高中化学 第三章 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体 教案2.docx

优秀教案系列

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分子晶体与共价晶体

第2课时共价晶体

教学分析

教学分析

教学目标

1.认识金刚石晶体的三维骨架结构,能运用模型解释物质的性质,进而认识二氧化硅、碳化硅晶体的性质,培养学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。

2.借助实物模型、图片等多种直观手段,认识共价晶体的结构特点,能利用共价晶体的结构特点解释其性质特点。

3.认识共价晶体在生活中的应用,了解化学对生产、生活的重要作用,拓展学生的科学视野。

评价目标

1.通过金刚石、二氧化硅等共价晶体的学习,诊断学生从微观角度解释物质性质的能力。

2.通过对共价晶体性质的学习,诊断学生认识模型并使用模型解决实际问题的能力。

教学重点、难点

重点:共价晶体的结构特点与性质间的关系。

难点:依据共价晶体的微观结构,描述或预测共价晶体的性质。

教学方法

模型认知,归纳总结法。

1课时。

教学准备

多媒体课件,金刚石、二氧化硅共价晶体模型。

教学

教学设计

主题

教师活动

学生活动

设计意图

1.什么是共价键?共价键的强弱由哪些主要因素决定?

2.什么是分子晶体?微观上来看,分子晶体的物理性质主要由什么决定?

【展示答案】

1.原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。共价键的强弱主要由键能决定,键能越大,共价键越强。

2.分子晶体是指只含分子的晶体。分子晶体的物理性质主要由分子间作用力决定,分子间作用力越大,分子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。

通过复习之前所学的共价键和分子晶体的知识,了解决定晶体性质的主要因素,并初步认识除了分子晶体还有很多其他的晶体类型。

分析下列数据,判断金刚石是否属于分子晶体:

干冰的熔点是-56.6℃,沸点是-78.5℃。

金刚石的熔点3500℃,沸点是4827℃。

思考并做出初步判断,金刚石不是分子晶体。

从物理性质直接切入主题,让学生快速进入课堂。

【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,已知金刚石中碳原子的杂化方式是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。

【问题1-1】在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有多少个?在金刚石晶体中每个碳原子连接有几个共价键?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?

【板书】一、共价晶体

1.定义:相邻原子间以共价键结合而形成三维骨架结构的晶体。

【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采取sp3杂化,甲烷分子是正四面体形分子。金刚石中的碳原子也是采取sp3杂化,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形成正四面体形的三维骨架结构。其中C—C键长为154pm,键能为347.7kJ·mol-1,正是这种特殊的排列方式使金刚石晶体具有独特的性质。

【板书】2.常见的共价晶体:

金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)、晶体锗(Ge)、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等

【问题探究2】水晶是一种古老的宝石(展示水晶的图片),晶体完好时呈六棱柱钻头形,它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体的每个Si—Si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?请各小组相互讨论,并根据自己的想象制作二氧化硅的结构模型。

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。

学生回答:4个;4个;1∶2。

学生复习回顾杂化轨道知识,完善自己的金刚石球棍模型。

通过问题探究和迁移应用,学习金刚石的知识。

续表

主题

教师活动

学生活动

设计意图

【问题1-2】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?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ⅣA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