人教新課標(biāo)化學(xué)高三年級《原子晶體》教學(xué)設(shè)計

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1、教案 3： 1-1-3 原子晶體第一節(jié) 離子晶體、分子晶體和原子晶體（三）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握原子晶體的概念，能夠區(qū)分原子晶體、離子晶體和分子晶體。 2掌握金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征，理解原子晶體中“相鄰原子間通過共價鍵 結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”的特征。3以金剛石為例，了解原子晶體的物理性質(zhì)（熔、沸點，導(dǎo)電性和溶解性）。4能夠根據(jù)金剛石、石墨的晶體結(jié)構(gòu)特征，分析比較兩種物質(zhì)的性質(zhì)特征。由此培養(yǎng) 根據(jù)晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的物理性質(zhì)的觀念。5學(xué)會比較離子晶體、分子晶體、原子晶體三類晶體的性質(zhì)特征和結(jié)構(gòu)特征。二、學(xué)習(xí)過程復(fù)習(xí)提問 （一）基本知識點（學(xué)生自學(xué)完成） 1原子晶體：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)

2、合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2構(gòu)成粒子： _ ；3.粒子間的作用 _ ；4原子晶體的物理性質(zhì)熔、沸點 _，硬度 _ ；_ 一般的溶劑； _ 導(dǎo)電。原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因 _原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式 _。為什么？5常見的原子晶體有 _ 等。6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。對分子晶體 ,構(gòu)成晶體的微粒是 _，微粒間的相互作用是 _；對于離子晶體，構(gòu)成晶體的是微粒是 _，微粒間的相互作 _鍵。對于原子晶體，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、沸點或硬度 ）。一般情況下，不同類晶體熔點高低順序是

3、 _ 晶體 _ 晶體 _ 晶體。原子晶體、離子晶體比分子晶體的熔、沸點高得多（二）重點點撥1晶體 晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。其結(jié)構(gòu)特征是其內(nèi)的原子或分子在主維空間的排布 具有特定的周期性，即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)的單位可以是單個原子或分子，也可以是 多個分子或原子團。重復(fù)的單位必須具備 3 個條件，化學(xué)組成相同，空間結(jié)構(gòu) （包括化學(xué)鍵 ） 相同，化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)境相同。2晶胞的概念 在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無限地重復(fù)就產(chǎn) 生了宏觀的晶體?？梢哉f，晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小，形狀和質(zhì)點的種類（分子、原子或離子）以及它們之間的作用力所決定的。3納米材料

4、我們平時所見到的材料，絕大多數(shù)是固體物質(zhì)，它的顆粒一般在微米級，一個顆粒包含著無數(shù)個原子和分子，這時候，材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質(zhì)。當(dāng)人們用特殊 的方法把顆粒加工到納米級大小，這時的材料則被稱之為納米材料，一個納米級顆粒所含的 分子數(shù)則大為減少。奇怪的是，納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化學(xué)特性，和微米級 材料的性質(zhì)迥然不同。納米材料的粒子是超細微的，粒子數(shù)多、表面積大，而且處于粒子界面上的原子比例甚 高，一般可達總數(shù)的一半左右。這就使納米材料具有不尋常的表面效應(yīng)，界面效應(yīng)等。因此 而呈現(xiàn)出一系列獨特的性質(zhì)。納米顆粒和晶胞是兩個完全不同的概念： 晶胞是晶體中最小的重復(fù)單元， 這種

5、重復(fù)單元 向空間延伸，構(gòu)成晶體，而納米顆粒本身就是一個分子，納米材料在結(jié)構(gòu)上與分子晶體有相 似的地方，但并不相同。納米材料并不是新的物質(zhì)，只不過是將傳統(tǒng)材料的顆粒進一步超細微化，這樣對物質(zhì)的 物理性質(zhì)的改變十分巨大，使之具備了一些傳統(tǒng)材料所無法具備的性質(zhì)。為什么與傳統(tǒng)材料 相比，納米材料的性質(zhì)改變?nèi)绱司薮?，科學(xué)界目前還無法做出最終解釋。4 各類晶體主要特征類型 比較離子晶體原子晶體分子晶體構(gòu)成晶體微粒陰、陽離子原子分子形成晶體作用力離子鍵共價鍵范德華力熔沸點較咼很高低物硬度硬而脆大小理導(dǎo)電性 性不良（熔融或水溶液中 導(dǎo)電）絕緣、半導(dǎo)體不良質(zhì)傳熱性不良不良不良延展性不良不良不良溶解性易溶于極性溶

