教 案 示 例
[教学目标]
1.掌握三种不同类型晶体的结构和性质特点;掌握分子间作用力的概念,理解分子间
作用力和化学键的区别, 理解分子间作用力对物质的物理性质的影响.
2.通过晶体的结构和性质的关系的讨论,认识本质和现象的关系。
3.由典型晶体的代表物归纳出晶体的基本结构特点和性质特点,学会归纳推理的思
维
方法,通过对比不同类型晶体的结构和性质特点,理解晶体结构和性质的关系,学会类比
推理。
[ 重 点 ] 三种不同类型晶体的结构和性质特点;分子间作用力的概念
[ 难 点 ] 离子晶体中阴、阳离子个数比的计算;分子间作用力与化学键的区别
[教学过程]
教师活动 学生活动
[引入]
[展示] 各种类型晶体的实物
氯化钠、胆矾、石英、硅晶体、碘、硫黄
提问:什么是晶体
[讲解] 晶体具有三维有序的结构
观察,思考
回答:晶体是物质经过结晶过程而形成的
具有规则几何外形的固体。
[板书]
一、离子晶体
阴、阳离子间通过离子键结合所形成的晶体
如:NaCl,CsCl
笔记,理解
(1)构成微粒:阴、阳离子
(2)相互作用:离子键
[展示] 氯化钠晶体结构模型
[提问] 请同学们观察氯化钠的晶体模型,观
察它的形状、每个钠离子周围有几个氯离
子、每个氯离子周围有几个钠离子?
观察:
(1)基本形状: 立方体
(2)每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯
离子周围有6个钠离子
[软件演示]
计算机三维动画模拟演示氯化钠的晶体结构
突出显示每个钠离子周围有 6个氯离子,每个
氯离子周围有6个钠离子
观察,理解
[讲解] 氯化钠晶体中, 钠离子和氯离子的个
数比为1:1
理解:
每个钠离子周围有 6个氯离子, 每个
氯离子平均占有该钠离子的 1/6; 每个氯
离子周围有 6个钠离子, 因此,每个氯离
子平均占有的钠离子的个数为:
6×1/6=1
[强调] 在氯化钠晶体中, 不存在单个分子,
NaCl 称为化学式,只表示晶体中 Na+和 Cl-的个
数比为1:1.
理解:
离子晶体中没有分子
[讲解] 在氯化钠晶体中, Na+可以从任意方向
吸引Cl-,吸引 Cl-的个数决定于Na+周围的空间
大小, 若将 Na+换成半径较大的 Cs+,那么 Cs+周
围将可以吸引更多的Cl-.
请同学们观察计算机模拟的 CsCl 晶体结
构模型
思考
[软件演示]
计算机三维动画模拟演示氯化铯的晶体结构
突出显示每个 Cs+周围有 8个 Cl-,每个 Cl-周
围有8个Cs+
观察,理解
在 CsCl晶体中,Cs+和 Cl-的个数比也是
1:1
[讲解]
离子晶体的性质特点:熔沸点高,硬度大,
熔融态和溶于水能导电.
[提问] 化学键的破坏是否一定发生化学变化?
倾听
回答:化学键的破坏不一定发生化学变化,
如:NaCl 熔融时,离子键被破坏,但没
有发生化学变化
[板书]
二、分子晶体
[提问]
原子间可通过共价键构成分子,分子间有
无相互作用?
回答:
分子之间存在相互作用,如:冰融化成水、
水沸腾变成水蒸气均需要吸收能量,说明
水分子之间存在相互作用,需要吸收能量
克服分子间作用力。
[板书]
1.分子间作用力: 存在于分子间的相互作用,
也称为范德华力
提问:冰的熔点为 0℃,而 NaCl 的熔点为
801℃,说明了什么?
笔记,回答:
说明水分子之间的相互作用力比 NaCl 中
钠离子和氯离子之间的相互作用力要弱得
多。
[讲解] 分子晶体的概念:分子通过范德华力
结合所形成的晶体
理解:
(1)构成微粒:分子
(2)相互作用:分子间作用力(范德华
力)
[讲解] 范德华力与化学键的比较
-------------------------------------
化学键 范德华力
-------------------------------------
存在范围 分子内, 晶体内 分子间
能量大小 120~800 几~几十
(kJ·mol-1)
-------------------------------------
倾听,理解
范德华力比化学键弱得多
[讲解] 影响范德华力大小的因素:
(1)分子量大小,分子量越大,一般分子间作用
力越大.
(2)分子极性的大小,分子极性越强,分子间作
用力越大,
理解:
(1)卤素单质,从 F2到 I2,熔沸点逐渐
升高,说明分子间作用力逐渐增大。
(2)水的分子量小于硫化氢的分子量,但
它的分子的极性很强,所以分子间作用力
很强, 其熔沸点比硫化氢高得多.
