第三单元 从微观结构看物质的多样性教案及板书设计

不同类型晶体的结构及性质教学设计

杭州高级中学化学组章珺

一、教材与学情分析

“不同类型的晶体”位于苏教版化学2专题一第三单元的第三节。在本专题之前的学习中，学生知道宏观物质是由原子、分子、离子等微粒构成，微粒之间有不同的作用力，同素异性现象和同分异构现象是造成物质多样性的重要原因。本节课主要是从构成宏观晶体的微粒及微粒间相互作用力的角度帮助学生认识微观结构与宏观性质、物质多样性的关系。

二、教学目标

本节课主要涉及“宏观辨识与微观探析”这个维度，按照《普通高中化学课程标准（2017年版）》，每个维度划分为4个水平层次。学生通过前面的学习，普遍处于水平1和2之间，即能从宏观的一些现象对物质进行分类，能对常见物质及其变化进行描述和符号表征（水平1）；能从原子结构视角说明元素的性质递变规律，能从构成物质的微粒说明常见物质的主要性质（水平2）。概括来讲就是具有物质分类的角度，但比较单一，尚不丰满；初步具有结构决定性质的意识，但比较孤立，没有联系。

因此，在现有水平基础上，提升水平层次到水平3，能多角度对物质进行分类，能从微观结构的差异说明对物质性质的影响，甚至水平4能从微观结构预测物质的性质并说明合理性，能从宏观性质推测微观结构成为教学设计的着力点。故确定本节课的教学目标如下表。

化学学科核心素养

教学目标

宏观辨识与微观结构

1.

通过SiO2、CO2微观结构到晶体形成的过程，了解晶体微粒在空间呈有规则的重复排列是形成晶体具有规则几何外形的内因。

2.

通过SiO2、CO2微观结构差异与性质差异的比较，形成晶体类型的分类角度，培养结构决定性质的观念。

3.

利用微观结构图示、宏观物性信息，判断三种常见晶体的构成微粒及微粒间的相互作用力，了解其对某些物理性质的影响。

证据推理与模型认知

1.

利用常见晶体结构模型，了解晶体结构特点，识别常见晶体的结构。

2.

根据陌生晶体的宏观性质数据推测所属晶体类别。

3.

根据陌生晶体的微观结构推测其可能的物理性质，并能从微观结构角度加以解释说明。

科学精神与社会责任

1.

借助常见物质的结构与性质分析，逐步形成结构决定性质，性质反映结构的观念。

三、教学设计

教学环节

1.

认知冲突引入

（1）干冰室温直接升华

（2）石英灼烧保持稳定

学生活动

（1）从分类角度复习SiO2、CO2化学性质的相似性

（2）从不同的应用图片，思考组成相似（非金属氧化物），性质相似（酸性氧化物），为何熔沸点差异大？

设计意图

创设真实的问题情境，是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台。利用学生较为熟悉的宏观物质引入，通过实验发现同中有异，激起学生的学习兴趣，引发学生从结构决定性质思考的角度。

2.

原子晶体、分子晶体规则几何外形及构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力

（1）展示SiO2、CO2的微观结构示意图及其在空间中有序排列的示意图。

（2）布置学生任务：计算不同状态下同取44g 时的CO2的体积。

（3）借助SiO2的微观结构示意图请学生分析其构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力。

遵循人们对物质世界的（1）借助典型微观结构认知发展规律，从感性认图示，分析构成晶体的微识到理性认知。以学习内粒。观察微观结构在空间容为载体，让学生体会到中有序排列延伸的结构，对微观结构的有序排列与晶体宏观有规则外形建立因果关系。

（2）通过计算数据分析，获得分子晶体的认知模型（构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力）。

（3）通过SiO2晶体分析，获得原子晶体的认知模型。

（4）从作用力大小的差异分析宏观性质差异的原因。

从宏观现象到微观本质的科学研究一般历程。

从中进一步树立结构决定性质，丰富了学生在研究物质性质时的分类角度，并引入到晶体微粒间的相互作用力对性质影响的教学阶段。

3．晶体微粒间的相互作用力及其对性质的影响

（1）展示卤素单质、卤化氢的物性数据，及I2的微观结构图。

（2）以HF沸点反常为例，引入分子间氢键的概（1）通过卤素单质物性任务驱动的方式，引导学数据分析，判断所属晶体生进一步探究晶体微粒类型，借助I2的微观结构图进行验真；借助数据证据归纳范德华力大小的影响因素，以卤化氢的物性数据进行验真。

（2）以HF的分子键形成为例，分析H2O、NH3、间作用力大小与物理性质的关系。

提供多样性证据，归纳分子间作用力大小的影响因素，提升学生证据推理的化学核心素养。

念。展示多种氢化物的沸沸点反常的原因也是分点数据，请学生进行分析。

（3）辨析氢化物沸点与气态氢化物稳定性概念。

（4）展示H2O在不同状态下的密度。

展示常见物质的溶解性数据。

（5）展示金刚石、单晶硅、碳化硅结构及相关物性数据。

子键存在氢键作用，并从原子角度思考回答教师提问这些分子间易形成氢键的原因。

（3）从变化分类角度，及破坏作用力角度分析辨别两个概念。

（4）以事实为证据，从微观结构角度解释多种宏观性质。

（5）通过微观结构判断所属晶体类型，通过数据证据分析共价键大小的影响因素。

根据宏观性质数据推测所属晶体类型，微观结构推测宏观性质。理论应用于实践，将知识内化。

任务驱动引导学生自主构建原子晶体、离子晶体的模型认知；以微观结构与事实证据相关联的分析方式，深化结构决定性（6）展示NaCl结构及相（6）通过微观结构形成质，性质反映结构的学科关物性数据。

离子晶体的认知模型，过观念。

数据证据分析离子键大小的影响因素。

4．教学评价

（1）展示足球烯、金刚石结构。

（2）展示石墨、六方相氮化硼结构。

（1）从晶体分类、构成晶体的微粒、微粒间的相互作用力判断足球烯与金刚石的熔点高低。

通过活动促使学生将基础知识进行结构化。

通过活动能够综合评价学生的“宏观辨识与微观（2）通过层内，层间的探析”“证据推理与模型构作用力角度对石墨进行建”的核心素养的发展水分类，进而分析石墨润滑平。

性、能导电的性质；类比

石墨结构，推测六方相氮

化硼结构。在实验证据下，从微观结构解释六方相氮化硼不能导电的原因。