第三单元 从微观结构看物质的多样性主要内容及教案内容

《不同类型的晶体》教学设计

一、设计思想

本节课是有关不同晶体类型的教学，先创设问题情景，启发学生为手段使学生要掌握的内容简单化，趣味化，引导学生主动进行问题探究。使用多媒体和教学模型可以使微观结构表现得淋漓尽致，有助于提高学生的空间想象力。其中还运用了大量的对比，让学生学会对比学习与记忆。运用新的教学理念，在教学过程中体现学生为主体，增大学生表达的机会，增强师生互动。

二、教材分析

《不同晶体类型》是专题1微观结构与物质的多样性中第三单元的一部分，本单元前面从同素异形体和同分异构体分别介绍了绍晶体的多样性呼应了本单元的标题，将本节内容安排在第二单元离子键、共价键、分子间作用力等内容之后，不仅体现了知识结构一条线，还体现了认知结构一条线。教材《考试说明》对本课教学内容的基本要求是知道晶体可以分为原子晶体、分子晶体、离子晶体和金属晶体，了解石英的微观结构。发展要求为四类晶体的主要特征。通过本节课的学习可以加深对从微观结构了解物质的多样性本单元标题的理解。同时对学生在初中所学的有关晶体的的内容有所延伸，体会知识不断地更新。

三、学情分析

基于学生在前一单元已学习了有关离子键、共价键、分子间作用力等知识，完全可以理解构成物质的微粒之间存在着不同的作用力，但可能在学习本课时会遇到原子还是分子的区分，例如石英晶体中是原子连结而不是分子连结，有没有分子，同时需要培养学生的空间想象能力。

四、教学与评价目标

1.教学目标

（1）通过展示日常生活中常见的几种晶体，归纳出晶体的外观特点，从而得出晶体的概念。

（2）通过对形成晶体的原因的探究，让学生建立宏观外形与微观结构的关系，并让学生初步了解晶体的类别。

（3）通过观察比较各种晶体的模型和交流讨论，使学生明确不同类型的晶体结构，构成微粒及物质性质，认识物质的多样性与微观结构的关系。

（4）通过对比总结，使学生进一步掌握各类晶体的性质和结构特点，并学会如何判断晶体类型。

2.评价目标

（1）通过对不同晶体结构的探究，诊断并发展学生对微观结构认识水平和空间想象能力（定量水平、微粒水平）。

（2）通过不同晶体性质的探究，诊断并发展学生对结构决定性质、性质体现结构的认识水平（定性水平、内涵水平）。

（3）通过对晶体类型的判断，诊断并发展学生对新概念的认识水平（基于概念水平、微粒水平、科学态度）。

五、重点难点

离子晶体、分子晶体和原子晶体的概念与区分。

六、教学方法

观察、比较、启发引导、归纳总结、多媒体辅助教学法。

七、教学过程

环节一：认识晶体

（一）情境引入

【教师展示】生活中常见的几种晶体。

【问题探究1】这些固体颗粒在外观上有什么特点？

【学生活动】学生观看图片，并结合生活实际得出结论。

【PPT展示】像上述这些通过结晶形成的有规则几何外形的固体，称为晶体。

设计意图：通过展示图片来引起学生的注意力，从而引出晶体的概念，即符合学生的认知能力又激发学生的好奇心与求知欲。同时引导学生将生活实际与学科知识相联系，培养了学生观察归纳的能力。

（二）探究原因

【问题探究2】构成晶体的微粒有哪几类？这些微粒是如何形成具有规则的几何外形的晶体呢? 【学生活动】构成微粒：离子、分子、原子。

【教师提示】生活中各种有序排列的不同形状的队形。

【学生活动】学生观看图片，并以此为启发得出结论。

【活动与探究】假如将这些小球当成是构成晶体的微粒，你能将它们排列成一定几何外形的晶体么？

【教师点评】晶体有规则的几何外形是因为在晶体内部，构成晶体的微粒间通过相互作用力在空间呈规则的重复排列。

【小结】晶体的宏观外形由内部的微观结构决定，宏观形状也可以反映出晶体的内部结构

【问题探究3】微粒之间有哪些类型的相互作用？

【学生活动】离子键、共价键以及分子间作用力

【教师讲述】人们根据构成晶体微粒的不同和微粒间的作用力不同，把晶体分为：离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体。

