复习题第二课时教学设计

3.2原子晶体——教案

授课班级：高一（3）班

授课者：李西刚

教学目标

1.

知识与技能

知道原子晶体的概念

能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性

学会晶体熔、沸点比较的方法

2.

过程与方法

学会运用探究方法进行学习

训练学生的动手能力和空间想象能力。

3.

情感态度价值观

让学生形成实事求是的科学态度

教学重点

能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性

教学过程

一、

复习旧知识

1.

回顾晶体共同特性

2.

晶胞的特点

二、

传授新知

（一）

原子晶体的概念及其性质

1.金刚石的晶体结构模型如右图所示。回答下列问题：

(1)在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。

(2)晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。

(3)最小环上有6个碳原子。

2．通过以上分析，总结原子晶体的概念

(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体，称为原子晶体。

(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。

(3)常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。

如二氧化硅的结构为

①每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2。

②晶体中最小的环为6个碳原子、6个氧原子组成的12元环。

(4)由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：①熔、沸点很高，②硬度大，③一般不导电，④难溶于溶剂。

[归纳总结] (1)构成原子晶体的微粒是原子，其相互作用是共价键。

(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。

（二）

原子晶体和分子晶体比较

1．填写下表

晶体类型

原子晶体

相邻原子间以共价键相概念

结合而形成的空间立体网状结构的晶体

组成微粒

微粒间作用力

原子

共价键

分子晶体

分子间以分子间作用力相结合的晶体

分子

分子间作用力

熔、沸点高，硬度大，不熔、沸点较低，硬度较小，物理性质

溶于常见的溶剂，不导电，个别为半导体

熔化时破坏

的作用力

实例

破坏共价键

金刚石、二氧化硅等

部分溶于水，不导电，部分溶于水导电

一定破坏范德华力，有时还破坏氢键，如冰熔化

冰、干冰等

2.硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。

(1)基态硅原子的核外电子排布式为____。

(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si—Si键之间的夹角大小约为__________。

(3)下表列有三种物质(晶体)的熔点：

物质

熔点/℃

SiO2

SiCl4

SiF4

1710 －－70.4 90.2 简要解释熔点产生差异的原因：

①SiO2和SiCl4：______________________________；

②SiCl4和SiF4：______________________________。

3．怎样从原子结构的角度理解金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降？

答案

从碳到硅，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大，C—C键、C—Si键、Si—Si键的键长依次增大，键长越短，共价键越牢固，而熔化时破坏的是共价键，而键的稳定性是C—C键>C—Si键>Si—Si键，所以，金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点和硬度依次下降。

[归纳总结] 晶体熔、沸点和硬度的比较方法

(1)先判断晶体类型。主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力。对于不同类型的晶体，一般来说，原子晶体的熔、沸点高于分子晶体，原子晶体的硬度大于分子晶体。

(2)对于同一类型的晶体

①原子晶体的熔点高低、硬度大小取决于共价键的强弱，原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越强，熔点越高。

②分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力，分子间作用力与相对分子质量有关，同时还要考虑分子极性及是否存在氢键。