《2、金属晶体与离子晶体》教学设计(福建省县级优课)x-化学教案

龙岩一中化学组郑璇鲁科版化学选修三《物质结构与性质》第3章物质的聚集状态与物质性质第2节离子晶体（第1课时）教学设计教学内容分析学生具备了离子键、离子半径、离子化合物等基础知识，本节通过典型的离子晶体模型——氯化钠、氯化铯晶胞来探究离子晶体结构特点，了解离子晶体中离子晶体配位数及其性质的一般特点，为能用晶格能来解释对性质的影响。教学目标1．掌握离子晶体的概念及特性。2．了解晶格能的概念，掌握晶格能的规律及影响因素。3．能从晶胞这个结构单元认识常见的AB型离子晶体（NaCl、CsCl）的结构，掌握其配位数情况。4．能用“均摊法”计算一个给定的简单离子晶体晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数。5．通过学习离子晶体的结构与性质，激发学生探究热情与精神，培养运用知识解决实际问题的能力，培养学生的空间想像能力。重点、难点重点：1．离子晶体的特性2．NaCl、CsCl晶体的结构特点及配位数的确定难点：NaCl、CsCl晶体的结构特点及配位数的确定教学操作过程设计设计意图【引入】材料：晶体干冰金刚石氯化钠熔点（℃）-56.2>3550801思考：为什么氯化钠的熔点与干冰、金刚石的差异大？【讲述】因为这三种晶体属于不同的晶体体系，干冰属于分子晶体，金刚石属于原子晶体，而氯化钠属于离子晶体。【问题探究1】阅读课本P80，思考以下问题：1.什么叫离子晶体？离子晶体的构成微粒是什么？微粒间作用力是什么？2.哪些物质属于离子晶体？【学生探究活动，并回答，教师引导】【板书】一、离子晶体1.定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。构成粒子：阴、阳离子相互作用力：离子键【回顾旧知】离子键有无饱和性和方向性？无饱和性和方向性【讲述】离子晶体种类繁多，常见的有：【板书】2.常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐思考：下列物质的晶体，哪些属于离子晶体？干冰、NaOH、H2SO4、K2SO4、CsCl、NH4Cl、SiO2、MgO、Al2O3【问题探究2】分析表格数据，思考：离子晶体有哪些特性？AB型离子晶体熔点/℃莫氏硬度NaF9933.2NaCl8012.5NaBr747<2.5NaI661<2.5MgO28526.5CaO26144.5SrO24303.5BaO19183.3分析：离子晶体熔点较高。不同晶体（一般）：原子晶体>离子晶体>分子晶体熔点：几千度>近千度~几百度>多数零下最多几百度莫氏硬度是衡量矿物硬度的一个标准，硬度越大，莫氏硬度数值越大。比如：象牙的莫氏硬度值是2.5，贝壳是3.5，铁是4~5，钻石是10。通过以上数据可以判断出离子晶体硬度较大。【板书】3.离子晶体的特性：熔沸点较高，难挥发。硬度较大。一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。固态不导电，水溶液或熔融状态下能导电。【当堂练习】1.下列性质适合于离子晶体的是()①熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电②熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃④熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm3⑤熔点－218℃，难溶于水⑥熔点3900℃，硬度很大，不导电⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电A．①⑧B．②③⑥C．①④⑦D．②⑤【小结】哪些信息可帮助我们判断某晶体为离子晶体？★离子晶体判断技巧一些特殊物理性质可用于确定晶体类型。①在熔融状态下能导电的化合物一般是离子晶体。②离子晶体的熔、沸点，“一般较高”。【问题探究3】什么是晶格能？观察表格数据，分析晶格能与离子晶体的熔点、硬度有何关系？AB型离子晶体离子电荷数晶格能（KJ/mol）熔点/℃莫氏硬度NaF19239933.2NaCl17868012.5NaBr1747747<2.5NaI1704661<2.5MgO2379128526.5CaO2340126144.5SrO2322324303.5BaO2305419183.3【板书】二、晶格能——衡量离子键的强弱1.定义：将1mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量。2.规律：晶格能越大，离子键越强，晶体的熔沸点越高，硬度越大。