高中化学 3.3.1《原子晶体》教案 鲁科版选修4（通用）

第三节原子晶体和分子晶体一级原子晶体教学目标1.通过了解典型原子晶体金刚石的宏观性质，引导学生了解原子晶体的空间结构特征和粒子的堆积方式。2.理解共价键形成的晶体特征。重点和难点重点：掌握原子晶体的结构和性质。难点：理解原子晶体、离子晶体和金属晶体的区别。教学法自主合作探究式学习案例教学教学过程老师很活跃学生活动计划导入场景问题通过对初中和必修课的学习，我们知道虽然碳和硅都是A族元素，但它们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却大不相同。例如，在常温下，二氧化碳是一种气体，而二氧化硅是一种具有高熔点和高硬度的晶体。这是为什么？这和他们的结构有什么关系？在这一部分，我们将研究它们在结构和性质上的差异。学生们听和想。提问，激发学生的思维，激发学生的学习兴趣。问题发现自学要求学生先自学课本，然后完成学习计划中的基本自我测试内容，然后互相讨论。写下在研究计划的问题发现栏中发现的难题。(教师巡视以引导学生自学并正确使用学习计划。)学生首先阅读课本，然后完成学习计划中的相应内容。互相讨论并提问。充分发挥学生的主体作用，提高课堂效率，培养学生的自学能力。问题探究与应用问题探究与应用问题探究1在初中，我们都学习了钻石的属性(展示钻石的图片)。钻石的特征是什么？这些性质显然是由钻石的结构决定的。众所周知，金刚石中碳原子的杂化轨道是sp3。那么，钻石有什么样的结构呢？请互相讨论，根据自己的想象制作钻石结构模型。思考1.钻石晶体中每个碳原子旁边有多少个碳原子？2.钻石晶体中每个碳原子上有多少个共价键？3.钻石晶体中碳原子数与碳-碳共价键数的比率是多少？原子结晶1.概念：由相邻原子之间的共价键形成的具有三维网络结构的晶体。归纳法和膨胀法(展示甲烷和金刚石的微观结构图，并与学生的答案一起分析和总结)甲烷分子中碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体分子。钻石中碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道，因此每个碳原子和其相邻的四个碳原子通过共价键结合在一起，形成规则的四面体空间网络结构。其中，碳碳键的键长为0.154纳米，键能为347千焦摩尔-1。正是这种特殊的排列使得钻石水晶独一无二。迁移应用程序在下面关于菱形的语句中，错误是()。晶体中没有独立的分子B.碳原子通过共价键结合在一起c是硬度最大的物质之一。化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气反应。板书。普通原子晶体金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗、碳化硅、氮化硼二氧化硅晶体问题调查2水晶是一种古老的宝石(显示水晶图片)。当晶体状态良好时，它呈六刃钻头的形状，其成分是二氧化硅。晶体结构可以看作是在硅晶体的每个硅-硅键中“插入”一个氧原子的形成，那么原子在二氧化硅中是如何排列的呢？请互相讨论，根据你自己的想象制作一个二氧化硅的结构模型。思考1。二氧化硅晶体中每个硅原子旁边有多少个氧原子？每个氧原子旁边有多少硅原子？二氧化硅晶体中硅原子与氧原子的比例是多少？思考2。二氧化硅晶体中的每个硅原子上附着了多少个共价键？每个氧原子上连接了多少个共价键？归纳法和膨胀法(展示二氧化硅的微观结构图，并与学生的答案一起分析和总结)碳和硅都是A族元素。如果用硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，可以得到晶体硅结构；如果氧原子被“插入”到硅晶体的每个硅-硅键中，可以获得以硅-氧四面体为骨架的二氧化硅结构。在二氧化硅晶体中，一个硅原子形成四个共价键，一个氧原子形成两个共价键，因此二氧化硅晶体中硅原子与氧原子的数量比为1:2。通过以上分析，钻石和二氧化硅与我们以前学过的金属晶体和离子晶体有什么不同？诱导和膨胀金刚石和二氧化硅不同于金属晶体和离子晶体中的粒子组成和粒子间的相互作用。这个列表可以比较如下(首先让学生自己填写表格，然后进行分析和解释):晶体类型合成粒子粒子间力真实的例子金属结晶钙、铜、镁离子晶体钻石，二氧化硅像这样，一个由相邻原子之间的共价键形成的具有空间三维网络结构的晶体成为原子晶体。常见的原子晶体包括金刚石、晶体硅、碳化硅、晶体等。说明：从金刚石的晶体结构可以看出，每个碳原子周围只有四个碳原子，这是由共价键的饱和度和方向性决定的。正是因为围绕中心原子排列的原子数量有限，这种松散排列的结构与金属晶体和离子晶体中紧密堆积的排列非常不同。迁移应用在二氧化硅晶体中，原子不是以“紧密堆积”结构排列的，因为()。A.共价键是饱和的B.共价键具有方向性C.二氧化硅是一种化合物二氧化硅由非金属元素的原子组成交流与讨论分析下表中的数据。一些原子晶体的键能、熔点和硬度表透明的键能/千焦摩尔-1熔点/硬度*钻石(丙丙)347335010碳化硅(碳硅)30126009晶体硅(硅硅)22614157思考 1。如何从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次降低？2.带有共价键的晶体被称为原子晶体.这样对吗？为什么？归纳扩展1.在原子晶体中，每个原子都由共价键结合。由于共价键在原子晶体熔化时必须被破坏，而且共价键的键能相对较大，破坏它们需要很高的温度，所以原子晶体具有很高的熔点。2.对于具有相似结构的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。板书。原子晶体的物理性质在原子晶体中，因为原子被强共价键结合并形成空间网络结构，所以(1)高熔点和高沸点(2)高硬度(3)一般不导电(4)几乎不溶于一些常用溶剂迁移应用碳化硅晶体具有类金刚石结构，其中碳原子和硅原子的位置交替变化。与晶体硅和金刚石相比，这是正确的()。熔点从高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅碳化硅三种晶体中的结构单元都是规则的四面体结构所有三种晶体都是原子晶体，并且是电的良导体学生分组讨论和探究，根据想象制作钻石棒模型。然后，小组代表表达了他们的观点。学生复习和复习混合轨道的知识，完善他们自己的菱形球棍模型。学生们练习并巩固他们关于钻石的知识。学生分组讨论和探究，根据想象制作一个二氧化硅球棒模型。然后，小组代表表达了他们的观点。根据分析，学生们完善了自己的硅胶球棒模型。学生复习、填写表格、总结和复习晶体知识。学生们练习并巩固他们关于原子晶体的知识。学生分组讨论，探究原子晶体性质逐渐变化的规律和原因学生练习并巩固他们对原子晶体性质逐渐变化规律的知识。通过问题探索和转移应用学习钻石知识。通过问题探索和转移应用学习二氧化硅知识。通过问题探索，总结了原子晶体的相关知识，比较了金属晶体、离子晶体和原子晶体的区别。通过问题研究，总结出原子晶体的熔点等渐变规律。通用集成1.金属晶体、离子晶体和原子晶体的结构和性质有什么不同？请填写下面的表格。晶体类型金属结晶离子晶体共价晶体合成粒子粒子间的力化学键特征真实的例子2.常见的原子晶体包括金刚石、晶体硅、碳化硅和晶体。比较并填写下表。共同起源子晶体雾化和中和债券数量比率关于最小环的原子序数密钥长度和键能比较钻石碳化硅晶体硅二氧化硅学生填写表格，练习并比较和总结几种晶体的结构和性质。学生填写表格，练习、比较