鲁科版选修1 主题4课题2走进宝石世界 学案.doc

化学鲁科版选修1主题4课题2走进宝石世界学习要求学习要点1.了解金刚石的化学成分、性能和用途，从而认识四种不同的晶体类型。2根据各种不同宝石的性质，学会宝石的鉴别和保养。3了解宝石的价值。1.了解金刚石的化学成分、性能和用途，从而认识四种不同的晶体类型。2根据各种不同宝石的性质，学会宝石的鉴别和保养。一、从钻石说起1金刚石的物理、化学性质：_是自然界中最坚硬的物质，可以用它_所有的天然物质，因此有_之称。它的化学性质很_，_溶于水，耐_腐蚀，在纯氧中加热至_才燃烧，燃烧时生成_。2原子晶体：金刚石中的每个碳原子都与它周围的_个碳原子以_相结合，形成牢固的_结构，致使金刚石具有很_的硬度。像金刚石这样，相邻_均已较强的_相结合，在空间按一定规则排列的晶体叫做_晶体。这类晶体一般具有很高的_、_、_，化学性质_。常见的原子晶体有_、_、_、_、_、_等。3晶体的分类：晶体可分为_、_、_和_。4宝石的形成：地球上存在着各种各样的宝石，有些是自然界产出的_，如_、_、_等；有些是经过_形成的固体，如_、_、_等。预习交流宝石的含义？二、宝石的性质1宝石的硬度宝石的_是宝石的重要特征，不仅可用于宝石的_，而且还是划分宝石档次和等级的_。摩氏硬度是一种_硬度，即_，只表示宝石硬度的_。2宝石的颜色宝石的_是评价和鉴定宝石的重要因素，一般包括_和_。自色指宝石所含的_所产生的颜色，他色指宝石所含_所产生的颜色。常见的致色元素有_等。刚玉的主要成分是_，含有微量_元素时呈红色，称红宝石；含有微量_元素时，呈蓝色，称为蓝宝石。3宝石的化学性质多数宝石在常温、常压下相对_，宝石化学性质的差异在于宝石矿物的_各不相同，性质又决定了其用途及保养方法，其中最稳定的是_，最易被腐蚀的是_。三、宝石的价值宝石不仅是一种珍贵的装饰品，有些宝石还具有_功能，例如_、_、_、_等都是中药药材。有些宝石还具有特殊性质，例如_、红宝石、水晶等广泛应用于钻探、研磨、激光等领域。预习交流宝石矿物界的奇珍异宝，自古以来一直让人迷恋。钻石、绿宝石、红宝石和蓝宝石很早就出现在人类历史进程中，首先因稀罕而具有象征意义。后来，奇异的宝石成为了天下权贵们的必备之物。你都知道哪些宝石呢？答案：一、1.金刚石切割“硬度之王”稳定不酸碱720800 c二氧化碳2四共价键正四面体高原子共价键原子硬度沸点熔点稳定单质硅(si)单质硼(b)金刚砂(sic)石英(sio2)碳化硼(b4c3)氮化硼(bn)3原子晶体离子晶体分子晶体金属晶体4矿物单晶钻石红宝石蓝宝石生物或其他作用珍珠琥珀珊瑚预习交流：答案：宝石是指符合工艺要求的天然矿物单晶体，如钻石，红宝石、蓝宝石等，但广义的宝石泛指符合工艺要求的、能用来装饰的所有矿物和岩石，还包括来自动物的珍珠等。宝石分为天然宝石和人工合成宝石。天然宝石因为资源有限，多数比较珍贵。人工合成宝石如红宝石、蓝宝石等质地优良、色泽鲜艳，是非常好的装饰品。假宝石则是用塑料和玻璃制成的，与宝石的性质不同。二、1.硬度鉴定主要标准之一刻划相对硬度顺序位置2颜色自色他色主要元素微量杂质元素 铁、钛、铬al2o3铬铁、钛3稳定化学组成金刚石珍珠三、医药珊瑚珍珠玛瑙琥珀金刚石预习交流：答案：宝石中性优者如：金刚石、钢玉、绿柱玉、贵石榴石、电气石、贵蛋白石等；质稍劣者如：水晶、玉髓、玛瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、从钻石说起近年来，科学家在氦气中给石墨电极通电，石墨挥发，在其挥发的黑烟中发现了c60，它与金刚石互称。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子，碳原子之间存在键，它的摩尔质量是，而金刚石是一种结构的晶体，碳原子间通过键结合，含有碳原子构成的环，则最小环上有(填数字)个碳原子，每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是(填角度)。请填写数字代表的内容：_，_，_，_，_，_，_，_。四种基本晶体类型的判断法？1.钻石：也叫金刚石或金刚钻。2金刚石的性质：“硬度之王”，熔点高，化学性质稳定，耐酸碱腐蚀，燃烧生成二氧化碳。3金刚石的结构：每个碳原子都与它周围的四个碳原子以共价键结合，形成牢固的正四面体结构。4晶体的分类和性质：(1)原子晶体：相邻原子均以共价键相结合，在空间按一定规则排列的晶体。特点：硬度很高，熔点高，沸点高，化学性质稳定。原子晶体中不存在单个分子。