复习题名师教学设计1

第二节

分子晶体与原子晶体

第一课时

【教学目标】

1.使学生了解分子晶体的组成粒子.结构模型和结构特点及其性质的一般特点。

2.使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。

3.知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。

【教学重点】重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点

【教学难点】氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响

【教学方法】运用模型和类比方法诱导分析归纳

【教师具备】教学媒体

冰、干冰、碘晶体

【复习引入】什么是离子晶体？哪几类物质属于离子晶体？

【交流·讨论】雪花、冰糖、食盐、水晶和电木（酚醛树脂）这些固体是否属于晶体？若不是晶体，请说明理由

【设问】构成它们的基本粒子是什么？这些粒子间通过什么作用结合而成的？

【讲解】分子通过分子间作用力形成分子晶体

【板书】一、分子晶体

1.定义：含分子的晶体称为分子晶体。

也就是说：分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体。看图3-9，如：碘晶体中只含有I2分子，就属于分子晶体

【思考】还有哪些属于分子晶体？

2.较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。

3.分子间作用力和氢键

【讲述】首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识、分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，也叫范徳华力。

【追问】分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响?

【板书】教师诱导：但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合，如：NH3，H2O和HF的沸点就出现反常。

【讲解】指导学生自学：教材中有些氢键形成的条件，氢键的定义，氢键对物质物理性质的影响。

【师生小结】

①氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N，O，F）与H核②氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力。

③氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。

【投影】④投影

氢键的表示

如：冰一个水分子能和周围4个水分子从氢键相结合组成一个正四面体

见图3-11[来源学科网Z,X,X,K]

【创设情景】教师诱导：在分子晶体中，分子内的原子以共价键相结合，而相邻分子通过分子间作用力相互吸引。分子晶体有哪些特性呢？学生回答

【板书】4．分子晶体的物理特性：熔沸点较低、易升华、硬度小。固态和熔融状态下都不导电。

【讲述】大多数分子晶体结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力。以一个分子为中心，其周围通常可以有几个紧邻的分子。如图3-10的O2，C60，我们把这一特征叫做分子紧密堆积。如果分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取紧密堆积的方式。这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙使得冰的密度减小。

【举例】在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，形成正四面体。氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，

【讲述】教师诱导，还有一种晶体叫做干冰，它是固体的CO2的晶体。干冰外观像冰，干冰不是冰。其熔点比冰低的多，易升华。

出示干冰的晶体结构晶胞模型。

【讲解】干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆1

积，每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有几个？

【讲解】一个CO2分子处于三个相互垂直的面的中心，在每个面上，处于四个对角线上各有一个CO2分子周围，所以每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数目是12个。

【师生小结】投影小结完成表格

晶体类型

分子晶体

构成晶体的粒子[来源学科网][来源:Z_xx_k.Com][来源学#科#网结构[来Z#X#X#K]

分子

源学科网ZXXK]

粒子间的相互作用力

分子间作用力

硬度

小

熔沸点

较低

性质

导电性

固态熔融状态不导电

溶解性

相似相溶

【小结】

本节课主要学习了分子晶体，重点掌握其结构与性质。

【板书设计】

一、分子晶体

1.定义：含分子的晶体称为分子晶体

2.较典型的分子晶体有非金属氢化物，部分非金属单质，部分非金属氧化物，几乎所有的酸，绝大多数有机物的晶体。

3.分子间作用力和氢键

①氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N，O，F）与H核

②氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力。

③氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。

4．分子晶体的物理特性：熔沸点较低、易升华、硬度小。固态和熔融状态下都不导电。

第二节

分子晶体与原子晶体

第二课时

【教学目标】

1.掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。

2.了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，

3.能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

【教学难点重点】原子晶体的结构与性质的关系

【教学过程】

【复习提问】

1.什么是分子晶体？试举例说明。

2.分子晶体通常具有什么样的物理性质？

【引入新课】

【思考与交流】CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体。

【思考】碳元素和硅元素处于元素周期表中同一主族，为什么CO2晶体的熔、沸点很低，而SiO2晶体的熔沸点很高？

【展示】二氧化硅、金刚石的晶体结构【阅读】P71明确金刚石的晶型与结构

【板书】二、原子晶体【归纳】1．原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。2．构成粒子：原子；3．粒子间的作用：共价键；

