原子晶体和分子晶体

1、原子晶体和分子晶体 返回一、 教学目标：1、 帮助学生了解原子晶体和分子晶体的结构模型及其性质的一般特点。2、 帮助学生理解原子晶体和分子晶体的晶体类型与性质的关系。3、 培养学生的空间想象能力和进一步认识物质的结构决定物质的性质的客观规律。二、 教学重点： 原子晶体、分子晶体的概念、晶体的类型和性质的关系。三、 教学难点： 原子晶体分子晶体的结构类型四、 教学用具 金刚石、石墨、SO2晶体结构模型、挂图五、 教学方法： 观察、对比、分析、归纳相结合的方法六、 教学过程：新课导入：上节课我们学习了由构成晶体微粒种类及微粒之间的相互作用不同将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。知道了

2、离子晶体和金属晶体的性质与晶体微粒的种类微粒间的相互作用及微粒的排列规律密切相关，这节课我们来讨论下原子晶体和分子晶体。 板书：原子晶体和分子晶体媒体：展示金刚石晶体结构模型。强调：让学生观察的重点是金刚石晶体结构的特点及构成微粒。请同学们观察看看金刚石是什么晶体呢？讲解：我们可以清楚的看到在金刚石晶体中每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，说明碳原子以SP3杂化轨道和它紧临的4个碳原子以共价键成为正四体结构，这些正四面体向空间发展构成彼此联结的立体网状晶体。提问：金刚石构成微粒是什么呢？回答：原子。提问：对，很对！对于原子间的作用是什么呢？回答：共价键。提问：对，回答的很

3、对！金刚石是典型的原子晶体那么同学们说说什么样的晶体是原子晶体？讲解：恩，回答的很好！原子晶体就是相邻原子间以共价键结合而成的空间网状结构的晶体。原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。板书：一、原子晶体：1、 概念：相邻原子间以共价键结合而成的空间网状结构的晶构成微粒：原子粒子间相互作用：共价键 提问：我来问问同学们金刚石的熔点是高还是低呢？硬度呢？回答：熔点高、硬度大。提问：同学们回答的非常好！为什么会是熔点高、硬度很大呢？讲解：我们知道金刚石是天然存在的最硬的物质。这是由于金刚石C-C键以共价键结合形成的空间网状结构的晶体。共价键的键能很大，要破坏它就需要很大的能量。因此，金刚石

4、的熔点很高，硬度很大。性质十分稳定。提问：既然性质十分稳定那么金刚石导电么，溶解性怎么样？回答：不导电，难溶讲解：每个C原子都以SP3杂化轨道与4个C原子以共价键结合，因此没有自由电子或离子所以金刚石也不导电，难溶于一般溶剂。讲述：通过分析了金刚石的性质我们就很容易写出原子晶体的物理性质了。板书：2、物理性质：a、 熔点很高、硬度很大。b、 难溶于一般溶剂c、 大部分不导电 提问同学们我们学习的C原子有哪几种同素异形体啊？回答：金刚石、石墨、C60提问：好回答的很对！我们知道金刚石是典型的原子晶体，那石墨呢是否也是原子晶体，它有什么性质呢？我们一起来看看书。请同学们把书翻到P105看看联想与质

5、疑，请同学们一起读一下。提问：好同学们那么石墨究竟是属于哪种类型的晶体呢？媒体：展示石墨晶体的结构模型。强调仔细观察其微粒排列规律。讲解并提问：好同学们我们来看看石墨晶体的结构模型，分析下它的空间构型。我们可以看到石墨晶体具有层状结构，那么与金刚石不同的是每个C原子用SP几与相邻的几个C原子以共价键结合的？我们来一起数一下！回答：SP2杂化轨道，与3个C原子结合1讲解：同学们回答的很好，看来同学们观察的很仔细！ 每个C原子以SP2杂化轨道与相邻的3个C原子以共价键结合形成无限的六边形平面网状结构。因此它具有原子晶体的性质熔点很高。同时我们再看，在每个C原子既然以SP2杂化轨道那么还有一个与C环

6、平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对的电子。因此，能形成遍及整个平面的大 键，正是由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此，石墨的大 键具有金属键的性质。这就是石墨沿层的平行方向导电性强的原因。再来看下层与层之间。这些网络状的平面结构是以范德华力结合而形成的层状结构。我们上一章学习了范德华力是比化学键键能较弱的力，层与层之间的分子间作用力较弱。因此，石墨又具有分子晶体的性质硬度小。提问：好同学们听明白了么？石墨具有哪几种晶体的性质呢？回答：原子、金属、分子晶体的性质。熔点很高，导电强，硬度小。讲述：好回答的很好！看来同学们听明白了，请同学们下去再仔细看下书好好巩固一下！我们就说

7、石墨是过渡型晶体。板书：3、石墨是过渡型晶体提问：那么常见的原子晶体还有什么呢？回答：讲述：对，还有晶体硅、水晶（SiO2）金刚砂（SiC）等。板书：4、常见原子晶体： 晶体硅、水晶（SiO2）金刚砂（SiC）等。讲述：我们再来看看SiO2的结构及性质看与我们刚才归纳的结论是否一致。请同学们先来看下书P99。 媒体：展示SiO2晶体结构模型。强调仔细观察它的微粒排列规律。 提问：我来请同学回答下硅氧原子个数比为多少？与原子晶体有什么形似处？ 讲解；我们看到SiO2晶体中，每个Si原子周围以共价键结合4个O原子，同时每个O原子跟2个Si原子结合其中硅氧原子个数比为1：2，从而形成空间网状结构晶体

