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    高二化学选修3第三章第二节分子晶体与原子晶体教案范文

      发布时间:2019-05-12 00:37

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      高二化学选修 3 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体 第一课时 分子晶体 教学目标 : 1、使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。 2、使学生了解晶体类型与性质的关系。 3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。 4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。 5、使学生主动参与科学探究,体验研究过程,激发他们的学习兴趣。 教学重点难点: 重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点 难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响 从三维空间结构认识晶胞的组成结构 教学方法建议: 运用模型和类比方法诱导分析归纳 教学过程设计: 复问:什么是离子晶体?哪几类物质属于离子晶体? (离子化合物为固态时均属于离子晶体,如大部分盐、碱、金属氧化物属于离子晶体) 投影 晶体类型 结构 构成晶体的类型 粒子间的相互作用力 硬度 性质 熔沸点 导电性 溶解性 展示实物:冰、干冰、碘晶体 教师诱导:这些物质属于离子晶体吗?构成它们的基本粒子是什么?这些粒子间通过什么 作用结合而成的? 学生分组讨论回答 板书 :分子通过分子间作用力形成分子晶体 一、分子晶体 1、定义:含分子的晶体称为分子晶体 也就是说:分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体 看图 3-9,如:碘晶体中只含有 I2 分子,就属于分子晶体 问:还有哪些属于分子晶体? 2、较典型的分子晶体有非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物,几乎所有 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 真 离子晶体 的酸,绝大多数有机物的晶体。 3、分子间作用力和氢键 过度:首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识 阅读必修 2P22 科学视眼 教师诱导:分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,也叫范徳 华力。分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响。 学生回答:一般来说,对与组成和结构相似的物质,相对分子量越大分子间作用力越大, 物质的熔沸点也越高。 教师诱导:但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合,如:NH3,H2O 和 HF 的沸点就出现反常。 指导学生自学:教材中有些氢键形成的条件,氢键的定义,氢键对物质物理性质的影响。 多媒体动画片 氢键形成的过程: ①氢键形成的条件:半径小,吸引电子能力强的原子(N,O,F)与 H 核 ②氢键的定义:半径小、吸引电子能力强的原子与 H 核之间的静电吸引作用。氢键可看 作是一种比较强的分子间作用力。 ③氢键对物质性质的影响:氢键使物质的熔沸点升高。 ④投影 氢键的表示 如:冰一个水分子能和周围 4 个水分子从氢键相结合组成一个正四 面体 见图 3-11 教师诱导:在分子晶体中,分子内的原子以共价键相结合,而相邻分子通过分子间作用 力相互吸引。分子晶体有哪些特性呢?学生回答 4.分子晶体的物理特性:熔沸点较低、易升华、硬度小。固态和熔融状态下都不导电。 教师诱导:大多数分子晶体结构有如下特征:如果分子间作用力只是范德华力。以一个 分子为中心,其周围通常可以有几个紧邻的分子。如图 3-10 的 O2,C60,我们把这一特 征叫做分子紧密堆积。如果分子间除范德华力外还有其他作用力(如氢键) ,如果分子间 存在着氢键,分子就不会采取紧密堆积的方式 学生讨论回答:在冰的晶体中,每个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子,形成正四面体。 氢键不是化学键,比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性,而氢键的存在迫使四面 体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4 个相邻水分子的相互吸引,这一排列使冰晶 体中空间利用率不高,皆有相当大的空隙使得冰的密度减小。 教师诱导, 还有一种晶体叫做干冰, 它是固体的 CO2 的晶体。 干冰外观像冰, 干冰不是冰。 其熔点比冰低的多,易升华。 出示干冰的晶体结构晶胞模型。 教师讲解:干冰晶体中 CO2 分子之间只存在分子间力不存在氢键,因此干冰中 CO2 分子紧 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 真 密堆积,每个 CO2 分子周围,最近且等距离的 CO2 分子数目有几个? 一个 CO2 分子处于三个相互垂直的面的中心,在每个面上,处于四个对角线 分子周围,所以每个 CO2 分子周围最近且等距离的 CO2 分子数目是 12 个。 