江苏省平潮高级中学高中化学集体备课 《第三章 晶体结构与性质》第四节 离子晶体(1)教案 苏教版选修3

1 授课班级授课班级 课题 第三章课题 第三章 第一节第一节 晶体常识晶体常识 1 1 课课 时时 知识知识 与与 技能技能 1 了解晶体与非晶体的本质差异 2 掌握晶体的基本性质 过程过程 与与 方法方法 通过生活常识 感情经验从宏观特征逐步过渡到微观特征 认真把握 内部有序造就了外部有序 教教 学学 目目 的的 情感情感 态度态度 价值观价值观 增强探究晶体结构的兴趣 强化结构决定性质的辨证思维 重重 点点晶体与非晶体的区别 难难 点点晶体与非晶体的区别 知知 识识 结结 构构 与与 板板 书书 设设 计计 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第一节第一节 晶体的常识晶体的常识 一 晶体与非晶体一 晶体与非晶体 1 1 晶体 是内部微粒 晶体 是内部微粒 原子 离子或分子原子 离子或分子 在空间按一定规律做周期性重复排列构成在空间按一定规律做周期性重复排列构成 的物质 的物质 非晶体 是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质 非晶体 是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质 2 2 晶体的基本性质 晶体的基本性质 1 1 自范性 即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质自范性 即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质 晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象 晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象 2 2 均一性均一性 3 3 各向异性各向异性 4 4 对称性对称性 5 5 有确定的熔点有确定的熔点 3 3 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序 排列排列 4 4 得到晶体一般有三条途径 得到晶体一般有三条途径 1 1 熔融态物质凝固 熔融态物质凝固 2 2 气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华凝华 3 3 溶质从溶液中析出 溶质从溶液中析出 教学过程教学过程 教学步骤 内容教学步骤 内容 教学方法 手段 教学方法 手段 师生活动师生活动 导课导课 走进化学实验室 你能见到许多固体 如蜡状的白磷 P4 黄 2 色的硫黄 紫黑色的碘 I2 和高锰酸钾 KMnO4 蓝色的硫酸铜 CuSO4 5H20 白色的碳酸钙等 放眼世界 自然界中绝大多数矿物 也都是固体 你一定还能说出生活中常见的更多的固体 如金属 玻 璃 陶瓷 砖瓦 水泥 塑料 橡胶 木材 你是否知道固体有晶 体和非晶体之分 绝大多数常见的固体是晶体 只有如玻璃之类的物 质属于非晶体 又称玻璃体 晶体与非晶体有什么本质的差异呢 今 天我们开始学习 板书板书 第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 第一节第一节 晶体的常识晶体的常识 投影投影 常见的晶体 或展示实物 板书板书 一 晶体与非晶体一 晶体与非晶体 1 1 晶体 是内部微粒 晶体 是内部微粒 原子 离子或分子原子 离子或分子 在空间按一定规律做周期在空间按一定规律做周期 性重复排列构成的物质 性重复排列构成的物质 非晶体 是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质 非晶体 是内部的原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的物质 讲 讲 常见晶体有食盐 离子化合物的固态一般为晶体 冰 金属 宝石 水晶 大部分矿石 非晶体多是玻璃及玻璃态物质 橡胶 晶 体类型是分子晶体 离子晶体 原子晶体 金属晶体 石墨型特殊晶 体 思考思考 晶体规则的几何外型与组成晶体的微粒在空间的存在什么关系 投影投影 表3 1晶体与非晶体的本质差异 自范性微观结构 晶体有 能自发呈现多面体 外型 原子在三维空间里 呈周期性的有序排 列 非晶体没有 不能自发呈现多 面体外型 原子排列相对无序 讲 讲 晶体的基本性质是由晶体的周期性结构决定的 板书板书 2 2 晶体的基本性质 晶体的基本性质 1 1 自范性 即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质自范性 即晶体能自发地呈现几何多面体外形的性质 讲讲 晶体的自范性即晶体能白发地呈现多面体外形的性质 所谓自 