8、。水晶的成分是SiO2。因此水晶具有熔点高，硬度大的特点。分析：同学们我们知道了常见的原子晶体那对于结构相似的原子晶体来说其熔点大小怎么比较我们来看下书P99。讲解：我们在离子晶体时讲过键能与离子半径有关，离子半径越小，核间距越短，键能越大。原子晶体也一样的，原子半径越小，共价键键长越短，键能越大。晶体的熔点越高。所以请同学们翻到P100划下把这句话划下来。副板书：键长：C-C<C-Si<Si -Si 键能：C-C>C-Si >Si-Si 熔点：金刚石炭化硅晶体硅过渡：前面我们讲过SiO2是原子晶体，那C与Si在同一主族，SiO2晶体与CO2晶体是否具有相似的结构性质呢

9、？挂图：展示SiO2晶体与CO2晶体一些物理性质的图表。请同学们回答不同点得出什么结论。讨论回答：通过比较来试判断CO2晶体是否属于原子晶体熔点/C状态（室温）CO2晶体-56。2气态SiO2晶体1723固态讲述：通过比较可发现SiO2晶体与CO2晶体在熔点等物理性质上有很大的差异，可以推断CO2晶体不属于原子晶体。那么CO2晶体属于什么晶体呢？现在我们来学习另一类型的晶体分子晶体板书：二、分子晶体讲述：我们学过CO2常温下为气态，在降温或增大压强是分子间距离减小变不规则运动为有序排列凝结成为固态的CO2晶体即干冰。提问：那么诸如此例的还有什么呢？请同学们讨论回答。提问：回答的很好！那这是由于

10、什么原因会有这些现象呢？回答：这是由于分子间作用力的结果。表扬：回答的很好看来上一章的内容你们掌握的不错！强调：这种分子间作用力只存在与分子之间。媒体：请同学们翻开书看P101图3-3-7仔细观察干冰晶体晶胞研究下它内部分子的构成特点。讲述：我们看到干冰晶体晶胞其中二氧化碳分子因分子之间的相互作用，在晶胞中呈现有规律的排列。在八个顶点各有一个CO2分子六个面上也各有一个CO2分子以分子间的作用力结合成立方体型。所以说干冰晶体中只有CO2分子它的化学式就是分子式。我们研究了干冰晶体的结构就应该得出什么是分子晶体了 板书：1。定义：分子间以分子间作用力结合的晶体。 构成微粒：分子 ； 微粒间的相互

11、作用力：分子间作用力 2分子晶体的化学式就是分子式（不同与离子晶体）讲述并板书：3。常见的分子晶体还有非金属单质（卤素、O2等）非金属氧化物（CO2、CO）氢化物（NH3、HX）提问：那么分子晶体有什么物理性质呢？讲授：我们在讲分子间作用力是讲过分子间作用力很弱远小于化学键。因此要破坏它使晶体边成液体或气体就很容易所以，分子晶体具有较低的熔沸点并且硬度也很小。我们说固态的CO2、导电么？不导电是吧那固态的CO2 溶于水后变成碳酸溶液电离出了氢离子和碳酸氢根离子可以导电。副板书：CO2+H2O = H+ +HCO3-板书：物理性质：（1） 熔沸点低硬度小（2） 固态是不导电，溶于水时部分导电提问

12、：那么对于结构相似的分子晶体来说熔沸点高低怎么来判断呢？媒体：请同学们翻开书看P70图讨论：回答讲解：我们学习了分子间作用力有两种请同学回答：1、氢键2、范德华力那么看这个图对于HF、H2O 、NH3相对与同主族的氢化物来说熔沸点都要高这就是什么的作用呢？回答：氢键的作用！表扬：恩回答的很好！氢键的存在是分子晶体的熔沸点要高请同学们记住几个有氢键的分子晶体的特例提问：那么不存在氢键的分子晶体怎么判断呢？媒体：请同学们翻开书P104看图讲解：好同学们我们看到了对于熔沸点CO2>CS2,也就是相对分子质量的越大分子间的作用力就越的因此熔沸点就越高。请同学们把第三段划下了这是重点！好我们可以总结一下了。板书：结构组成相似分子晶体熔沸点比较：（1） 氢键使熔沸点高（2） 相对分子质量的越大熔沸点就越高小结：为了能更好的区分原子晶体和分子晶体我们来填下下面的表晶体类型微粒结 合 力熔沸点硬度实 例离子晶体离子离子键较 高较 大NaClCaO分子晶体分子范德华力较 低较 小干冰 碘分子晶体原子共价键很 高很大金刚石二氧化硅 板书设计：一、原子晶体1、 定义：相邻原子间以共价键结合而成的空间网状的结构晶体2、 常见原子晶体：金刚石、水晶SiO2、晶体Si、碳化硅SiC3、 物理性质：A、熔点很高、硬度很大B、难溶于一般溶剂C、大部分不导电4、 石墨过渡型晶体5、 结构相似的原子晶体