常见的原子晶体：单质硅(si)、单质硼(b)、金刚砂(sic)、石英(sio2)、碳化硼(b4c3)、氮化硼(bn)等。(2)离子晶体：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。特点：熔、沸点较高，硬度较大，质地较脆，受压时易破裂；离子晶体不导电，但在水溶液或熔融状态下能导电。晶体内无单个的分子。常见的离子晶体：活泼金属形成的盐、碱类和氧化物，所有的铵盐。(3)分子晶体：通过分子间作用力互相结合形成的晶体。特点：由于分子间作用力比离子键、共价键弱得多，故分子晶体的熔沸点低，硬度小。晶体中存在单个分子。常见的分子晶体：所有的非金属氢化物、大多数非金属氧化物、绝大多数共价化合物、少数盐如alcl3。(4)金属晶体：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用(即金属键)形成的晶体。特点：导电、导热、延展性好(共性)，不同的晶体，熔点差异大，如钨高达3 380 c，而铯仅29 c；硬度差异大。常见的金属晶体：金属单质及合金。二、宝石的性质和价值世间宝石千千万，小小的一颗，往往要几万元。但市场上假冒的宝石不少，因此务必谨慎，以防上当受骗。当你面对众多宝石时，你能辨别出它的真假并说出它是哪一类宝石吗？古代豪门贵族中有“珍珠衫”，是用珍珠做成的衣服，在夏天穿在身上特别的凉快，可是如果这种衣服不用布做衬里，直接接触皮肤，夏天过后就会变得面目全非，不再漂亮了，因为_。1.宝石的硬度宝石的硬度：是宝石的重要特性；用于鉴定宝石；划分宝石档次和等级的主要标准。摩氏硬度：是一种刻划硬度，即相对硬度，只表示宝石硬度的顺序位置，而不是硬度的测定值。2宝石的颜色是评价和鉴定宝石的重要因素。致色元素：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜等。自色：宝石所含的主要元素所产生的颜色。他色：宝石所含微量杂质元素所产生的颜色。橄榄绿：成分是铁镁硅酸盐，铁使橄榄绿呈绿色，属于自色。红宝石和蓝宝石是因为微量元素引起的颜色，属于他色。3宝石的化学性质金刚石：几乎所有的强酸强碱都不能将金刚石腐蚀。珍珠：成分是碳酸钙和有机化合物，遇酸或碱时就会发生化学变化。珍珠的保养：不要让珍珠接触樟脑丸、清洁剂、酒精、咖啡、香水、油、盐、醋和脏物，尤其是有机溶剂，若沾上酒或咖啡，应马上用清水冲洗后用软布擦干。夏天流汗多，不宜戴珍珠项链。珍珠不戴时应用高级中性肥皂或洗洁精轻轻洗涤晾干，并忌暴晒珍珠。不戴时用首饰盒小心存放，并注意保持一定的湿润度。忌用脱脂棉包珍珠。不要与其他首饰放在一起，以免刮花珍珠表面。4宝石的价值作装饰。视为财富的象征。具有医药功能。珊瑚、珍珠、玛瑙、琥珀是中药药材。工业技术必需的材料。如金刚石、红宝石、水晶应用于钻探、研磨、激光等领域。答案：一、活动与探究：答案：同素异形体共价720 gmol1空间网状原子共价6 10928解析：从c60分子组成便知，它是由碳元素组成的一种单质，与金刚石互为同素异形体。在分子中，碳原子与碳原子之间以共价键结合，它的摩尔质量可由化学式求，即1260720 gmol1。金刚石是一种正四面体形空间网状结构，晶体中一个碳原子位于正四面体中心，四个碳原子以共价键与它结合，分别位于正四面体的四个顶点上。形成最小的环，含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知，键角为10928。思考与交流：答案：(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的作用力判断。四种基本晶体类型的划分，是依据构成微粒是原子、离子、分子或金属阳离子和自由电子而依次称为原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体的。晶体微粒间的作用力依次为共价键、离子键、分子间作用力(即范德华力和氢键)和金属键。(2)根据物质的类别判断。强碱、大多数的盐类、活泼金属的氧化物等离子化合物形成的晶体为离子晶体。大多数的非金属单质(除金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨外)；非金属的氢化物、非金属的氧化物(除sio2)、含氧酸、大多数的有机物等共价化合物是分子晶体。(3)根据物理性质和某些机械性能的差异判断。根据熔、沸点的差异。原子晶体：熔点高，在一千度到几千度；离子晶体：熔点较高，在数百度至一千度，甚至两千多度；分子晶体：熔点较低，在数百度以下直至低温；金属晶体：熔、沸点差距较大，多数熔、沸点高，但也有较低的，不便于用熔、沸点高低区分。