第三单元 从微观结构看物质的多样性课堂实录及点评

第三单元

从微观结构看物质的多样性

1.3.1《同素异形现象

同分异构现象》课时教案

一、学习目标

1．从金刚石、石墨、足球烯等碳的同素异形体以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识同素异形现象和同分异构体的概念，进而认识由于微观结构不同而导致的物质的多样性。

2．运用多媒体图片展示、教师讲解和学生的讨论和动手实践等方法认识同素异形现象和同分异构现象

3．通过学习，激发学生从微观角度探究化学本质问题的学习兴趣，同时认识物质世界的多样性，形成正确的世界观

二、教学重、难点

重难点：以金刚石、石墨以及C4H10、C2H6O等同分异构体为例认识由于微观结构的不同从而导致的同素异形现象和同分异构现象。

难点：同素异形体、同分异构体、同位素三个概念的辨析

三、设计思路

本节课围绕着为什么自然界中的已知元素仅有一百多种，而形成的物质却有上千万种这一问题而展开。首先让学生根据已有的知识讨论总结出同种元素可以与不同的元素化合，且化合的比例不同，形成的物质不同。然后再展示出碳元素的几种同素异形现象，让学生观察它们的结构差异，回忆初中学习过的它们的性质差异，体会同素异形现象和同素异形体的概念。再列举氧气和臭氧、红磷和白磷等例子让学生体会同素异形现象的普遍性，并指出同素异形体之间的性质差异。

在讲解同分异构现象时，让学生动手连接丁烷的两种同分异构体，再观察乙醇和二甲醚的同分异构现象，并结合前面学习的碳原子形成的共价键的多样性，使学生了解物质的多样性。

本节课的重要内容是让学生认识物质的多样性，但对于几个概念的掌握也是十分很需要的，所以本节课的最后小结了常见的几个容易混淆的概念。

四、教学过程

[引入]前面我们刚刚学习了元素周期表。我们知道人类已经发现的元素只有

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一百多种，可是物质世界是极其丰富多彩、纷繁复杂的，到底一百多种的元素是怎么样形成数千万种不同的物质的呢？

[讨论]（生：同种元素有不同的核素――同位素的概念；

同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物――氯化钠

氢氧化钠；

同种元素可以与其它同种元素形成比例不同的化合物――氧化纳

过氧化钠等）

[讲述]同学们说的都很好，不过除了你们所说的这些情况，今天我们还要介绍另外两种对于物质世界的多样性有着巨大贡献的情况。请看一组图片：金刚石、石墨、富勒烯等。

[问题1]你们能说说这几种物质的异同点吗？

（生：都是由碳元素构成的。金刚石是最硬、无色透明的；石墨是深灰色、不透明、质软、易导电的片状固体；C60灰黑色固体）

[问题2]为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢？

（生：结构决定性质）

展示金刚石、石墨模型ppt同时示出金刚石、石墨、C60结构模型

[问题3]请同学们认真观察思考金刚石、石墨、C60的微观结构如何不同以致形成的单质性质相差这么大？

（生：构成金刚石的微粒是C原子，C原子以共价键相连，结合成空间网状结构，金刚石的基本结构单元是正四面体；

构成石墨的微粒是C原子，C原子以共价键相连，在石墨的每一层，每个C原子与周围3个C原子以共价键相连，排列成平面六边行，无数平面六边行形成平面网状结构，石墨的不同层之间存在分子间作用力；

C60是60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球；

还有碳纳米管也是由碳原子构成的，是由石墨碳原子层卷曲而成的碳管，管直径一般为几个纳米到几十个纳米，管壁厚度仅为几个纳米，像铁丝网卷成的一个空心圆柱状“笼形管”。它非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽，实际上是长度和直径之比很高的纤维。）

[小结]同学们说得非常好，由于原子的微观排列不同，使得形成的单质性质差异很大，这种现象称为同素异形现象，而这样形成的不同单质互称为同素异形

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体。

[过渡]实际上同素异形现象在自然界中是很普遍的，比如同学们早在初中就学过的氧气和臭氧、红磷和白磷。现在请大家阅读课本相关内容，讨论一下氧气和臭氧、红磷和白磷他们的性质有哪些不同。