6、劑，難溶于有機溶劑不溶于任何溶 劑極性分子易溶于極性溶劑；非 極性分子易溶于非極性溶劑中典型實例NaOH、NaCI金剛石P4、干冰、硫在離子晶體、原子晶體均不存在分子，因此 NaCI、SQ2等均為化學(xué)式。只有分子晶體中 才存在分子。（三）講練（先練后講）例 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 出 0（C） NaCI 與 HCI（D） CCI4與 KCI解析抓住晶體粒子的化學(xué)鍵去判斷晶體類型這一關(guān)鍵進行對比。如S02與 SiO2都是共價化合物，但是，晶體內(nèi)的作用力是分子間作用力，S02為分子晶體，而 SiO2中硅與氧以共價鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀的原

7、子晶體。答案B例 2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。在下列三種晶體金剛石晶體硅碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是()(A)(B)(C) (D)解析C 與 Si 同為 IVA 族元素，它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體，硅晶體，碳化 硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大，形成共價鍵的鍵能逐漸減弱?？赏茢嗵蓟?應(yīng)在 Si 與 C 之間。三種原子晶體，空間結(jié)構(gòu)相似，熔點決定于它們的鍵長與鍵能，故熔點 從咼到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。答案A例 3下列晶體分類中正確的一組是()離子晶體原子晶體分子晶體ANaOHArSO2BH2SO4石墨

8、SCCHsCOONa水晶coDBa(OH)2金剛石玻璃解析從晶體中結(jié)構(gòu)粒子的性質(zhì)去判斷晶體的類型。NaOH、CHsCOONa、Ba(OH)2都是通過離子鍵相互結(jié)合的離子晶體，純H2SO4，無 H+，系分子晶體。Ar 是氣體，分子間以范德華力相互結(jié)合為分子晶體， 石墨是過渡型或混合型晶體，水晶 Si02與金剛石是典型原子晶體。硫的化學(xué)式以 1 個 S 表示，實際上是 S8,氣體時為 S2，是以范德華力結(jié)合的分子晶體。玻璃無一定的熔點，加熱時逐漸軟化，為非晶體，是無定形物質(zhì)。答案C例 4單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)金剛石晶體硅晶體硼熔點382316832573沸點510026282823

9、硬度107.09.5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 個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個項點上各有1 個 B原子。通過視察圖形及推算，此晶體體結(jié)構(gòu)單元由_ 個硼原子構(gòu)成。其中B B 鍵的鍵角為解析原子，理由：晶體的熔、沸點和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體 Si 均為原予晶體，B 與 C 相鄰與Si 處于對角線處，亦為原于晶體。每個三角形的頂點被 5 個三角形所共有，所以，此頂點完全屬于一個三角形的只占到1/5，每個三角形中有 3 個這樣的點，且晶體 B 中有 20 個這樣的角形，因此，晶體B 中這樣的頂點(B

10、原子)有 3/5 20=12 個。又因晶體 B 中的三角形面為正三角形，所以鍵角為60例 51999 年美國科學(xué)雜志報道：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、沸點，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 鍵解析解答前，應(yīng)先弄清命題者是要考查干冰的性質(zhì)、還是要考查原子晶體的性質(zhì)。有 的同學(xué)沒有分析清楚這一點，認為是考查干冰的性質(zhì)，因而造成錯解。通過“原子晶體干冰”來考測解題者對“原子晶體性質(zhì)”的理

11、解程度。原子晶體硬度大、熔點和沸點高，所以 A 和 C 兩種說法正確。聯(lián)想到二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)，可得出D 說法也是正確的。答案應(yīng)選 B。(四) 總結(jié)1 相鄰原子間通過共價鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于離子晶體。2構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強共價鍵相結(jié)合，而且形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 鍵能大。原子晶體的熔點和沸點高。3同種晶體：若同為原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點 越高：如金剛石SiCSi。第三課時(原子晶體)針對性訓(xùn)練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，含有共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)

