選修三 第1節(jié) 晶體的常識 教案

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第一節(jié) 晶體的常識【教學(xué)目標(biāo)】1、了解晶體的初步知識，知道晶體與非晶體的本質(zhì)差異，學(xué)會識別晶體與非晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。2、知道晶胞的概念，了解晶胞與晶體的關(guān)系，學(xué)會通過分析晶胞得出晶體的組成。3、培養(yǎng)空間想象能力和進(jìn)一步認(rèn)識“物質(zhì)結(jié)構(gòu)覺得物質(zhì)性質(zhì)”的客觀規(guī)律。【教學(xué)重點(diǎn)】晶體、晶胞的概念?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】計(jì)算晶胞的化學(xué)式。【教學(xué)過程】導(dǎo)入走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，你能見到許多固體，如蠟狀的白磷(P4)、黃色的硫黃、紫黑色的碘(I2)和高錳酸鉀(KMnO4)、藍(lán)色的硫酸銅(CuSO45H20)、白色的碳酸鈣等。放眼世界，自然界中絕大多數(shù)礦物也都是固體。你一定還能說出生活中常見的更多的固體，如金屬、玻璃、陶瓷、磚瓦、水泥、塑料、橡膠、木材你是否知道固體有晶體和非晶體之分?絕大多數(shù)常見的固體是晶體，只有如玻璃之類的物質(zhì)屬于非晶體(又稱玻璃體)。晶體與非晶體有什么本質(zhì)的差異呢?今天我們開始學(xué)習(xí)。板書 第三章 晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié) 晶體的常識投影常見的晶體（或展示實(shí)物）：思考晶體規(guī)則的幾何外型與組成晶體的微粒在空間的存在什么關(guān)系？投影表3-1晶體與非晶體的本質(zhì)差異自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有（能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外型）原子在三維空間里呈周期性的有序排列非晶體沒有（不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外型）原子排列相對無序講解 晶體的自范性即晶體能白發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。所謂自發(fā)過程，即自動發(fā)生的過程。不過，“自發(fā)”過程的實(shí)現(xiàn)，仍需要一定的條件。例如，水能白發(fā)地從高處流向低處，但不打開攔截水流的閘門，水庫里的水就不能下瀉。晶體呈現(xiàn)自范性的條件之一是晶體生長的速率適當(dāng)。熔融態(tài)物質(zhì)冷卻凝固，有時(shí)得到晶體，但凝固速率過快，常常只得到看不到多面體外形的粉末或沒有規(guī)則外形的塊狀物。板書1、晶體的自范性即晶體能白發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。投影圖3-1天然水晶球里的瑪瑙和水晶。講述最有趣的例子是天然的水晶球。水晶球是巖漿里熔融態(tài)的Si02侵入地殼內(nèi)的空洞冷卻形成的。剖開水晶球，常見它的外層是看不到晶體外形的瑪瑙，內(nèi)層才是呈現(xiàn)晶體外形的水晶。其實(shí)，瑪瑙和水晶都是二氧化硅晶體，不同的是，瑪瑙是熔融態(tài)Si02快速冷卻形成的，而水晶則是熱液緩慢冷卻形成的。討論除以上水晶和瑪瑙是熔融態(tài)冷卻得到的，根據(jù)所學(xué)知識還有那些方法得到晶體？匯報(bào)并板書2、得到晶體一般有三條途徑：(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固；(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)； (3)溶質(zhì)從溶液中析出。投影硫晶體、碘晶體、硫酸銅晶體的獲得分組實(shí)驗(yàn)1 在一個小燒杯里加入少量碘，用一個表面皿蓋在小燒杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小燒杯放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。分組實(shí)驗(yàn)2用顯微鏡觀察幾種晶體結(jié)構(gòu)：（K2Cr2O7、KNO3、萘）板書3、晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象。投影晶體二氧化硅與非晶體二氧化硅微粒排列情況：自學(xué)晶體特點(diǎn)自然段。提問什么是晶體的各向異性？ 板書4、晶體的特點(diǎn)外形和內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的高度有序性；各向異性；晶體的熔點(diǎn)較固定。講述各向異性：像人們在觀察大幅圖案畫時(shí)的視覺感受，對不同的圖案畫的感受當(dāng)然是不同的，而對于同一幅圖案畫來說，由不同的方向?qū)徱晻r(shí)，也會產(chǎn)生不同的感受。