设计意图：通过一步步的问题引导和探究得出形成晶体的原因，并引出四种晶体。符合学生的发展规律，也培养学生思维迁移能力。

【过渡】下面我们就一个一个具体的认识这几种不同类型的晶体。

环节二：认识不同类型的晶体

（一）离子晶体定义和特性

【问题探究4】大家知道氯化钠晶体是由什么微粒构成的吗？微粒之间靠什么样的作用力聚集在一起形成晶体的呢？在晶体中1个 Na是否只和1 个Cl形成离子键呢？

【与学生交流】学生做各式各样的猜测

【教师提示】晶体中Na显电性，它会在周围各个方向上吸引多个Cl，尽可能多的吸引，只要空间允许。同时Cl会在周围各个方向上吸引多个Na。（从线、面到体）

【动画演示】氯化钠晶体的结构（教师同时展示模型，并提示模型是整体的一部分）

【学生活动】根据模型和教师的提示回答：氯化钠晶体中，1个 Na周围和6个Cl形成离子键，同时1个Cl周围和6个Na形成离子键，就这样在空间不断的延伸下去。

-++--++-+-

小结：象氯化钠晶体这样，阴、阳离子通过离子键形成的晶体应该属于离子晶体，

【板书】1、离子晶体：离子化合物中阴、阳离子间按一定的方式有规则地排列而成的晶体。

【投影】通过下列几个小问题加深理解：

①

构成离子晶体的微粒是什么？

②

离子晶体中微粒之间的作用力是什么？破坏这种作用力所需能量高还是低？

③

离子晶体中是否存在单个小分子？

④

不同离子晶体中阴阳离子的排列顺序是否相同？（本题主要为讲解，拓展视野，让学生知道还有不同的排列，例如CsCl 不妨展示一下，点到为止）

⑤

哪些晶体为离子晶体呢？

【学生活动】思考并回答

【投影】(1)构成微粒：阴、阳离子

（2）微粒间的作用力：离子键

（3）离子晶体中无单个分子存在；NaCl表示晶体中Na＋和 Cl－数目比1：1 的化学式。

（4）物质包含强碱、部分金属氧化物、部分盐类

【过渡】其他类型的晶体结构又是怎样的呢？

设计意图：通过动画和模型展示能集中学生的注意力，让学生更好的了解离子晶体的空间构型，通过问题探究促进他们更好的理解吸收。

（二）分子晶体定义和特性

【教师】展示干冰图片

【问题探究5】知道干冰是什么吗？CO2分子之间通过什么作用力凝聚在一起的呢？这种力是强还是弱？干冰晶体内部除了分子间作用力，还有其他的作用力吗？两种力当中是哪一种力束缚着CO2分子，不让它自由移动呢？

【学生活动】观察干冰模型思考并回答

小结：象干冰这种晶体，由分子构成，分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体。

【板书】2、分子晶体：分子间通过分子间作用力按一定规则排列形成的晶体。

[投影]通过下列几个小问题加深理解：

①

构成分子晶体的微粒是什么？

②

分子晶体中微粒之间的作用力是什么？破坏这种作用力所需能量高还是低？

③

分子晶体中是否存在单个小分子？（化学式为分子式）

④

哪些晶体为分子晶体呢？

【投影】（1）构成微粒：分子。

（2）微粒间的作用力：分子间作用力。

（3）分子晶体有单个分子存在（化学式就是分子式）。

（4）物质包含：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

设计意图：通过模型展示更形象直观，符合中学生的认知规律，这样做能引起注意，并且能使学生们更易理解。

（三）晶体性质的探究

【交流与讨论】根据以上分析了两种类型晶体的微观结构，推测一下它们可能的物理性质。

教师提示：因为离子键是很强烈的，破坏它是需要很高的能量的，离子晶体的气、固、液三态的变化是要克服离子键的，大家可以想象离子晶体的熔、沸点一般来说应该是高还是低？固体在刻画痕迹的时候也是克服离子键的，那么硬度应该是怎样的呢？离子晶体固体时候导电吗？什么条件下可以导电呢？同样的思路去考虑一下分子晶体。

学生回答，教师总结

微 观 结 构

结构微粒

微粒之间的作用力

离子晶体

阴、阳离子

离子键

高

大

固体不导电，熔融状态下导电，水溶液也导电

分子晶体

分子

分子间作用力

低

小

固体，熔融状态都不导电，水溶液有的导电。

设计意图：通过交流讨论学会结构决定性质的分析方法，并通过对比总结更好的掌握两种晶体的性质特点。同时起到了承上启下的作用，把所学的知识和将要学的知识联系起来，激发学生学习新知识的兴趣。