根据导电性的情况来判断。在熔融状态和固态都不导电的有原子晶体和分子晶体(分别成为自由移动的原子和分子)。在熔融和固态都导电的是金属晶体。在固态时不导电(有离子但不自由移动)，而在熔融态导电(出现自由离子)的必是离子晶体。水溶液的导电情况，原子晶体均不溶于水，不研究。金属晶体也不会在水中溶成中性原子，也不研究。离子晶体若溶于水出现自由移动的离子必导电(属于离子定向移动的导电)。分子晶体较复杂，其中电解质的水溶液导电(如酸)，而非电解质(如酒精、蔗糖)则不导电。依据某些机械性能来判断。原子晶体具有高硬度、质脆、没有延展性；离子晶体硬而脆也没有延展性；分子晶体不坚硬，质脆、没有延展性；金属晶体则有硬有软，具有延展性。二、活动与探究：答案：第一步：利用课余时间到图书馆或上网查找相关资料，并进行归纳总结。第二步：同学们可以四人分成一个小组，相互交流自己学到的宝石鉴定方法，然后小组内总结常见宝石的鉴定方法。第三步：每组找一名代表，陈述讨论结果。探究结果示例：宝石的鉴定，一般可以分为原石和成品两大类。对于原石的鉴定，又可以分为野外鉴定和室内鉴定。野外鉴定多数采用放大镜和小刀等简单工具，用以初步对宝石矿物进行定名。室内鉴定主要是利用各种手段和仪器，进一步测定宝石矿物的数据，为鉴别宝石提供重要依据。天然宝石绝大部分都是自然界产出的矿物或矿物集合体。每一种矿物都有一定的化学成分、晶体结构、晶体形态、物理性质和化学性质。矿物在上述任何一方面的特征都可以作为鉴定矿物的依据，因而矿物鉴定方法就有：(1)肉眼观察鉴定(颜色、形态、光泽、解理等)；(2)物理性质测试鉴定(比重、折射率、硬度)；(3)在以晶体光学性质为依据的偏光显微镜下鉴定；(4)晶体结构分析(x射线衍射、红外光谱等)；(5)化学成分分析(化学简分析、化学全分析、电子探针成分分析、x射线荧光分析)等。目前常用的、易于掌握的宝石鉴定仪器有以下几种：(1)笔式聚光手电；(2)放大镜；(3)二色镜；(4)折光仪；(5)查尔斯滤色镜；(6)宝石显微镜；(7)热导仪；(8)偏光器。此外，常用的宝石鉴定仪器还有吸收光谱摄谱仪、荧光灯、x射线衍射仪、电子探针等。从理论上讲，任何鉴定矿物的方法和手段都可以用于宝石的鉴定工作，但事实上宝石鉴定有其特殊性。首先，宝石是珍贵的，不能随意刻划、破坏、浸蚀，必须保证检测的无损性；其次，矿物的鉴定多数情况下是为基础研究而进行的，宝石的鉴定多数情况下是为商业服务的，因而宝石鉴定应简单、快速、便捷、经济；再者，在宝石鉴定中还必须依据其内在特征判别该宝石是天然的，还是经人工优化处理的或者是人工生产的。这是宝石鉴定工作所独有的特点。宝石鉴定大致分四个步骤：肉眼鉴定，有效而简便的仪器检测，稳定的物理常数验证，签定鉴定报告。总之肉眼鉴定是对宝石的颜色、表面特征、内部特征、加工质量等方面进行全面的观察。在高科技发展的今天，大量人造宝石、合成宝石、仿制宝石的问世，仅凭肉眼鉴别已有很大的局限性，尤其是合成宝石与天然宝石很难区别。因此需要借助于仪器来最终确定。当然这仅仅是一些基本的鉴别方法，要想深入地学习辨别，只有经常看，多实践，方能掌握技巧。解析：宝石的硬度可用于宝石的鉴定，宝石的颜色是划分宝石档次、品级的重要因素。宝石的鉴定是一门较深的学问，掌握各种常见宝石的不同的鉴定方法及鉴定思路，熟悉各种常见宝石在肉眼下和常用仪器下的鉴定特征，包括宝石的颜色及颜色的分布状态、明显的多色性、解理及断口、生长纹理及光泽特征等方面的信息，即可认识物质的组成、结构与性质的关系，找出鉴别真假宝石的方法。思考与交流：答案：珍珠的主要成分是碳酸钙，接触皮肤后被汗液所腐蚀而色彩有所变化解析：珍珠的主要成分为碳酸钙和有机化合物，受汗液的作用时间长了就会变色，失去光泽。1下列属于原子晶体的化合物是()。a干冰b二氧化硅c金刚石 d氯化钠2下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()。asio2csclcbr4cf4bsio2csclcf4cbr4ccsclsio2cbr4cf4dcf4cbr4csclsio23据美国科学杂志报道：在40 gpa高压下，用激光器加热到1 800 k，制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是()。a该晶体属于分子晶体b该晶体易汽化，可用作制冷材料c一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应d每摩尔