2019-2020年高中化學(xué) 《分子間作用力 分子晶體》教案1 蘇教版選修3.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 《分子間作用力 分子晶體》教案1 蘇教版選修3 [教學(xué)目標(biāo)] 1．掌握三種不同類型晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)；掌握分子間作用力的概念,理解分子間作用力和化學(xué)鍵的區(qū)別, 理解分子間作用力對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響. 2．通過晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系的討論，認(rèn)識(shí)本質(zhì)和現(xiàn)象的關(guān)系。 3．由典型晶體的代表物歸納出晶體的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)特點(diǎn)，學(xué)會(huì)歸納推理的思維 方法，通過對比不同類型晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)，理解晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系，學(xué)會(huì)類比推理。 [ 重 點(diǎn) ] 三種不同類型晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)；分子間作用力的概念 [ 難 點(diǎn) ] 離子晶體中陰、陽離子個(gè)數(shù)比的計(jì)算；分子間作用力與化學(xué)鍵的區(qū)別 [教學(xué)過程] 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) [引入] [展示] 各種類型晶體的實(shí)物 氯化鈉、膽礬、石英、硅晶體、碘、硫黃 提問：什么是晶體 [講解] 晶體具有三維有序的結(jié)構(gòu) 觀察，思考 回答：晶體是物質(zhì)經(jīng)過結(jié)晶過程而形成的具有規(guī)則幾何外形的固體。 [板書] 一、離子晶體 陰、陽離子間通過離子鍵結(jié)合所形成的晶體 如：NaCl，CsCl 筆記，理解 （1）構(gòu)成微粒：陰、陽離子 （2）相互作用：離子鍵 [展示] 氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型 [提問] 請同學(xué)們觀察氯化鈉的晶體模型，觀察它的形狀、每個(gè)鈉離子周圍有幾個(gè)氯離子、每個(gè)氯離子周圍有幾個(gè)鈉離子? 觀察: (1)基本形狀: 立方體 (2)每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子,每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子 [軟件演示] 計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫模擬演示氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu), 突出顯示每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子,每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子 觀察,理解 [講解] 氯化鈉晶體中, 鈉離子和氯離子的個(gè)數(shù)比為1:1 理解: 每個(gè)鈉離子周圍有6個(gè)氯離子, 每個(gè)氯離子平均占有該鈉離子的1/6; 每個(gè)氯離子周圍有6個(gè)鈉離子, 因此,每個(gè)氯離子平均占有的鈉離子的個(gè)數(shù)為: 61/6=1 [強(qiáng)調(diào)] 在氯化鈉晶體中, 不存在單個(gè)分子, NaCl稱為化學(xué)式,只表示晶體中Na+和Cl-的個(gè)數(shù)比為1:1. 理解: 離子晶體中沒有分子 [講解] 在氯化鈉晶體中, Na+可以從任意方向吸引Cl-,吸引Cl-的個(gè)數(shù)決定于Na+周圍的空間大小, 若將Na+換成半徑較大的Cs+,那么Cs+周圍將可以吸引更多的Cl-. 