【展示】金刚石晶体结构

填表：

键长

键能

键角

熔点

硬度

2

【归纳】

4．原子晶体的物理性质

熔、沸点_______，硬度________；______________一般的溶剂；_____导电。

【思考】（1）原子晶体的化学式是否可以代表其分子式，为什么？

（2）为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大？

（3）阅读：P69，讨论“学与问

”

【归纳】晶体熔沸点的高低比较

①对于分子晶体，一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力晶体类型

分子晶体

原子晶体

越大，物结

构成晶体粒子

质的熔构

粒子间的作用力

沸点也硬度

越高。

性

溶、沸点

②质

导电

对于原子晶体，溶解性

一般来说，原子间键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔沸点越高，硬度越大。

【合作探究】

（1）在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个石中,含CC原子组成？它们是否在同一平面内？

（2）在金刚石晶体中，C原子个数与C—C键数之比为多少？

（3）12克金刚—C键数为多少NA？

比较】CO2与SiO2晶体的物理性质

物质/项目

熔点℃

状态(室温)

CO2

-56.2 气态

SiO2

1723 固态

阅读：P68 ，明确SiO2的重要用途

推断：SiO2晶体与CO2晶体性质相差很大，SiO2晶体不属于分子晶体

展示：展示SiO2的晶体结构模型（看书、模型、多媒体课件），分析其结构特点。

引导探究：SiO2和CO2的晶体结构不同。在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1：2的比例所组成的立体网状的晶体。

阅读：P72 ，明确常见的原子晶体

5．常见的原子晶体有____________________________等。

【学与问1】怎样从原子结构角度理解金刚石、硅和锗的熔点和硬度依次下降？

【解释】结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大。碳、硅、锗原子半径依次增大，键长依次增大，键的强度依次减弱。故它们熔点和硬度依次下降。

即金刚石＞硅＞锗

【学与问2】“具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？

6．分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较

【归纳】判断晶体类型的依据

（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。

对分子晶体,构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是___

_ 对于原子晶体，构成晶体的微粒是__ ___，微粒间的相互作用是___________键。

（2）看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。

一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多

【板书设计】

二、原子晶体

1．原子晶体2．构成粒子3．粒子间的作用4．原子晶体的物理性质

5．常见的原子晶体有____________________________等。

3

6．分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较

分子晶体与原子晶体（第3课时）

一、学习目标

1．掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。

2．掌握金刚石等典型原子晶体的结构特征，理解原子晶体中“相邻原子间通过共价键结合而成空间网状结构”的特征。

3．以金刚石为例，了解原子晶体的物理性质（熔、沸点，导电性和溶解性）。

4．能够根据金刚石、石墨的晶体结构特征，分析比较两种物质的性质特征。由此培养根据晶体的微观结构解释晶体的物理性质的观念。

二、学习过程

[复习提问] （一）基本知识点（学生自学完成）

1．原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。

2．构成粒子：______________；

3.粒子间的作用______________；

4．原子晶体的物理性质

类型

比较

原子晶体

分子晶体

构成晶体微粒

原子

分子

形成晶体作用力

共价键

范德华力

熔沸点

很高

低

物硬度

大

小

理导电性

绝缘、半导体

不良

性传热性

不良

不良

质

延展性

不良

不良

溶解性

不溶于任何溶剂

极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易

溶于非极性溶剂中

典型实例

金刚石

P4、干冰、硫

熔、沸点__________，硬度___________；______________一般的溶剂；_____导电。

原子晶体具备以上物理性质的原因____________________________ 原子晶体的化学式是否可以代表其分子式______________。为什么？

5．常见的原子晶体有____________________________等。

6．判断晶体类型的依据

（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。

对分子晶体,构成晶体的微粒是______________，微粒间的相互作用是___________；

对于离子晶体，构成晶体的是微粒是______________，微粒间的相互作__________键。

对于原子晶体，构成晶体的微粒是_______，微粒间的相互作用是___________键。

（2）看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。

一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是

________晶体>_______晶体>_______晶体。原子晶体、离子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多

（二）重点点拨

1．晶体

晶体是指具有规则几何外形的固体。其结构特征是其内的原子或分子在主维空间的排布具有特定的周期性，即隔一定距离重复出现。重复的单位可以是单个原子或分子，也可以是多个分子或原子团。重复的单位必须具备3个条件，化学组成相同，空间结构(包括化学键)相同，化学环境和空间环境相同。