12、上，碳原子數(shù) 是()(A) 2 個(B) 3 個 (C) 4 個 (D) 6 個3下列各物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是()(A) 02、12、Hg( B) C02、KCl、SiO2(C) Na、K、Rb(D) SiC、NaCI、SO24下列各晶體申琪中任御一個原子都被相鄰的4 個原子所包圍；似共價鍵潞戒正四面體結(jié)構(gòu)，并向空間伸展虞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是()(A)甲烷(B)石墨(C)晶體硅 (D)水晶5.在 x mol 石英晶體中，含有 Si-O 鍵數(shù)是()(A) x mol( B) 2x mol(C) 3 x mol ( D) 4x mol6 固體熔化時，必須破壞非極性共價鍵的是()(A )冰 (B

13、)晶體硅 (C)溴(D )二氧化硅.II.7 石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)；每一個碳原于都跟其他3 個碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7完全占有的碳原子數(shù)是()(A) 10 個(B) 18 個 (C) 24 個(D) 14 個&石英玻璃是將純石英在1600C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7 個六元環(huán)(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

14、說法錯誤的是()(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)該晶體中每個碳原子連接4 個氮原子、每個氮原子連接3 個碳原子(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.晶體可以分為分子晶體、離子晶體、原子晶體等，在以下兩個題目中，分別對 不同晶體的組成、微粒間的作用力以及晶體的幾何構(gòu)型等進行了描述，請根據(jù)各題的提問做 出選擇：(1)下列關(guān)于只含非金屬元素的化合物的說法正確的是()(A)一定是共價化合物，且只能構(gòu)成分子晶體；(B)其晶體不可能是離子晶體，因為微粒間的作用力只有分子間作用力；(C)其晶體

15、不可能是原子晶體，原子晶體只有非金屬單質(zhì)，沒有化合物；(D)可能是離子化合物。(2)有下列離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖：為陽離子，O為陰離子。以 M 代表陽離子，N 代表陰離子，化學(xué)式為 MN2的晶體結(jié)構(gòu)為()11 石英晶體的平面示意圖如圖所示，實際上是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中硅，氧原子個數(shù)比為_13. 氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、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 1 300C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 原子不直接相連，同時每個原子都滿足8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化

16、學(xué)式 _(3) 現(xiàn)用 SiCl4 和凡在 H，氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_14. 短周期元素 K、Y、Z 在周期表中位置關(guān)系如圖：XYZ12. SiO44-離子結(jié)構(gòu)用周的結(jié)構(gòu)應(yīng)是_OIOSi-OIO-4表示，在二聚硅酸根離子Si2O76-中只有硅氧鍵，它(1)_ x 元素的單質(zhì)分子式是， 若 x 核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等，x 單質(zhì)的摩爾質(zhì)量為_，單質(zhì)是_ 晶體。(2) 自然界中存在一種含 Y 的天然礦物名稱是：電子式為 _ ，屬于_晶體。(3) z 單質(zhì)的晶體類型屬于 _, Z 的氫化物和最高價氧化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ 。15.有 A、B、C

17、三種晶體，分別由 C、H、Na、Cl 四種元素中的一種或幾種形成，對 這三種晶體進行實驗，結(jié)果如下圖所示晶體的化學(xué)式分別為：A_ B_ C_(2) 晶體的類型分別為：A_ B_C_(3) 晶體中粒子間的作用分別為：A_ B_ C_第三課時(原子晶體)針對練習(xí)答案I. A 2.D3.B4.C5.D6.B7.D 8C 9D 10. (1) D; (2) B。II.1 : 2。Lr 612.13.(1)原子。(2)S3N4。(3)3SiCI4+2N2+6H=Si3N4+12HCI14.( 1) He ; 4g mol-1；分于。(2)螢石。(3)分子晶體 H2S+H2SO4(濃)=SJ+ 02? +2H015.(1)A NaCI ; B C ; C HCI。A 離子晶體B 原于晶體C 分子晶體A 離子鍵 B 共價鍵 C 分子間作用力。o Is 0-o Is 0-OO