学生讨论最后教师小结

氧气

臭氧

化学式

O2

O3

颜色（气态）

无色

淡蓝色

气味

无味

鱼腥味

沸点℃

－183 －112.4 溶解度

0.030 >O2

[拓展视野]

[总结]同素异形体的性质差异很大，主要表现为物理性质，那而化学性质往往比较接近。

（1）C+O2

==

CO2

（2）氧气和臭氧都具有强氧化性，

臭氧的氧化性更强。

(3)4P5O2

点燃

2P2O5[师]同素异形体之间还能相互转化。（ppt：10）

(1)C(石墨)

C（金刚石）(2)3O

2O32

放电

[过渡]通过刚才的学习我们知道物质世界丰富多彩的一个原因是同种元素能形成不同的单质。同种元素形成的单质不一定是同一种物质，那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗?

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[活动]根据碳、氢原子形成共价键的特征，我们动手制作组成为C4H10的有机化合物的分子结构模型。

（学生思考并动手）

[小结]你们可以作出几种不同的分子结构模型？（两种。）

对比两个模型,找找它们的联系? （分子式相同，结构不同。）

像这样，化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象

具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。

[提问]同分异构体间性质有无差异? [过渡]再看另一个例子分子式为C2H6O的有机物可以有两种不同的结构形成不同的化合物：乙醇和二甲醚

[讲述]同分异构现象在有机物中是普遍存在的，这是有机化合物种类繁多的原因之一。大家回忆一下，在我们学习共价键时学习了碳原子之间不同的连接方式，那么现在能不能总结一下有机物种类繁多的原因是什么呢？

学生讨论回答最后教师小结

[小结] （1）有机物中可以含一个碳原子,也可成千上万个碳原子。

（2）碳原子之间可有单键、双键、三键，也可有环状结构。

（3）大量存在同分异构现象。

[课堂小结]物质世界丰富多彩原因很多：1.同种元素有不同的核素――同位素；2.同种元素可以形成不同的单质――同素异形现象；3. 同种元素可以和不同的元素形成不同的化合物――氯化钠

氢氧化钠；4.同种元素可以与其它同种元素形成比例不同的化合物――氧化纳

过氧化钠；5分子式相同的化合物存在同分异构现象。

这里我们要重点区分同素异形体、同分异构体、同位素三个概念。（ppt：17）

相同点

同素异形体

同种元素构成

同分异构体

分子式相同

同位素

质子数相同的同种元素

不同点

研究对象

结构不同

单质

结构不同

化合物

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中子数不同

原子

[练习]

1312 C与12 C•有下列各组物质有下列各组物质: A: A、、1366

•6C与6 C

BB、金刚石与石墨、金刚石与石墨CC、乙醇与二甲醚、乙醇与二甲醚D、CHCH3

D、CHCH333

CHCHCH2CH3CH33CHCH2CH3

（1）互为同位素的是________（1）互为同位素的是________（22）互为同素异形体的是）互为同素异形体的是________________

（（（33）互为同分异构体的是）互为同分异构体的是________________

答案：（1）A

（2）B

（3）C，D CH－C－CH3CH3 3 －C－CH3CHCH33

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1.3.2《不同类型的晶体》课时教案

一、学习目标

1．认识不同的物质可以形成不同的晶体，不同类型的晶体的结构、构成微粒、物理性质不尽相同，各有特点。

2．以不同类型的晶体为例，认识物质的多样性与微观结构的关系。

3．理解“物质的结构决定性质、性质体现结构” 的观点。

二、教学重、难点

不同类型的晶体的结构、构成微粒、物理性质等特征。

三、设计思路

本节课是在学生学习了同素异形现象和同分异构现象后对物质世界的多样性有了初步了解的基础上进行的。通过电脑展示四种类型晶体的几个典型实例，让学生观察各种类型的晶体的结构特点，从而学习四种晶体的构成微粒、微粒间的作用类型以及表现出的物理性质的差异。