发过程 即自动发生的过程 不过 自发 过程的实现 仍需要一 定的条件 例如 水能白发地从高处流向低处 但不打开拦截水流的 闸门 水库里的水就不能下泻 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生晶体呈现自范性的条件之一是晶体生 长的速率适当长的速率适当 熔融态物质冷却凝固 有时得到晶体 但凝固速率过 3 快 常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物 板书板书 晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排 列的宏观表象 列的宏观表象 投影投影 晶体二氧化硅与非晶体二氧化硅微粒排列情况 讲 讲 晶体的均一性指的是晶体的化学组成 密度等性质在晶体中各 部分都是相同的 板书板书 2 2 均一性均一性 讲 讲 同一晶体构造中 在不同方向上质点排列一般是不一样的 因 此 晶体的性质也随方向的不同而有所差异 板书板书 3 3 各向异性各向异性 讲 讲 同一晶体在构造中 在不同方向上质点排列一般是不一样的 因此 晶体的性质也随方向的不同而有所差异 像人们在观察大幅图 案画时的视觉感受 对不同的图案画的感受当然是不同的 而对于同 一幅图案画来说 由不同的方向审视时 也会产生不同的感受 所以 晶体的某些物理性质的各向异性同样反映了晶体内部质点排列的有序 性 而且通过这些性质可以了解晶体的内部排列与结构的一些信息 而非晶体则不具有物理性质各向异性的特点 板书板书 4 4 对称性对称性 讲 讲 晶体的外形和内部结构都具有对称性 在外形上 常有相等的 对称性 这种相同的性质在不同方向或位置上做有规律的重复 就是 对称性 晶体的格子构造本身就是质点重复规律的体现 板书板书 5 5 有确定的熔点有确定的熔点 讲 讲 除此之外 在相同的热力学条件下 晶体与同种物质的非晶 体固体 液体 气体相比较 其内能最小 晶体由于有最小的内能 因而晶体状态是一个相对稳定的状态 讲 讲 检验晶体的最有效的办法是X射线衍射法 当入射光的波长与 光栅隙缝大小相当时 能产生光的衍射现象 X射线波长与晶体结构 的周期大小相近 所以晶体是个理想的光栅 它能使X射线产生衍射 利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法 非晶态物质 没有周期性结构 不能使X射线产生衍射 只有射散效应 投影 投影 非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅X 衍射粉末图谱的对比 4 板书板书 3 3 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里 晶体和非晶体的本质区别 构成固体的粒子在三维空间里 是否呈现周期性的有序排列是否呈现周期性的有序排列 投影投影 讲讲 最有趣的例子是天然的水晶球 水晶球是岩浆里熔融态的Si02侵 入地壳内的空洞冷却形成的 剖开水晶球 常见它的外层是看不到晶 体外形的玛瑙 内层才是呈现晶体外形的水晶 其实 玛瑙和水晶都 是二氧化硅晶体 不同的是 玛瑙是熔融态Si02快速冷却形成的 而 水晶则是热液缓慢冷却形成的 讨论讨论 除以上水晶和玛瑙是熔融态冷却得到的 根据所学知识还有那 些方法得到晶体 板书板书 4 4 得到晶体一般有三条途径 得到晶体一般有三条途径 1 1 熔融态物质凝固 熔融态物质凝固 讲讲 冷却速率恰当 得到规则晶体 冷却速率过快 会得到不规则块 状物质看不到几何外形的粉末 板书板书 2 2 气态物质冷却不经液态直接凝固气态物质冷却不经液态直接凝固 凝华凝华 分组实验分组实验1 1 晶体碘的升华和凝华 在一个小烧杯里加入少量碘 用 一个表面皿盖在小烧杯上 并在表面皿上加少量冷水 把小烧杯放在 石棉网上加热 观察实验现象 投影投影 实验现象 固体直接变成紫色蒸气 蒸气遇冷 又重新凝聚成 固体 实验结论 晶体碘可产生凝华现象 板书板书 3 3 溶质从溶液中析出 溶质从溶液中析出 讲 讲 利用溶解度不同 通过重结晶进行物质的分离或提纯 将不规 则晶体投入其饱和溶液中会观察规则晶体的生成 验证溶解平衡为动 态平衡 投影投影 硫晶体 碘晶体 硫酸铜晶体的获得 5 讲 讲 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形 但在光学显微镜下可观 察到规则的晶体外形 投影投影 用显微镜观察几种晶体结构 K2Cr2O7 KNO3 萘 学与问学与问 1 某同学在网站土找到一张玻璃的结构示意图如图3 5所 示 这张图说明玻璃是不是晶体 为什么 2 根据晶体物理性质的各向异性的特点 人们很容易识别用玻璃仿 造的假宝石 你能列举出一些可能有效的方法鉴别假宝石吗 投影 投影 玻璃的结构示意图 汇报汇报 1 晶体与非晶体的根本区别在于构成固体中的粒子在微观空 