江苏省新沂市王楼中学高中化学 《第四单元共价键 原子晶体 原子晶体》教案 新人教版选修3

用心 爱心 专心 1 教学时间教学时间 专题专题专题专题 3 3 微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质 单元单元第四单元共价键第四单元共价键 原子晶体原子晶体 教学教学 课题课题 节题节题第三课时原子晶体第三课时原子晶体 知识与技能知识与技能 1 了解原子晶体的涵义 特征 2 能描述金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系 过程与方法过程与方法进一步学习微观的知识 提高分析问题和解决问题的能力和联想比较 思维能力 教学教学 目标目标 情感态度情感态度 与价值观与价值观 通过学习晶体的形成 体会化学在生活中的应用 增强学习化学的兴 趣 教学重点教学重点金刚石 二氧化硅等原子晶体的结构 教学难点教学难点原子晶体的涵义 特征 教学方法教学方法探究讲练结合 教学准备教学准备 教师主导活动教师主导活动学生主体活动学生主体活动 教教 学学 过过 程程 基础知识基础知识 1 相邻 以 相结合而形成 结构的晶体叫 原子晶体 2 常见的原子晶体有 由于 大 所以它们一般具有较高的 和很大的 知识要点知识要点 一 原子晶体 1 常见的原子晶体 1 金刚石 C 2 石英 SiO2 2 原子晶体的主要性质 熔点和沸点高 硬度大 不导电 难溶于一些常见的溶剂 3 影响原子晶体熔沸点 硬度的主要因素 二 过度型晶体 石墨简介 石墨为层状结构 各层之间是范德华力结合 容易滑动 所以石墨很软 石墨各层均为平面网状结构 碳原子之间存在很强的共价 键 大 键 故熔沸点很 高 石墨为混合键型晶体 P46 讨论后口答 导电原因 自由 价电子 用心 爱心 专心 2 教师主导活动教师主导活动学生主体活动学生主体活动 教教 学学 过过 程程 三 几种化学键的比较 化学键成键本质键的方向性 饱和 性 影响键强弱的因 素 金属键 离子键 共价键 例 1 下列有关晶体的叙述中 错误的是 A 离子晶体在熔化时 离子键被破坏 而分子晶体熔化时化学键不 被破坏 B 白磷晶体中 结构粒子之间通过共价键结合 C 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状 结构的晶体 D 构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键 解析 离子晶体是通过离子键将阴 阳离子结合在一起的 所以熔化 时 离子键遭破坏 而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的 所以熔化时 分子内部的化学键未发生变化 破坏的只是范德华力 则 A 正确 白磷晶体是分子晶体 在分子内部存在共价键 而分子之 间是通过范德华力结合的 则 B 错误 石英晶体是原子晶体 则 C 正 确 稀有气体在固态时也属于分子晶体 而稀有气体是单原子分子 在分子内部不存在共价键 则 D 错误 例 2 长期以来一直认为氟的含氧酸不存在 但 1971 年美国科学家将 F2通入细冰沫获得 HFO 次氟酸 1 HFO 的电子式为 2 HFO 与水反应得到物质 A A 既可用作氧化剂 也可用作还 原剂 写出 HFO 与水反应的化学方程式 3 分子A为 极性 非极性 分子 答案 BD 教师主导活动教师主导活动学生主体活动学生主体活动 用心 爱心 专心 3 教教 学学 过过 程程 1 2 HFO H2O HF H2O2 3 极性 说明 1 HFO是F的含氧酸 因此它的分子结构是F原子与 一个羟基相连 由此可以推出HFO的电子式 分子中 中心原 子为氧原子 氧与氢共用的电子对偏向氧 氧和氟共用的电 子对偏离氧 2 物质A由H F O三种元素中的一种或两种组成 且既可 用作氧化剂 也可用作还原剂 因此A是H2O2 3 H2O2分子中有一个过氧链 O O 每个氧原子上各连 着一个氢原子 两个氢原子位于象半展开书本的两页纸上 分子结构不对称 正负电荷中心不重合 所以为极性分子 A 板 书 计 划 一 原子晶体 1 常见的原子晶体 1 金刚石 C 2 石英 SiO2 2 原子晶体的主要性质 熔点和沸点高 硬度大 不导电 难溶于一些常见的溶剂 3 影响原子晶体熔沸点 硬度的主要因素 二 过度型晶体 石墨简介 石墨为层状结构 各层之间是范德华力结合 容易滑动 所以石墨很软 石墨各层均为平面网状结构 碳原子之间存在很强的共价键 大 键 故熔沸点 用心 爱心 专心 4 课堂练习 1 下列有关硼元素的叙述中 正确的是 A 硼原子基态电子排布式为 1s22s23s1 B 三氯化硼分子中 B F 键是非极性键 C BN n是一种耐高温材料 D 硼元素与氢氧根结合形成的化合物是一种强碱 2 能与氢氧化钠溶液反应的原子晶体是 A 铝 B 金刚石 C 硅 D 二氧化硅 3 1999 年美国 科学 杂志报道 在 40GPa 高压下 用激光器加热到 1800K 人们成功制 