第三单元 从微观结构看物质的多样性教学设计实例

必修2 第三单元从微观结构看物质的多样性（第二课时）

不同类型的晶体

一、教材分析

教材以自然存在的晶体与相应晶体结构模型为实例来介绍不同类型的晶体。由于晶体结构较为复杂，教材只从构成晶体的微粒、微粒间作用的类型和晶体的某些特征作比较，使学生认识微观结构与物质多样性的关系；

教材采用三维空间模型图片、表格、数据对比等，让学生了解它们各自的特点和区别，来加深印象，巩固知识。

《不同晶体类型》是专题1微观结构与物质多样性的第三单元的一部分，本单元前面从同素异形体和同分异构体分别介绍了单质的多样性和化合物的多样性，本节课将要介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《学科指导意见》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。

二、设计思路

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。运用新课程的教学理念，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。

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、教学目标

知识与技能：1、以不同类型的晶体为例，认识物质的多样性与微观结构有关系；

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

3、理解“物质的结构决定性质，性质体现结构”的观点。

过程与方法：运用电脑演示三维空间结构或展示模型，运用列表对比的方法，进行不同类型晶体的比较。

情感、态度与价值观：培养学生透过现象看本质的思维方法，培养更高的思维能力，同时通过欣赏不同晶体及其微观结构，培养学生的审美能力。

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、教学策略与手段

首先、以启发学生为手段，详细分析离子晶体与分子晶体的内部结构，给后面的原子晶体的学习作铺垫，然后比较离子晶体与分子晶体的物理性质的差异，感受晶体微观结构决定晶体的物理性质。最后，对于原子晶体的学习，希望学生能从问题出发，通过独立学习与合作学习，实践对知识的探究过程。

七、教学过程

[创设情景，导入新课] 让学生欣赏一组有关晶体介绍的图片，从感官上接受晶体是有规则几何外形的固体。

[提出问题]我们不难发现晶体都有规则的几何外形，又有固定的熔、沸点，大家知道为什么吗？是否固体都有规则的几何外形呢？

[与学生交流]学生可能答出是内部结构，已经很不错了。

小结：有规则的几何外形的固体是晶体，晶体有规则的几何外形是因为在晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈有规则重复的排列。

[过渡]下面我们就来看几种不同类型的晶体。

[展示]氯化钠晶体，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？我们共同来回忆一下离子键的定义。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

点评：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，提示模型是整体的一部分）

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[动画演示] 展示氯化钠晶体模型。

讲解：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，请大家展开空间想象力，晶体中有没有单个的小分子？那么化学式NaCl又表示什么意义呢？

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]离子晶体定义：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？

[过渡]其他类型的晶体还有很多，有没有兴趣呢？（学生对模型很感兴趣的）

[展示干冰图片]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？（观察干冰模型）干冰晶体内部除了分子间作用力，还有其他的作用力吗？回忆共价键。两种力当中是哪一种力束缚着CO2分子，不让它自由移动呢？

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]分子晶体定义：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？

以上分析了两种类型晶体的微观结构，我们下面来推测一下它们可能的物理性质。

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。

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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。

[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，推测该类型晶体可能的物理性质？

（充分调动学生的积极性）会有学生提出铁丝长短的问题，应抓住机会点拨作用力强弱不同。

[讲解] 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]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？

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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？

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

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。

[本课小结]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

氯化钠

801 较硬

氯化钡

1560 较硬

金刚石

>3550 很硬

二氧化硅

1723 硬而脆

硫

112.8 脆

白磷

44.1 软

钠

97.8 柔软

钨

3410 硬

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。

九、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。

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二、各类晶体的比较

晶体类型

构成晶体阴阳离子

的粒子

微粒间的结构

相互作用

是否存在无

“分

子”

硬度

熔点

性质

熔融或溶导电性

液导电

实例

氯化钠

干冰

金刚石

钠

不导电

不导电

导电

较大

较高

小

低

大

高

差距大

差距大

有

无

无

离子键

用力

分子间作共价键

金属键

分子

原子

子

离子晶体

分子晶体

原子晶体

金属晶体

金属阳离子和自由电6