四川德阳五中高中化学原子晶体新人教版选修3课题.docVIP

四川省德阳五中高中化学 第三章 第二节 原子晶体 新人教版选修3 课题 第二节 分子晶体与原子晶体 第一课时 掌握分子晶体的结构特点和性质特点知识与技能1、了解原子晶体的概念，掌握原子晶体的熔、沸点，硬度等物理性质。 2、掌握金刚石、晶体硅、二氧化硅等典型晶体的晶胞。 3、理解并掌握原子晶体内原子间作用力的类型。 过程与方法 从结构理解原子晶体的性质，明确原子晶体的物理性质及化学变化特点和空间结构。 情感态度与价值观学会知识的运用，培养学以致用的能力 重点、 难点 【教学重点 晶体类型与性质之间的关系 教学难点 原子晶体的结构特点 【问题引入】通过初中和必修课程的学习我们知道，碳和硅虽然都是A族元素，但他们的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性质却差别较大。例如，常温下，二氧化碳是气体，二氧化硅却是熔点高、硬度大的晶体，这是为什么呢？这与它们的结构有什么关系？这一节我们就来研究他们的结构及性质上的不同。学聆听、思考。【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚石中的碳原子的杂化轨道是sp3，那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。 学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作金刚石的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。思考 1. 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个？ 2. 在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键？ 3. 在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少？ 学生回顾复习杂化轨道知识，完善自己的金刚石球棍模型。 【板书】一．原子晶体 １.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体． 【归纳拓展】（展示甲烷和金刚石的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）甲烷分子中的碳原子的杂化轨道是sp3杂化轨道，甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子的杂化轨道也是sp3杂化轨道，故每个碳原子以sp3杂化轨道和它近邻的四个碳原子以共价键相互结合在一起形成正四面体形的空间立体网状结构。其中C—C键键长为0.154nm，键能为347kJ·mol-1,正是这种特殊的排列方式造就了金刚石晶体的独特性质。 【迁移应用】关于金刚石的下列说法中，错误的是（ ）。 A．晶体中不存在独立的分子 B．碳原子间以共价键相结合 C．是硬度最大的物质之一 D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应w.w.w.zxxk.c.o.m 学生练习，巩固有关金刚石的知识。 【板书】2.常见的原子晶体 金刚石（C）、晶体硅(Si)、 晶体硼（B）、晶体锗(Ge) 碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体 二氧化硅（ SiO２）晶体 【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展示水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si—Si键中“插入”一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子是怎样排列的呢？学生分组讨论、探究，然后小组代表发表自己的看法。思考1. 在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？ 思考2. 在SiO2晶体中每个硅原子连接有几个共价键？每个氧原子连接有几个共价键？ 【归纳拓展】（展示二氧化硅的微观结构图，结合学生回答情况，共同分析总结）碳和硅都是第A族元素，若以硅原子代替金刚石晶体结构中的碳原子，便可得到晶体硅的结构；若再在硅晶体每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体为骨架的二氧化硅的结构。在二氧化硅晶体里，一个硅原子能形成四个共价键，一个氧原子能形成两个共价键，因此二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2。 【迁移应用】在二氧化硅晶体中，原子未排列成“紧密堆积”结构，其原因是（ ）。 A．共价键具有饱和性 B．共价键具有方向性 C．二氧化硅是化合物 D．二氧化硅是由非金属元素的原子构成的 学生练习，巩固有关原子晶体性质递变规律的知识。【交流与研讨】分析下表中的数据， 部分原子晶体的键能、熔点和硬度表 晶体 键能/kJ·mol-1 熔点/ 硬度* 金刚石 （C—C）347 3350 10 碳化硅 （C—Si）301 2600 9 晶体硅 （Si—Si）226 1415 7 【思考】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？ 2. “具有共价键的晶体叫做原子晶体”。这种说法对吗？为什么？ 【归纳拓展】w.w.w.zxxk.c.o.m 1．在原子晶体中，各原子均以共价键相结合，由于原子晶体熔化时必须破坏其中的共价键，而共价键的键能相对较大，破坏他们需要很