投影小结完成表格 晶体类型 结构 构成晶体的粒子 粒子间的相互作用力 硬度 性质 熔沸点 导电性 溶解性 分子晶体 分子 分子间作用力 小 较低 固态熔融状态不导电 相似相溶 课堂巩固练习 1、下列属于分子晶体的一组物质是 A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O 2、下列性质符合分子晶体的是 A、 熔点 1070℃,易熔于水,水溶液能导电 B、 熔点是 10.31℃,液体不导电,水溶液能导电 3 C、 熔点 97.81℃,质软,能导电,密度是 0.97g/cm D、 熔点,熔化时能导电,水溶液也能导电 3、下列物质的液体中,不存在分子是 A 二氧化硅 B 二氧化硫 C 二氧化碳 D 二硫化碳 4、下列说法正确的是 A、离子化合物中可能含有共价键 B、分子晶体中的分子内不含有共价键 C、分子晶体中一定有非极性共价键 D、分子晶体中分子一定紧密堆积 5、干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是 A、分子内共价键 B、分子间作用力 C、分子间距离 D、分子间的氢键 6、“可燃冰”是深藏在海底的白色晶体,存储量巨大,是人类未来极具潜在优势的洁净 能源。在高压低温条件下,由水分子形成空间笼状结构,笼中“关”甲烷而形成,如某种 可燃冰的存在形式为 CH4·5.75H2O。 (1)“可燃冰” CH4·5.75H2O 的分子中,m(CH4) :m(H2O)= (2)若要从“可燃冰”中分离出甲烷,可用下列两中方法:①在一定温度下, 使 气体从水合物中分离出来,在一定压力下, 使气体从水合物中分离出来。 7、选择以下物体填写下列空白 A 干冰 B 氯化铵 C 烧碱 D 固体碘 ⑴晶体中存在分子的是 (填写序号,下同) x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 真 ⑵晶体中既有离子键又有共价键的是 ⑶熔化时不需要破坏共价键的是 ⑷常况下能升华的是 8.四氯化硅的分子结构与四氯化碳类似,对其作出如下推测 ①四氯化硅晶体是分子晶体。②常温常压四氯化硅下是液体。③四氯化硅分子是由极性 键形成的分子。④四氯化硅熔点高于四氯化碳。 其中正确的是 A 只有① B 只有①② C 只有②③ D①②③④ 第二课时 〖教学目标设定〗 1、掌握原子晶体的概念,能够区分原子晶体和分子晶体。 2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构 与性质的关系。 〖教学难点重点〗 原子晶体的结构与性质的关系 〖教学过程设计〗 复习提问:1、什么是分子晶体?试举例说明。 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质? 引入新课: 分析下表数据,判断金刚石是否属于分子晶体 项目/物质 熔点 沸点 干冰 很低 很低 金刚石 3550℃ 4827℃ 展示:金刚石晶体 阅读:P71 ,明确金刚石的晶型与结构 归纳: 1.原子晶体:相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。 2.构成粒子:原子; 3.粒子间的作用:共价键; 展示:金刚石晶体结构 填表: 键长 键能 键角 熔点 硬度 归纳: 4.原子晶体的物理性质 熔、沸点_______,硬度________;______________一般的溶剂;_____导电。 思考: x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 线)原子晶体的化学式是否可以代表其分子式,为什么? (2)为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大? (3)阅读:P72 ,讨论“学与问 1 ” 归纳:晶体熔沸点的高低比较 ①对于分子晶体,一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间 作用力越大,物质的熔沸点也越高。 ②对于原子晶体,一般来说,原子间键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质的熔沸 点越高,硬度越大。 合作探究: (1)在金刚石晶体中,每个 C 与多少个 C 成键?形成怎样的空间结构?最小碳环由多少 个石中,含 CC 原子组成?它们是否在同一平面内? (2)在金刚石晶体中,C 原子个数与 C—C 键数之比为多少? (3)12 克金刚—C 键数为多少 NA? 比较:CO2 与 SiO2 晶体的物理性质 物质/项目 CO2 SiO2 熔点℃ -56.2 1723 状态(室温) 气态 固态 阅读:P72 ,明确 SiO2 的重要用途 推断:SiO2 晶体与 CO2 晶体性质相差很大,SiO2 晶体不属于分子晶体 展示:展示 SiO2 的晶体结构模型(看书、模型、多媒体课件) ,分析其结构特点。 引导探究:SiO2 和 C02 的晶体结构不同。在 SiO2 晶体中,1 个 Si 原子和 4 个 O 原子形成 4 个共价键,每个 Si 原子周围结合 4 个 O 原子;同时,每个 O 原子跟 2 个 Si 原子相结合。 实际上,SiO2 晶体是由 Si 原子和 O 原子按 1:2 的比例所组成的立体网状的晶体。 阅读:P72 ,明确常见的原子晶体 5.常见的原子晶体有____________________________等。 6.各类晶体主要特征 类型 比较 构成晶体微粒 形成晶体作用力 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 真 分子晶体 原子晶体 熔沸点 物 理 性 质 硬度 导电性 传热性 延展性 溶解性 典型实例 P4、干冰、硫 金刚石、二氧化硅 阅读:P72 ,讨论“学与问 2 ” 归纳:判断晶体类型的依据 (1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。 对分子晶体,构成晶体的微粒是______________,微粒间的相互作用是_____ ______; 对于原子晶体,构成晶体的微粒是__ _____,微粒间的相互作用是___________键。 (2)看物质的物理性质(如:熔、沸点或硬度)。 一般情况下,不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多 〖练习〗 1、下列的晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是 A、SO2 与 SiO2 B、C02 与 H2O C、C 与 HCl D、CCl4 与 SiC 2、 碳化硅 SiC 的一种晶体具有类似金刚石的结构, 其中 C 原子和 S 原子的位置是交替的。 