所以，晶體的某些物理性質(zhì)的各向異性同樣反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性，而且通過這些性質(zhì)可以了解晶體的內(nèi)部排列與結(jié)構(gòu)的一些信息。而非晶體則不具有物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)。區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，有興趣的同學(xué)可以閱讀相關(guān)的科學(xué)視野。分組探討1、某同學(xué)在網(wǎng)站土找到一張玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖如圖35所示，這張圖說明玻璃是不是晶體?為什么?2根據(jù)晶體物理性質(zhì)的各向異性的特點(diǎn)，人們很容易識別用玻璃仿造的假寶石。你能列舉出一些可能有效的方法鑒別假寶石嗎?匯報(bào)1、不是，因?yàn)闃?gòu)成玻璃的微粒許多是孤立存在的，沒有形成立體網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。2、（1）玻璃無固定的熔點(diǎn)（2）形狀、硬度等。投影蜂巢、銅晶體及銅晶胞模型：講述 為了描述晶體在微觀空間里原子的排列，無須畫出千千萬萬個原子，只需在晶體微觀空間里取出一個基本單元即可。這種描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞?？捎梅涑埠头涫业年P(guān)系比喻晶體和晶胞的關(guān)系。板書二、晶胞1、晶胞：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。講解銅晶體的排列方式：整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成；所謂“無隙”，是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙；所謂“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 設(shè)問銅晶胞含有4個銅原子，為什么不是14個？講解 我們在觀察晶胞圖時(shí)，千萬不能忘記，晶胞只是晶體微觀空間里的一個基本單元，在它的上下左右前后無隙并置地排列著無數(shù)晶胞，而且所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個數(shù)及幾何排列是完全相同的。因而，晶胞的頂角原子是8個晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4個晶胞共用的，晶胞面上的原于是兩個晶胞共用的。投影3-8學(xué)生探究晶胞占有原子的規(guī)律：學(xué)生匯報(bào)板書2、晶胞中原子占有率：頂點(diǎn)：1/8；邊心：1/4；面心：1/2；體心：1。投影探究 圖39依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(12)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個原子?匯報(bào)副板書鈉、鋅晶胞都是：81/8+1=2；碘：（81/8+61/2）2=8；金剛石：81/8+61/2+4=8。小結(jié)略。作業(yè)P67 1、2、3、4課堂練習(xí)1、如圖是CsCl晶體的晶胞（晶體中最小的重復(fù)單元）已知晶體中2個最近的Cs+核間距離為acm，氯化銫的摩爾質(zhì)量為M，NA為阿佛加德羅常數(shù)，則CsCl晶體的密度為（單位：g/cm3）A、8M/a3NA B、a3M/8NA C、M/a3NA D、a3M/NA2、某離子晶體晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，X位于立方體的頂點(diǎn)， Y位于立方體的中心，晶體中距離最近的兩個X與一個Y形成的夾角XYX的角度為：A. 90 B. 60 C. 120 D. 109283、右面圖形是石墨晶體的層面結(jié)構(gòu)圖，試分析圖形推測層面上每個正六邊型擁有的 共價(jià)鍵數(shù)和碳原子數(shù)是分別： A、6，6 B、2，4 C、2，3 D、3，2 4、圖是超導(dǎo)化合物一鈣鈦礦晶體中最小重復(fù)單元(晶胞)的結(jié)構(gòu).請回答：(1)該化合物的化學(xué)式為_.(2)在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有_個.(3)設(shè)該化合物的摩爾質(zhì)量為M，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則晶體中鈣離子與鈦離子之間的最短距離為_.參考答案：1、C 2、D 3、D 4、解本題的關(guān)鍵是：要將最小重復(fù)單元在空間無限延伸從而構(gòu)成整個晶體.要有數(shù)形結(jié)合的意識與思維方式，有正確的空間想像，明確各個結(jié)構(gòu)微粒如何對一個晶胞“做貢獻(xiàn)”，明確在空間該晶胞的一個鈦原子與其他晶胞中的鈦原子位置關(guān)系.注意靈活應(yīng)用密度、質(zhì)量及體積之間的相互關(guān)系，注意在一個晶胞的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型.運(yùn)算過程要注意單位的使用，數(shù)據(jù)的處理要準(zhǔn)確無誤. 3