得二氧化碳原子晶体 下列推断不正确的是 A 二氧化碳原子晶体有很高的熔点 沸点 有很大的硬度 B 二氧化碳原子晶体易气化 C 二氧化碳原子晶体与二氧化碳分子晶体属同分异构体 D 每摩尔二氧化碳原子晶体中含 2molC O 键 4 氮化硼是一种新合成的结构材料 它的一种晶体类型与金刚石相似 是一种超硬 耐磨 耐高温的物质 下列各组物质熔化时 所克服的微粒间作用力与氮化硼熔化所克服的微 粒间作用力都相同的是 A 硝酸钠和金刚石 B 硅晶体和水晶 C 冰和干冰 D 苯和萘 5 长期以来一直认为氟的含氧酸不存在 但 1971 年美国科学家将 F2通入细冰沫获得 HFO 次氟酸 1 HFO 的电子式为 2 HFO 与水反应得到物质 A A 既可用作氧化剂 也可用作还原剂 写出 HFO 与水反 应的化学方程式 3 分子A为 极性 非极性 分子 6 SiO2属AB2型共价键晶体 若将金刚石晶胞 如图 所示 中的所有C原子换成Si原子 同时在每 两个相邻的Si原子 距离最近的两个Si原子 中心联线的中点处增添一个O原子 则构成 SiO2晶胞 故SiO2晶胞中有 个Si原子 个O原子 离O原子最近的Si原子有 个 离Si原子最近的O原子有 个 6 在下列物质中 NaCl NaOH Na2S H2O2 Na2S2 NH4 2S CO2 CCl4 C2H2 SiO2 SiC 晶体硅 金刚石 其中只含有离子键的离子晶体是 其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是 其中既含有离子键 又含有极性共价键和配位键的离子晶体是 用心 爱心 专心 5 其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是 其中含有极性共价键的非极性分子是 其中含有极性共价键和极性共价键的非极性分子是 其中含有极性共价键和极性共价键的极性分子是 其中含有极性共价键的原子晶体是 7 某新型无机非金属材料 K 由两种非金属元素组成 它是一种超硬物质 具有耐磨 耐腐 蚀 抗冷热冲击 抗氧化的特征 下图所示为其生产过程 其中虚线框内的步骤是为 探究 C 的组成而设计 G F H 均为难溶于水的白色固体 请回答下列问题 1 指出 K 可能的晶体类型是 构成非金属材料 K 的基态原子的 电子排布式是 2 写出单质 B 和化合物 F 化学式 3 构成单质 B 的分子的电子式为 其化学键为 4 写出反应 的化学方程式 反应 的离子方程 式 1 C 说明 硼元素位于元素周期表中的第二周期 第三主族 核外 5 个电子 在它的第二 电子层中有 p 轨道存在 所以硼原子基态电子排布式应为 1s22s22p1 A 项错误 B 与 F 元素的原子吸引电子能力不同 之间形成极性共价键 B 项错误 BN n与石墨是等电 子体 它们的结构相同 性质相似 是一种耐高温材料 C 项正确 根据 对角线规则 在元素周期表中的应用 硼元素与氢氧根结合的化合物性质应当和硅元素与氢氧根结 合生成的 H4SiO4性质相似 不是强碱 D 项错误 2 D 说明 四个选项中只有铝是金属晶体 A 不合题意 其余三选项都是原子晶体 其中 能与氢氧化钠溶液反应的只有二氧化硅 D 项正确 3 BC 说明 在原子晶体中 组成晶格的质点是原子 原子以共价键相结合 由于质点间 结合力很强 所以这类晶体具有熔 沸点高 硬度大 不导电 在大多数常见溶剂中 不溶解 延展性差等特性 因此 A 正确 B 不正确 在原子晶体中不存在单个的小分 子 因此 C 也是错误的 CO2原子晶体具有与 SiO2晶体相同的结构 所以每摩尔 CO2原 用心 爱心 专心 6 子晶体中含有 2mol C O 键 4 B 说明 由题目中的条件可知 氮化硼为原子晶体 熔化时所克服的微粒间作用力是共 价键 四个选项中所给的物质 金刚石 硅晶体和水晶为原子晶体 硝酸钠为离子晶 体 熔化时克服的是离子键 冰 干冰 苯和萘均为分子晶体 熔化时克服的是分子 间作用力 5 1 2 HFO H2O HF H2O2 3 极性 说明 1 HFO是F的含氧酸 因此它的分子结构是F原子与一个羟基相连 由此可 以推出HFO的电子式 分子中 中心原子为氧原子 氧与氢共用的电子对偏向氧 氧 和氟共用的电子对偏离氧 2 物质A由H F O三种元素中的一种或两种组成 且既可用作氧化剂 也可用作还 原剂 因此A是H2O2 3 H2O2分子中有一个过氧链 O O 每个氧原子上各连 着 一个氢原子 两个氢原子位于象半展开书本的两页纸上 分子 结构不对称 正负电荷中心不重合 所以为极性分子 6 8 16 2 4 7 1 NaCl Na2S 2 NaOH NH4 2S 3 NH4 2S 4 Na2S2 5 CO2 CCl4 C2H2 6 C2H2 7 H2O2 8 SiO2 SiC 8 1 原子晶体 Si Ne 3s23p4 N 1s22s22p3 2 Cl2 H4SiO4 3 非极性共价键 4 SiCl4 4NH3 Si NH2 4 4HCl SiO32 CO2 2H2O CO32 H4SiO4 说明 非金属