在下列三种晶体①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是 A、①③② B、②③① C、③①② D、②①③ 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 制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是 A、原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度 B、原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料 C、原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料 D、每摩尔原子晶体干冰中含 4molC—O 键 4、①在 SiO2 晶体中,每个 Si 原子与 构成 结构,Si 位于_____ 个 O 原子结合, ________,O 位于________ _____ ②在 SiO2 晶体中,Si 原子与 O 原子个数比为 ③在 SiO2 晶体中,最小的环为 个 Si 和 个 O 组成的 环。 5、单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据 金刚石 熔点 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 线 10 2628 7.0 2823 9.5 ①晶体硼的晶体类型属于____________晶体,理由是________________。 已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中有 20 个等边三 角形的面和一定数目的顶点,每个项点上各有 1 个 B 原子。通过视察图 形及推算,此晶体体结构单元由________________个硼原子构成。 其中 B—B 键的键角为____________。 〖作业〗 1.下列晶体中不属于原子晶体的是 (A)干冰 (B)金刚砂 (C)金刚石 (D)水晶 2.在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环,其中最小的环上,碳原子数是 (A)2 个 (B)3 个 (C)4 个 (D)6 个 3.下列各物质中,按熔点由低到高排列正确的是 (A)O2、I2、Hg (B)CO2、K、SiO2 (C)Na、K、Rb (D)SiC、NaCl、SO2 4.下列各晶体中任意一个原子都被相邻的 4 个原子所包围;以共价键结合成正四面体结 构,并向空间伸展成网状结构的是 (A)甲烷 (B)石墨 (C)晶体硅 (D)水晶 5.在 x mol 石英晶体中,含有 Si-O 键数是 (A)x mol (B)2x mol (C)3 x mol (D)4x mol 6.固体熔化时,必须破坏非极性共价键的是 (A)冰 (B)晶体硅 (C)溴 (D)二氧化硅 7.石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原于都跟其他 3 个碳原子相结 合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中 7 个六元环完全占有的碳原子数是 (A)10 个 (B)18 个 (C)24 个 (D)14 个 8.石英玻璃是将纯石英在 1600℃高温下熔化,冷却后形成的玻璃体。关于石英 玻璃的结构和性质的叙述中正确的是 (A)石英玻璃属于原子晶体 (B)石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀 (C)石英玻璃的结构类似于液体 (D)石英玻璃能经受高温剧变且能抗碱的腐蚀 9.已知 C3N4 晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列 关于 C3N4 晶体的说法错误的是 (A)该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固 (B)该晶体中每个碳原子连接 4 个氮原子、每个氮原子连接 3 个碳原子 (C)该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足 8 电子结构 (D)该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 线.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业 上曾普遍采用高纯硅与纯氮在 1 300℃反应获得。 (1)氮化硅晶体属于__________晶体。 (2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间以单键相连,且 N 原子和 N 原子,Si 原 子和 S 原子不直接相连, 同时每个原子都满足 8 电子稳定结构。 请写出氮化硅 的化学式__________ (3)现用 SiCl4 和 N2 在 H2 气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化 硅。反应的化学方程式为 __________________________________________________ 11.短周期元素 K、Y、Z 在周期表中位置关系如图: X Y Z (1)x 元素的单质分子式是_______,若 x 核内中子数和质子数相等,x 单质 的摩尔质量为_______,单质是_______晶体。 (2)z 单质的晶体类型属于_______,Z 的氢化物和最高价氧化物的浓溶液反 应的化学方程式为____________________________。 x认 员 人 名 一 为 Tywk.C:(LEDb25)Pz-AI作 SM situaon,cghelvdf10prjm 。 案 方 线 放 量 测 的 可 实 切 定 制 工 施 合 配 密 紧 , 责 职 位 岗 行 履 真

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