[小结] 分子间作用力大小主要影响分子晶体
的熔沸点
领悟
[展示] 干冰的晶体结构模型
[提问] 干冰晶体结构中的基本微粒是什么?
[再问] 干冰晶体中是不是只存在范德华力?
[三问] 干冰气化时,需要克服什么作用力?
观察,回答:
(1)干冰中基本微粒是二氧化碳分子
(2)不是,其分子间是以范德华力,但
分子内存在共价键。
(3)在干冰气化时,只要克服范德华力,
化学键并未被破坏,发生的是物理变化。
[小结]
(1)分子晶体的物理性质特点是:熔沸点低,
硬度小
(2)分子晶体熔化或气化时,只需要克服范德
华力,不破坏化学键
(3)多数非金属元素组成的单质和化合物固
态时是分子晶体, 如:硫、碘等。
理解:
(1)熔沸点低、硬度小的原因是范德华力
是弱的相互作用力
(2)离子晶体熔化时需要克服离子键
(3)一般,常温下是气体的物质,降温
到其熔点以下,形成的结晶也是分子晶体。
[板书]
三. 原子晶体: 原子通过共价键连接形成的三
维晶体
如:金刚石、晶体硅、石英(SiO2)等,展示晶
体硅和石英的实物
笔记,观察,理解
[展示] 金刚石的结构模型
请同学们观察金刚石结构模型,归纳小结其结
构特点。
观察
(1)碳原子间是以共价键结合,形成正四
面体空间网状结构;
(2)最小的碳环为有六个碳原子
(3)键角为109°28’
[提问] 根据模型观察结果,思考原子晶体的
构成微粒、相互作用是什么?
[强调] 在原子晶体中不存在分子
回答:
(1)构成微粒:原子
(2)相互作用:共价键
[讲解] 原子晶体的物理性质特点:
熔沸点高,硬度大,不溶于水.
如:金刚石的熔点为 3550℃,是自然界硬度最
大的固体,可用于做玻璃刀.
常见的原子晶体还有硅晶体、二氧化硅晶体等
[提问] 请思考原子晶体熔点高、硬度大的原因
是什么?
倾听,理解
回答:原子晶体中原子间以共价键直接结
合而成,由于共价键键能较大,因此,原
子晶体熔点高、硬度大。
[展示] 石墨的结构模型
请同学们观察石墨结构模型,归纳小结其结构
特点。
观察
(1)层状结构,层与层之间是通过范德
华力结合
(2)层内为碳原子间以共价键结合形成
正六边形平面网状结构
(3)最小的碳环有六个碳原子
(4)键角:120°
[讲解]
石墨的结构属于混合型晶体,层间以范德华力
结合类似于分子晶体,层内以共价键结合类似
于原子晶体,因此,其性质也是多重的。
请同学们阅读教材,归纳石墨的性质特点。
归纳:石墨的性质
(1)熔点高,类似于原子晶体
(2)硬度小,类似于分子晶体
(3)能导电,类似于金属
[小结]
石墨与金刚石都是由碳原子直接构成的单质
它们之间的区别在于晶体内原子间的排列方
式不同,它们之间互为同素异形体.
倾听,理解
同素异形体:同种元素组成的不同单质之
间互为同素异形体
[小结] 晶体类型
晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体
构成微粒 阴、阳离子 分子 原子
相互作用 离子键 范德华力 共价键
性质特点 熔沸点较高
硬度较大(脆)
均为电解质
熔沸点较低
硬度较小
熔沸点很高
硬度很大
不溶于水
举例 氯化钠 干冰 金刚石
[小结] 原子构成物质的基本方式
┌得失电子─→阴、阳离子──(离子键)─→离子晶体
│ ┌→ 原子晶体
原子─┼→共用电子(共价键)┤
│ └ 分子──(范德华力)─→分子晶体
├→ 金属键(金属原子)──→金属晶体
└稀有气体原子(单原子分子) ──(范德华力)─→稀有气体分子晶体
[随堂检测]
(1)下列说法正确的是 (
)
(A)分子晶体中只存在范德华力
(B)化学键被破坏,则物质一定发生化学变化
(C)非金属单质分子中一定存在共价键
(D)在离子晶体中可能存在共价键
(2)下列各组物质气化或熔化时, 所克服的微粒间的作用属于同种类型的是 (
)
(A)碘和干冰升华 (B)二氧化硅和氧化钙熔化
(C)氯化钠和氯化铯的熔化 (D)水的气化和烧碱的熔化
(3)已知物质的熔点数据:NaCl 801℃,MgCl2 710℃,AlCl3 180℃,根据上述数据,
判断 AlCl3晶体类型可能是 (
)
(A)分子晶体 (B)原子晶体 (C)离子晶体
[随堂检测答案] (1)D (2)AC (3)A