（四）原子晶体定义和特性

【过渡】以上我们看出不同的晶体结构，其物理性质各有特点。我们把学到的知识来应用一下，石英晶体大家还记得是什么吗？分析下列数据推测石英晶体类型是否为分子晶体？

干 冰

SiO2晶体

熔 点

-78.4℃

1732℃

沸 点

-56.2℃

2230℃

物 理 性 质

熔、沸点

硬 度

导电性

[交流与讨论]分析SiO2晶体的结构与干冰结构的差别，推测该类型晶体结构特点和物理性质。

【学生活动】观察干冰模型思考并回答

小结：SiO2晶体当中1个Si原子同时与4个O原子形成共价键，1个O原子同时与2个Si原子形成共价键，Si原子与O原子通过共价键连成空间网状结构，这里没有单个小分子，化学式表示Si原子与O原子的个数比是1:2。这种类型的晶体属于原子晶体。

[板书]3、原子晶体：相邻原子通过共价键结合形成空间网状结构，这样的晶体称为原子晶体。

[投影]通过下列几个小问题加深理解：

①

构成原子晶体的微粒是什么？

②

原子晶体中微粒之间的作用力是什么？破坏这种作用力所需能量高还是低？

③

分子晶体中是否存在单个小分子？

④

哪些晶体为原子晶体呢？

⑤

原子晶体的物理性质怎样呢？

（1）构成微粒：原子。

（2）微粒间作用力：共价键。

（3）包括物质：金刚石、单晶硅、碳化硅、二氧化硅等。

（4）物流性质：熔沸点很高，硬度很大，难溶于一般溶剂。

设计意图：以问题方式来引出原子晶体的概念，即能体现学生主体地位，唤起学生自主学习的热情，又能体现教师的主导性，能帮助学生更主动更全面更严谨地把握一个科学概念。

环节三：整理与归纳

请分析比较表中所列的几种晶体的熔点、沸点、硬度，指出它们各属于哪一类晶体。你能归纳出四类晶体性质的一些特点吗？

晶体

熔点℃

硬度

晶体

类型

氯化钠

801 较硬

氯化钡

金刚石

1560 较硬

>3550 很硬

二氧化硅

1723 硬而脆

硫

112.8 脆

白磷

钠

钨

44.1 97.8 3410 软

柔软

硬

晶体性质特点

[提问]钠、钨应属于什么类型晶体呢？

[点评]简单介绍金属晶体。

设计意图：引导学生回顾总结已学知识，增强综合归纳能力；增强观察能力，并学会应用“比较”的科学方法。

环节四：拓展视野

教师展示石墨的模型

【交流与讨论】1、石墨为什么很软？2、石墨的熔沸点为什么很高？

【学生活动】结合本节课所学的知识思考讨论后回答问题。

小结：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。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。

设计意图：拓展延伸，进一步巩固本节课的知识点。

环节五：课堂小结而

一、三种晶体的比较

晶体类型

离子晶体

分子晶体

原子晶体

微粒

离子

分子

原子

微粒间作用力

离子键

分子间作用力

共价键

熔沸点

高

低

高

硬度

大

小

大 典型实例

NaCl 干冰

石英

二、晶体类型的判断

1、根据组成判断：有无离子？有无分子？

2、根据性质判断：熔沸点的高低，硬度的大小，是否导电。

八、随堂练习

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 答案：选B.CO2和H2O都是分子晶体。

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

答案：选C.二氧化硅为原子晶体。

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

答案：选C.食盐为离子晶体。

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

答案：选D.纯碱和烧碱的熔化克服的是离子键之间的作用力。

九、作业设计

1．氮化硅（Si3N4）是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛的用途，它属于（ ）晶体

2、现有六种物质，按要求填空（填序号）；

①BaCl2 ②金刚石

③NH4Cl ④Na2SO4 ⑤干冰⑥碘片

（1）熔化时不需要破坏化学键的是 ，

熔化时需要破坏共价键的是 ，

熔点最高的是 ，熔点最低的是 。

（2）属于离子化合物的是 ，只有离子键的是 ，

晶体以分子间作用力结合的是 。

（3）属于离子晶体的是 ，属于分子晶体的是 ，属于原子晶体的是 。

十、板书设计

不同类型的晶体

一、晶体分类

1、离子晶体：离子化合物中阴、阳离子间按一定的方式有规则地排列而成的晶体。

2、分子晶体：分子间通过分子间作用力按一定规则排列形成的晶体。

3、原子晶体：相邻原子通过共价键结合形成空间网状结构，这样的晶体成为原子晶体。

二、晶体类型判断

1、组成

2、性质