請同學(xué)們觀察計(jì)算機(jī)模擬的CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型 思考 [軟件演示] 計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫模擬演示氯化銫的晶體結(jié)構(gòu), 突出顯示每個(gè)Cs+周圍有8個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有8個(gè)Cs+ 觀察，理解 在CsCl晶體中，Cs+和Cl-的個(gè)數(shù)比也是1：1 [講解] 離子晶體的性質(zhì)特點(diǎn):熔沸點(diǎn)高,硬度大,熔融態(tài)和溶于水能導(dǎo)電. [提問] 化學(xué)鍵的破壞是否一定發(fā)生化學(xué)變化? 傾聽 回答：化學(xué)鍵的破壞不一定發(fā)生化學(xué)變化，如：NaCl熔融時(shí)，離子鍵被破壞，但沒有發(fā)生化學(xué)變化 [板書] 二、分子晶體 [提問] 原子間可通過共價(jià)鍵構(gòu)成分子,分子間有無相互作用? 回答： 分子之間存在相互作用，如：冰融化成水、水沸騰變成水蒸氣均需要吸收能量，說明水分子之間存在相互作用，需要吸收能量克服分子間作用力。 [板書] 1.分子間作用力: 存在于分子間的相互作用,也稱為范德華力 提問：冰的熔點(diǎn)為0℃，而NaCl的熔點(diǎn)為801℃，說明了什么？ 筆記，回答： 說明水分子之間的相互作用力比NaCl中鈉離子和氯離子之間的相互作用力要弱得多。 [講解] 分子晶體的概念：分子通過范德華力結(jié)合所形成的晶體 理解： （1）構(gòu)成微粒：分子 （2）相互作用：分子間作用力（范德華力） [講解] 范德華力與化學(xué)鍵的比較 ------------------------------------- 化學(xué)鍵 范德華力 ------------------------------------- 存在范圍 分子內(nèi), 晶體內(nèi) 分子間 能量大小 120～800 幾～幾十 （kJmol-1） ------------------------------------- 傾聽，理解 范德華力比化學(xué)鍵弱得多 [講解] 影響范德華力大小的因素: (1)分子量大小,分子量越大,一般分子間作用力越大. (2)分子極性的大小,分子極性越強(qiáng),分子間作用力越大, 理解： （1）鹵素單質(zhì)，從F2到I2，熔沸點(diǎn)逐漸升高，說明分子間作用力逐漸增大。 （2）水的分子量小于硫化氫的分子量,但它的分子的極性很強(qiáng),所以分子間作用力很強(qiáng), 其熔沸點(diǎn)比硫化氫高得多. [小結(jié)] 分子間作用力大小主要影響分子晶體的熔沸點(diǎn) 領(lǐng)悟 [展示] 干冰的晶體結(jié)構(gòu)模型 [提問] 干冰晶體結(jié)構(gòu)中的基本微粒是什么？ [再問] 干冰晶體中是不是只存在范德華力？ [三問] 干冰氣化時(shí)，需要克服什么作用力？ 觀察，回答： （1）干冰中基本微粒是二氧化碳分子 （2）不是，其分子間是以范德華力，但分子內(nèi)存在共價(jià)鍵。 （3）在干冰氣化時(shí),只要克服范德華力,化學(xué)鍵并未被破壞，發(fā)生的是物理變化。 [小結(jié)] （1）分子晶體的物理性質(zhì)特點(diǎn)是：熔沸點(diǎn)低,硬度小 （2）分子晶體熔化或氣化時(shí),只需要克服范德華力，不破壞化學(xué)鍵 （3）多數(shù)非金屬元素組成的單質(zhì)和化合物固態(tài)時(shí)是分子晶體, 如:硫、碘等。 理解： （1）熔沸點(diǎn)低、硬度小的原因是范德華力是弱的相互作用力 （2）離子晶體熔化時(shí)需要克服離子鍵 （3）一般，常溫下是氣體的物質(zhì)，降溫到其熔點(diǎn)以下，形成的結(jié)晶也是分子晶體。 [板書] 三. 原子晶體: 原子通過共價(jià)鍵連接形成的三維晶體 如：金剛石、晶體硅、石英（SiO2）等，展示晶體硅和石英的實(shí)物 筆記，觀察，理解 [展示] 金剛石的結(jié)構(gòu)模型 請同學(xué)們觀察金剛石結(jié)構(gòu)模型，歸納小結(jié)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 觀察 （1）碳原子間是以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)； （2）最小的碳環(huán)為有六個(gè)碳原子 （3）鍵角為10928’ [提問] 根據(jù)模型觀察結(jié)果，思考原子晶體的構(gòu)成微粒、相互作用是什么？ [強(qiáng)調(diào)] 在原子晶體中不存在分子 回答： （1）構(gòu)成微粒：原子 （2）相互作用：共價(jià)鍵 [講解] 原子晶體的物理性質(zhì)特點(diǎn): 熔沸點(diǎn)高,硬度大,不溶于水. 如：金剛石的熔點(diǎn)為3550℃，是自然界硬度最大的固體，可用于做玻璃刀. 常見的原子晶體還有硅晶體、二氧化硅晶體等 [提問] 請思考原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大的原因是什么？ 傾聽，理解 回答：原子晶體中原子間以共價(jià)鍵直接結(jié)合而成，由于共價(jià)鍵鍵能較大，因此，原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大。 [展示] 石墨的結(jié)構(gòu)模型 請同學(xué)們觀察石墨結(jié)構(gòu)模型，歸納小結(jié)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 觀察 （1）層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間是通過范德華力結(jié)合 （2）層內(nèi)為碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合形成正六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) （3）最小的碳環(huán)有六個(gè)碳原子 （4）鍵角：120 [講解] 石墨的結(jié)構(gòu)屬于混合型晶體，層間以范德華力結(jié)合類似于分子晶體，層內(nèi)以共價(jià)鍵結(jié)合類似于原子晶體，因此，其性質(zhì)也是多重的。 請同學(xué)們閱讀教材，歸納石墨的性質(zhì)特點(diǎn)。 歸納：石墨的性質(zhì) （1）熔點(diǎn)高，類似于原子晶體 （2）硬度小，類似于分子晶體 （3）能導(dǎo)電，類似于金屬 [小結(jié)] 石墨與金剛石都是由碳原子直接構(gòu)成的單質(zhì), 它們之間的區(qū)別在于晶體內(nèi)原子間的排列方式不同,它們之間互為同素異形體. 傾聽，理解 同素異形體:同種元素組成的不同單質(zhì)之間互為同素異形體 晶體類型 離子晶體 分子晶體 原子晶體 構(gòu)成微粒 陰、陽離子 分子 原子 相互作用 離子鍵 范德華力 共價(jià)鍵 性質(zhì)特點(diǎn) 熔沸點(diǎn)較高 硬度較大（脆） 均為電解質(zhì) 熔沸點(diǎn)較低 硬度較小 熔沸點(diǎn)很高 硬度很大 不溶于水 舉例 氯化鈉 干冰 金剛石 [小結(jié)] 晶體類型 [小結(jié)] 原子構(gòu)成物質(zhì)的基本方式 ┌得失電子─→陰、陽離子──（離子鍵）─→離子晶體 │ ┌→ 原子晶體 原子─┼→共用電子（共價(jià)鍵）┤ │ └ 分子──（范德華力）─→分子晶體 ├→ 金屬鍵(金屬原子)──→金屬晶體 └稀有氣體原子(單原子分子) ──（范德華力）─→稀有氣體分子晶體 [隨堂檢測] (1）下列說法正確的是 （ ） （A）分子晶體中只存在范德華力 （B）化學(xué)鍵被破壞,則物質(zhì)一定發(fā)生化學(xué)變化 （C）非金屬單質(zhì)分子中一定存在共價(jià)鍵 （D）在離子晶體中可能存在共價(jià)鍵 (2）下列各組物質(zhì)氣化或熔化時(shí), 所克服的微粒間的作用屬于同種類型的是 （ ） (A)碘和干冰升華 (B)二氧化硅和氧化鈣熔化 (C)氯化鈉和氯化銫的熔化 (D)水的氣化和燒堿的熔化 (3）已知物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)：NaCl 801℃，MgCl2 710℃，AlCl3 180℃，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，判斷AlCl3晶體類型可能是 （ ） (A)分子晶體 (B)原子晶體 (C)離子晶體 [隨堂檢測答案] (1)D (2)AC (3）A