本节课的核心内容不仅要掌握四种常见类型的晶体，而且要从晶体的角度认识物质世界的多样性。

四、教学过程

[引入]（复习）上节课我们学习了同素异形现象和同分异构体，通过学习这两个概念，我们认识了物质世界多样性的两个原因。

本节课我们在学习晶体，认识常见的几种类型的晶体。那么什么是晶体？

[展示]图片：各种各样的晶体及其模型

[提问]在生活中我们能遇到各种各样的晶体，外观上有何特点？物理性质（硬度，熔沸点、导电性）有什么特点？

（自然界的固态物质有晶态和非晶态之分，观察晶体发现他们有共同的特点。）

[板书]晶体：①具有规则几何外形，

②晶体中的微粒按一定的规则排列。

[讲述]像大家熟悉的冰、食盐、金刚石等，虽然都是晶体，但性质上差别很大，原因是其构成微粒不同。根据构成晶体的基本微粒和作用力不同，我们又把分为以下四种：离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体。

下面我们就一个一个具体的认识这几种不同类型的晶体。

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[板书]一、离子晶体

[投影]播放食盐晶体的图片及模型并旋转其模型，让学生从各个方向观察立方体。

（让学生归纳离子晶体的构成微粒特点）

[板书]构成离子晶体的微粒：阴阳离子

定义：离子间通过离子键结合而成的晶体。

离子晶体的特点：①无单个分子存在；NaCl不表示分子式。

②熔沸点较高，硬度较大。

③水溶液或者熔融状态下均导电。

[提问]哪些物质属于离子晶体？强碱、部分金属氧化物、部分盐类。提问：像干冰、冰它们又是什么样的晶体？

[板书]二、分子晶体：

展示分子晶体（CO2）的图片及三维空间模型，并让学生归纳得出结论

构成微粒：分子

定义：分子间通过分子间作用力结合成的晶体。

[提问]分子晶体的特点？：

①有单个分子存在；化学式就是分子式。

②熔沸点较低，硬度较小。哪些物质可以形成分子晶体？

氧气、氢气等多数非金属单质、稀有气体、非金属氢化物、多数非金属氧化物等。

[过渡]女孩子戴的水晶项链它的成分是二氧化硅，它又是什么晶体？

[板书]三、原子晶体

展示原子晶体的图片及模型，学生归纳得出结论

原子晶体：

原子晶体构成微粒：原子

定义：原子间通过共价键结合成的具有空间网状结构的晶体。

原子晶体的特点？

动画演示：原子晶体的物理性质

学生得出结论熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。

[提问]哪些物质属于原子晶体？

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金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。

[板书]四、金属晶体

金属晶体的物理特性：有金属光泽，能导电传热、具有延展性。

[提问]哪些物质属于金属晶体？

金属单质或合金

[拓展视野]石墨为什么很软？

石墨晶体中，层与层之间存在较弱的分子间作用力。层间易滑动，质软石墨的熔沸点为什么很高？而同一层内存在较强的共价键，熔点也很高，所以石墨属于混合晶体

[总结]几种晶体列表比较如下：（ppt：10）

晶体类型

结构

构成晶体的粒子

微粒间的相互作用

性质

硬度

熔点

导电性

[本课小结] 离子晶体

阴、阳离子

离子键

较大

较高

熔融或溶液导电

分子晶体

分子

分子间作用力

小

低

不导电

原子晶体

原子

共价键

大

高

不导电

金属晶体

----

----

差距大

差距大

导电

本节课我们认识了自然界中常见的晶体，认识不同晶体在构成微粒，微粒间的作用力和熔沸点硬度方面的差异。

［课堂练习］

例1、

下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是（

）

A.SO2和SiO2

B.CO2和H2O

C.NaCl和HCl

D.CCl4和KCl 例2、下列物质的晶体中，不存在分子的是

（

）

(A)二氧化碳

(B)二氧化硫

(C)二氧化硅

(D)二硫化碳

例3、下列晶体熔化时，不需要破坏化学键的是

（

）

A、金刚石

B、干冰

C、食盐

D、晶体硅

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例4、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是

（

）

(A)水晶和干冰的熔化

(B)食盐和冰醋酸熔化

(C)液溴和液汞的气化

(D)纯碱和烧碱的熔化

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