四川省北大附中成都为明学校人教版高中化学选修三311晶胞教学设计.docxVIP

晶胞教学设计三篇

教案一：晶胞的基本概念与均摊法应用

课题名称

晶体的微观密码：晶胞结构与均摊法入门

一、教学目标

知识目标

理解晶胞的定义及晶体结构的周期性特征

掌握均摊法计算晶胞中原子数的规则（顶点、棱、面、体心原子的贡献）

辨识简单立方、体心立方、面心立方晶胞的结构差异

能力目标

能通过模型搭建分析晶胞中原子的空间位置

运用均摊法计算典型晶胞的原子数目（如金属铜、钾的晶胞）

培养空间想象能力与几何抽象思维

科学素养

体会晶体结构的对称性与周期性之美

建立宏观性质-微观结构的关联思维

二、教学重点与难点

重点：均摊法的计算规则（顶点1/8、棱1/4、面心1/2、体心1）

难点：面心立方与体心立方晶胞的空间结构辨析

关键点：通过三维模型突破空间结构理解瓶颈

三、教学方法

模型演示法、小组合作法、问题驱动法

四、教学过程

（一）情境导入：晶体的微观世界（5分钟）

实物与图片展示

展示食盐晶体、水晶标本、金属铜片，提问：这些晶体为何具有规则外形？构成它们的最小重复单元是什么？

播放扫描隧道显微镜下的硅晶体图像，引出晶胞概念：晶体结构的最小重复单元——晶胞

类比迁移

类比瓷砖铺地：晶胞如同瓷砖，通过平移重复形成整个晶体

（二）课本讲解：晶胞结构解析（20分钟）

教材原文（人教版选择性必修2）

晶胞是描述晶体结构的基本单元，具有平移性。常见晶胞类型：

①简单立方：原子位于顶点，如Po晶体；

②体心立方（I型）：原子位于顶点和体心，如K晶体；

③面心立方（F型）：原子位于顶点和面心，如Cu晶体。

均摊法规则：顶点原子贡献1/8，棱上原子贡献1/4，面心原子贡献1/2，体心原子贡献1。

知识点分析

平移对称性：晶胞沿三维方向平移不改变晶体结构

均摊法原理：每个原子被多个晶胞共享，需计算其在单个晶胞中的占比

模型对比：用小球模型展示三种晶胞，标注不同位置原子的共享情况

（三）模型建构与计算（60分钟）

晶胞模型搭建（20分钟）

任务1：三维结构拼装

分组用塑料小球和支架搭建三种晶胞模型，观察：

简单立方：8个顶点原子

体心立方：8顶点+1体心

面心立方：8顶点+6面心

记录各晶胞原子总数（简单立方1个，体心立方2个，面心立方4个）

均摊法应用（20分钟）

任务2：原子数计算表

位置

共享晶胞数

单个晶胞贡献

面心立方中原子数

体心立方中原子数

顶点

8

1/8

8×1/8=1

8×1/8=1

面心

2

1/2

6×1/2=3

0

体心

1

1

0

1×1=1

总结：面心立方4个，体心立方2个

易错点辨析（20分钟）

任务3：陷阱题分析

①误将棱上原子直接计入（如错误计算棱心原子贡献为1）

②忽略面心原子被两个晶胞共享（正确贡献1/2）

通过正误对比强化均摊法规则

（四）互动交流：空间结构讨论会（15分钟）

问题1：为什么体心立方晶胞的原子数是2个而不是9个？（预留5分钟讨论）

参考答案

①顶点原子被8个晶胞共享，8×1/8=1个

②体心原子完全属于单个晶胞，贡献1个

③总数=1+1=2个，而非简单相加8+1=9个

问题2：面心立方晶胞中，面心原子的位置如何描述？（预留5分钟讨论）

参考答案

①位于晶胞6个面的中心

②坐标为(1/2,1/2,0)、(1/2,0,1/2)、(0,1/2,1/2)及其对称位置

③每个面心原子被相邻两个晶胞共享

五、教材分析

本课选自晶体结构与性质单元，教材通过模型图讲解晶胞，但三维空间感较抽象。教学时需利用3D打印模型和动画演示，重点解决学生空间位置与共享关系的理解困难，通过分组搭建模型将抽象概念可视化。

六、作业设计

基础作业

绘制简单立方、体心立方、面心立方晶胞示意图，标注原子位置及贡献

计算下列晶胞原子数：①顶点8个，体心1个；②顶点8个，面心6个

拓展作业

查阅资料：为什么金属铜采用面心立方堆积？分析其与金属键强度的关系

七、结语

今天我们走进了晶体的微观王国，晶胞就像晶体的基因片段，承载着物质结构的密码。从顶点到面心，每一个原子的位置都遵循着严格的数学规律。课后请带着对空间结构的想象，继续探索常见晶体的奥秘！

教案二：典型晶体结构的晶胞分析——以NaCl、CsCl为例

课题名称

离子晶体的微观架构：NaCl与CsCl晶胞对比研究

一、教学目标

知识目标

掌握NaCl型、CsCl型晶胞的结构特征（阴阳离子的位置分布）

理解配位数的概念（Na?配位数6，Cs?配位数8）

辨识离子晶体中电荷平衡与结构的关系

能力目标

能分析NaCl晶胞中Na?与Cl?的位置关系（面