C)氯化钠和氯化铯的熔化 (D)水的气化和烧碱的熔化

(3）已知物质的熔点数据：NaCl 801℃，MgCl2 710℃，AlCl3 180℃，根据上述数据，判断AlCl3晶体类型可能是（）

(A)分子晶体 (B)原子晶体 (C)离子晶体

[随堂检测答案] (1)D (2)AC (3）A

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标签：晶体分子原子结构特点性质作用力

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