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第二节分子晶体与原子晶体第一课时教学目标1了解原子晶体的特征能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系;2举例说明分子间作用力对物质的状态、稳定性等方面的影响;3能说出分子晶体与原子晶体结构基元以及物理性质方面的主要区别;4进一步形成有关物质结构的基本观念初步认识物质的结构与性质之间的关系。教学重、难点教学重点:了解原子晶体与分子晶体的特征。教学难点:能用有关理论解释两种晶体的物理性质。教学过程[导课]咱们在第二章中已学过分子间作用力在必修中也学过离子键和共价键有谁总结一下微粒间的作用力有哪些讨论[师生共同总结]微粒为分子:分子间作用力或范德华力或氢键;微粒为原子:极性共价键或非极性共价键;微粒为离子:离子键。[过渡]今天我们开始研究晶体中微粒间的作用力。[板书]第二节分子晶体与原子晶体一、分子晶体[讲述]只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含I2分子属于分子晶体。在分子晶体中分子内的原子间以共价键结合而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。[板书]1、分子晶体:由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。[设问]根据分子间作用力较弱的特点判断分子晶体的特性有哪些参照表3-2。[板书]2、分子晶体特点:低熔点、升华、硬度很小等。[学生阅读]第二自然段对常见的分子晶体归类。[板书]3、常见分子晶体分类:1所有非金属氢化物2部分非金属单质3部分非金属氧化物4几乎所有的酸而碱和盐则是离子晶体5绝大多数有机物的晶体。[投影]图3-10氧和碳-60是分子晶体:[讲解]大多数分子晶体的结构有如下特征:如果分子间作用力只是范德华力若以一个分子为中心其周围通常可以有12个紧邻的分子如图3—10分子晶体的这一特征称为分子密堆积。[板书]4、分子晶体结构特点:112个紧邻的分子密堆积如O2和C60。[讲解]然而分子间还有其他作用力的分子晶体如我们最熟悉的冰水分子之间的主要作用力是氢键当然也存在范德华力从图3—11可见在冰的晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多不属于化学键却跟共价键一样具有方向性即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时热运动使冰的结构部分解体水分子间的空隙减小密度反而增大超过4℃时才由于热运动加剧分子间距离加大密度渐渐减小。[板书]2冰的晶体:氢键、每个水分子周围只有4个紧邻的水分子、正四面体形。特点:4℃密度最大。[投影]冰和液态水结构对比:[讲解]有一种晶体叫做干冰是CO2的晶体干冰的外观很像冰硬度也跟冰相似而熔点却比冰低得多在常压下极易升华。而且由于干冰中的CO2分子之间只存在范德华力不存在氢键一个分子周围有12个紧邻分子密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。[板书]3干冰:CO2的晶体。分子间存在范德华力熔点低易升华制冷剂。[阅读]科学视野:天然气水合物—一种潜在的能源。许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷因而又称甲烷水合物。它的外形像冰而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷因而又称“可燃冰”………第二节分子晶体与原子晶体第二课时教学目标1了解原子晶体的特征能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系;2举例说明分子间作用力对物质的状态、稳定性等方面的影响;3能说出分子晶体与原子晶体结构基元以及物理性质方面的主要区别;4进一步形成有关物质结构的基本观念初步认识物质的结构与性质之间的关系。教学重、难点教学重点:了解原子晶体与分子晶体的特征。教学难点:能用有关理论解释两种晶体的物理性质。教学过程[复习]分子晶体的有关内容。[过渡]下面我们学习微观空间里没有分子的晶体—原子晶体。[板书]二、原子晶体[讲解]有的晶体的微观空间里没有分子原子晶体就是其中之一。在原子晶体里所有原子都以共价键相互结合整块晶体是一个三维的共价键网状结构是一个“巨分子”又称共价晶体。[板书]1、原子晶体:原子都以共价键相结合是三维的共价键网状结构。[投影]图3-14金刚石的多面体外型、晶体结构、晶胞示意图:[讲解]金刚石是典型的原子晶体。天然金刚石的单一晶体经常呈现规则多面体的外形在金刚石晶体中每个碳原子以四个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合C--C--C夹角为109°28′即金刚石中的碳取sp3杂化轨道形成共价键。[板书]2、金刚石结构:正四面体网状空间结构C--C--C夹角为109°28′sp3杂化。[设问]金刚石的物理性质与C--C共价键参数有什么关系[讲解]金刚石里的C--C共价键的键长154pm很短键能
347.7kJ/mo1很大这一结构使金刚石在所有已知晶体中硬度最大而且熔点3550℃也很高。高硬度、高熔点是原子晶体的特性。[板书]特点:硬度最大、熔点高。[讲述]自然界里有许多矿物和岩石化学式都是Si02也是典型的原子晶体。SiO2具有许多重要用途是制造水泥、玻璃、人造宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。[板书]3、SiO2原子晶体:制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。[讲述]常见的原子晶体。[板书]4、1某些非金属单质如硼B、硅Si和锗Ge等;2某些非金属化合物如碳化硅SiC俗称金刚砂、氮化硼BN等;3某些氧化物如氧化铝A12O3等。[探究思考]1、怎样从原子结构的角度理解金刚石、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___。