3.影响因素：与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。【讲述】前面学习了离子晶体的特性，“结构决定性质”。接下来我们通过NaCl晶体结构来了解离子晶体的结构有何特征。【动画展示】NaCl晶体形成过程【讲述】Na+、Cl-通过离子键结合一维成线、二维成面、三维成体。研究NaCl晶体的结构时常常是截取晶体中最小的重复单元——晶胞，为研究对象。【展示】NaCl、CsCl晶体模型【问题探究4】观察NaCl晶胞模型，完成下列问题：(1)Na+、Cl-的位置如何？一个NaCl晶胞实际拥有Na+、Cl-有多少个？(2)Na+、Cl-配位数各是多少？若将与一个Na+等距且紧邻的Cl-连线，可构成怎样的几何构型？(3)与Na+等距且紧邻的Na+有多少个？与Cl-等距且紧邻的Cl-有多少个？【板书】三、离子晶体的结构NaCl晶体结构【学生探究活动，并回答，教师引导】(1)探究Na+和Cl-的位置：Na+：体心和棱中点；Cl-：顶点和面心。或者反之。(2)探究确定晶体组成的方法——均摊法思考：处于体内的离子是否完全属于该晶胞？该晶胞对该离子的占有率是多少？处于面心的离子是否完全属于该晶胞？1个晶胞对该离子的占有率是多少？处于棱边的离子同时为几个晶胞共有？1个晶胞对该离子的占有率是多少？处于顶点的离子同时为几个晶胞共有？1个晶胞对该离子的占有率是多少？小结：长方体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献：顶点:1/8棱边:1/4面心:1/2体心:1因此，一个晶胞中实际拥有Na+：1+12×1/4=4个，Cl-：8×1/8+6×1/2=4个。也就是说，一个晶胞实际拥有的NaCl单位数为4(3)离子的配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。阴、阳离子的配位数都是6。每个Na+同时吸引的6个Cl－围成的空间结构是正八面体。(4)与Na+等距且紧邻的Na+有12个，与Cl-等距且紧邻的Cl-有12个。【学以致用】1.根据氯化铯晶体结构模型分析其构成。(1)每个晶胞中有Cs+，有个Cl-。而Cs+数目与Cl-数目之比为，化学式为。(2)Cs+的配位数是，Cl-的配位数是。将与Cs+等距且紧邻的Cl-连线，构成的几何构型是。2.根据硫化锌的晶胞结构模型确定其化学式为。思考：NaCl、CsCl、ZnS同样是AB型离子晶体，但是配位数不同，你认为原因是什么？晶体中阳阴离子的半径比不同。阳离子和阴离子的半径比值大，吸引异电性离子的数目更多。【链接高考】晶体密度相关计算：已知NaCl的摩尔质量为58.5g/mol，晶胞的边长为acm，设阿伏加德常数为NA，求NaCl晶体的密度。晶胞法：[牵手高考](2011年山东理综)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag·cm-3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为cm3。【课堂总结】这节课我们学习了离子晶体的概念，认识了离子晶体的特性，了解了常见的离子晶体的结构特点。今后我们会遇见不同的离子晶体，但研究思路大体如此：计算离子晶体晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数，进而确定化学式；确定阴阳离子的配位数；进行晶体密度相关的计算。希望今天的课程能给我们同学提供学习思路和方法！给出材料，并引导学生思考讨论设计问题，引导学生阅读课本。培养学生自学能力、归纳能力和合作能力。当堂练习是对知识巩固和反馈。培养学生的观察能力、合作探究能力、解决问题的能力。培养思考问题和利用已有知识解决问题的能力。知识巩固和反馈板书设计一、离子晶体1.定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。2.常见的离子晶体：3.离子晶体的特性：二、晶格能——衡量离子键的强弱1.定义：将1mol离子晶体中的阴、阳离子完全气化而远离所吸收的能量。2.规律：晶格能越大，离子键越强，晶体的熔沸点越高，硬度越大。3.影响因素：与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子间的距离成反比。三、离子晶体的结构NaCl晶体结构教学反思本节课教学设计合理，教学思路清晰，基本能完成教学目标。重点是离子晶体的特性和NaCl、CsCl晶体的结构特点及配位数的确定，在教学中采取的突破措施分别是习题巩固和模型展示。课件中配有氯化钠晶体形成过程的动画和氯化钠、氯化铯的典型晶体的微观模型的图片，能