间是否呈现周期性的有序排列 观察玻璃的结构示意图可知 构成玻 璃的粒子无周期性排列 是无序的 所以玻璃是非晶体 2 利用晶体与非晶体的性质差别来鉴别玻璃和宝石 宝石是晶体 具有固定的熔点和各向异性 可用硬度 熔点 折光率等性质来鉴别 宝石 投影 投影 1 可观察宝石的形状 具有多面体的外形 实验它的硬度 可在玻璃上划出痕迹 初步确定它是晶体 2 可得用宝石的折光率鉴别 3 可得用 X 射线衍射仪鉴别 教学回顾教学回顾 教教 案案 6 授课班级授课班级课题 第三章课题 第三章 第一节第一节 晶体常识晶体常识 2 2 课课 时时 知识知识 与与 技能技能 掌握晶体与晶胞的关系 会通过晶胞确定晶体的化学式 过程过程 与与 方法方法 学会判断晶体的化学式以及计算晶胞中所含的微粒数目的方法 提高 逻辑思维能力和空间想象能力 教教 学学 目目 的的 情感情感 态度态度 价值观价值观 了解人类探索物质结构的价值 认同 物质结构的探索是无止境的 观点 认识在分子等层次研究物质的意义 重重 点点通过晶胞确定晶体的化学式 难难 点点晶胞的结构 知知 识识 结结 构构 与与 板板 书书 设设 计计 二 晶胞二 晶胞 1 1 晶胞 描述晶体结构的基本单元 晶胞 描述晶体结构的基本单元 2 2 晶胞中原子占有率 顶点 晶胞中原子占有率 顶点 1 81 8 边心 边心 1 41 4 面心 面心 1 21 2 体心 体心 1 1 3 3 三种典型的立方晶体结构 三种典型的立方晶体结构 教学过程教学过程 教学步骤 内容教学步骤 内容 教学方法 手段 师教学方法 手段 师 生活动生活动 投影投影 蜂巢 铜晶体及铜晶胞模型 讲讲 为了描述晶体在微观空间里原子的排列 无须画出千千万万个 原子 只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可 这种描述晶 体结构的基本单元叫做晶胞 可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶 胞的关系 7 板书板书 二 晶胞二 晶胞 1 1 晶胞 描述晶体结构的基本单元 晶胞 描述晶体结构的基本单元 讲讲 铜晶体的排列方式 整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞 无 隙并置 而成 所谓 无隙 是指相邻晶胞之间没有任何间隙 所谓 并置 是指所有晶胞都是平行排列的 取向相同 设问设问 铜晶胞含有4个铜原子 为什么不是14个 讲讲 我们在观察晶胞图时 千万不能忘记 晶胞只是晶体微观空 间里的一个基本单元 在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数 晶胞 而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类 个数及几何排列 是完全相同的 因而 晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的 晶胞棱 上的原子是4个晶胞共用的 晶胞面上的原于是两个晶胞共用的 投影投影 3 8学生探究晶胞占有原子的规律 板书板书 2 2 晶胞中原子占有率 顶点 晶胞中原子占有率 顶点 1 81 8 边心 边心 1 41 4 面心 面心 1 21 2 体心 体心 1 1 讲 讲 非长方体形晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定的 如 石墨晶胞第一层内碳原子排成六边形 其顶点 1个碳原子 对六边 形的贡献为1 3 投影探究投影探究 图3 9依次是金属钠 Na 金属锌 Zn 碘 12 金刚 石 C 晶胞的示意图 数一数 它们分别平均含几个原子 投影投影 钠 锌晶胞都是 8 1 8 1 2 碘 8 1 8 6 1 2 2 8 金刚石 8 1 8 6 1 2 4 8 思考思考 上述铜晶体 金刚石 CO2晶体 NaCl 晶体的晶胞的空间构 型呈什么形状 在上述晶体中 晶胞是如何排列的 晶胞之间是否 有空隙 板书板书 3 3 三种典型的立方晶体结构 三种典型的立方晶体结构 讲 讲 1 六方晶胞 在六方体顶点的微粒为 6 个晶胞共有 在面 8 心的为 2 个晶胞共有 在体内的微粒全属于该晶胞 微粒数为 12 1 6 2 1 2 3 6 2 面心立方 在立方体顶点的微粒为 8 个晶胞共有 在面心的为 2 个晶胞共有 微粒数为 8 1 8 6 1 2 4 3 体心立方 在立方体顶点的微粒为 8 个晶胞共享 处于体心的 金属原子全部属于该晶胞 微粒数为 8 1 8 1 2 投影小结投影小结 体心立方体心立方体心立方体心立方简单简单简单简单立方立方立方立方面心立方面心立方面心立方面心立方 随堂练习 随堂练习 1 现有甲 乙 丙 丁四种晶胞如下图所示 可推知 甲晶体中 A 与 B 的离子个数比为 乙晶体的化学式为 丙晶体的化学式为 丁晶体的