2．晶胞的概念

在晶体结构中具有代表性的基本的重复单位称为晶胞。晶胞在三维空间无限地重复就产生了宏观的晶体。可以说，晶体的性质是由晶胞的大小，形状和质点的种类(分子、原子或离子)以及它们之间的作用力所决定的。

3．纳米材料

我们平时所见到的材料，绝大多数是固体物质，它的颗粒一般在微米级，一个颗粒包含着无数个原子和分子，这时候，材料所显示的是大量分子所显示的宏观性质。当人们用特殊的方法把颗粒加工到纳米级大小，这时的材料则被称之为纳米材料，一个纳米级颗粒所含的分子数则大为减少。奇怪的是，纳米材料具有奇特的光、电、热、力和化学特性，和微米级材料的性质迥然不同。

纳米材料的粒子是超细微的，粒子数多、表面积大，而且处于粒子界面上的原子比例甚高，一般可达总数的一半左右。这就使纳米材料具有不寻常的表面效应，界面效应等。因此而呈现出一系列独特的性质。

纳米颗粒和晶胞是两个完全不同的概念：晶胞是晶体中最小的重复单元，这种重复单元向空间延伸，构成晶体，而纳米颗粒本身就是一个分子，纳米材料在结构上与分子晶体有相似的地方，但并不相同。

纳米材料并不是新的物质，只不过是将传统材料的颗粒进一步超细微化，这样对物质的物理性质的改变十分巨大，使之具备了一些传统材料所无法具备的性质。为什么与传统材料相比，纳米材料的性质改变如此巨大，科学界目前还无法做出最终解释。

4．各类晶体主要特征

在原子晶体均不存在分子，因此SiO2等均为化学式。只有分子晶体中才存在分子。

（三）讲练（先练后讲）

[例1]下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（

）

A．SO2与SiO2

B.C02与H2O

C．NaCl与HCl

D．CCl4与KCl [解析]抓住晶体粒子的化学键去判断晶体类型这一关键进行对比。如SO2与SiO2都是共价4

化合物，但是，晶体内的作用力是分子间作用力，SO2为分子晶体，而SiO2中硅与氧以共价键结合形成网状的原子晶体。

[答案]B [例2]碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石

②晶体硅

③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（

）

A．①③②

B．②③① C．③①②

D．②①③

[解析]C与Si同为IVA族元素，它们的相似性表现在金刚石是原子晶体，硅晶体，碳化硅也是原子晶体。从碳到硅原子半径逐渐增大，形成共价键的键能逐渐减弱。可推断碳化硅应在Si与C之间。三种原子晶体，空间结构相似，熔点决定于它们的键长与键能，故熔点从高到低分别是金刚石碳化硅、晶体硅。

[答案]A [例3]下列晶体分类中正确的一组是（

）

原子晶体

分子晶体

A Ar SO2

B 石墨

S C 水晶

D 金刚石

玻璃

[例4]单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据

金刚石

晶体硅

晶体硼

熔点

>3823 1683 2573 沸点

5100 2628 2823 硬度

10 7.0 9.5

①晶体硼的晶体类型属于____________晶体，理由是________________________。

已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由

____________________个硼原子构成。其中B—B键的键角为____________。

[解析]①原子，理由：晶体的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间，而金刚石和晶

体Si均为原予晶体，B与C相邻与Si处于对角线处，亦为原于晶体。

②每个三角形的顶点被5个三角形所共有，所以，此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个这样的点，且晶体B中有20个这样的角形，因此，晶体B中这样的顶点(B原子)有3/5×20=12个。

又因晶体B中的三角形面为正三角形，所以键角为60°

[例5]1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是（

）。

A．原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度

B．原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料

C．原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料[来源学。科。网Z。X。X。K]

D．每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键

[解析]解答前，应先弄清命题者是要考查干冰的性质、还是要考查原子晶体的性质。有的同学没有分析清楚这一点，认为是考查干冰的性质，因而造成错解。

通过“原子晶体干冰”来考测解题者对“原子晶体性质”的理解程度。原子晶体硬度大、熔点和沸点高，所以A和C两种说法正确。联想到二氧化硅晶体结构，可得出D说法也是正确的。答案应选B。

（四）总结

1．相邻原子间通过共价键结合而成空间网状结构的晶体属于离子晶体。

2．构成原子晶体的微粒是原子。原子间以较强共价键相结合，而且形成空间网状结构。键能大。原子晶体的熔点和沸点高。

3．同种晶体:若同为原子晶体，成键的原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔点越高：如金刚石>SiC>Si。

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