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2分子晶体与原子晶体第一课时分子晶体[教材内容分析]晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列本节延续前面一节离子晶体,以“构成微粒…晶体类型---晶体性质”的认知模式为主线,着重探究了典型分子晶体冰和干冰的晶体结构特点并谈到了分子间作用力和氢键对物质性质的影响使学生对分子晶体的结构和性质特点有里一个大致的了解并为后面学习原子晶体做好了知识准备,以形成比较[教学目标设定]使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点使学生了解晶体类型与性质的关系使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响知道一些常见的属于分子晶体的物质类别使学生主动参与科学探究,体验研究过程,激发他们的学习兴趣[教学重点难点]重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响从三维空间结构认识晶胞的组成结构[教学方法建议]运用模型和类比方法诱导分析归纳[教学过程设计]复问什么是离子晶体?哪几类物质属于离子晶体?(离子化合物为固态时均属于离子晶体,如大部分盐、碱、金属氧化物属于离子晶体)投影展示实物冰、干冰、碘晶体教师诱导这些物质属于离子晶体吗?构成它们的基本粒子是什么?这些粒子间通过什么作用结合而成的?学生分组讨论回答板书分子通过分子间作用力形成分子晶体
二、分子晶体定义含分子的晶体称为分子晶体也就是说分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体看图3-9如碘晶体中只含有12分子,就属于分子晶体问还有哪些属于分子晶体?较典型的分子晶体有非金属氢化物,部分非金属单质,部分非金属氧化物,几乎所有的酸,绝大多数有机物的晶体分子间作用力和氢键过度首先让我们回忆一下分子间作用力的有关知识阅读必修2P22科学视眼教师诱导分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,也叫范德华力分子间作用力对物质的性质有怎么样的影响学生回答一般来说,对与组成和结构相似的物质,相对分子量越大分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高教师诱导但是有些氢化物的熔点和沸点的递变却与此不完全符合,如NH3也0和HF的沸点就出现反常指导学生自学教材中有些氢键形成的条件,氢键的定义,氢键对物质物理性质的影响多媒体动画片氢键形成的过程
(1)氢键形成的条件半径小,吸引电子能力强的原子(N0F)与H核
(2)氢键的定义半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的静电吸引作用氢键可看作是一种比较强的分子间作用力
(3)组键对物质性质的影响纵键使物质的熔沸点升高
(4)投影氢键的表示如冰一个水分子能和周围4个水分子从氢键相结合组成一个正四面体见图3-11教师诱导在分子晶体中,分子内的原子以共价键相结合,而相邻分子通过分子间作用力相互吸引分子晶体有哪些特性呢?学生回答分子晶体的物理特性熔沸点较低、易升华、硬度小固态和熔融状态下都不导电教师诱导大多数分子晶体结构有如下特征如果分子间作用力只是范德华力以一个分子为中心,其周围通常可以有儿个紧邻的分子如图
3.10的02C60我们把这一特征叫做分子紧密堆积如果分子间除范德华力外还有其他作用力(如氢键),如果分子间存在着氢键,分子就不会采取紧密堆积的方式学生讨论回答在冰的晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,形成正四面体氢键不是化学键,比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性,而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引,这一排列使冰晶体中空间利用率不高,皆有相当大的空隙使得冰的密度减小教师诱导,还有一种晶体叫做干冰,它是固体的C02的晶体干冰外观像冰,干冰不是冰其熔点比冰低的多,易升华出示干冰的晶体结构晶胞模型教师讲解干冰晶体中C02分子之间只存在分子间力不存在氢键,因此干冰中C02分子紧密堆积,每个C02分子周围,最近且等距离的C02分子数目有儿个?一个C02分子处于三个相互垂直的面的中心,在每个面上,处于四个对角线上各有一个C6分子周围,所以每个C02分子周围最近且等距离的C02分子数目是12个投影小结完成表格课堂巩固练习下列属于分子晶体的一组物质是ACaO、NO、COBCCI
4、H2O2HeCCO
2、SO
2、NaCIDCH
4、O
2、Na2O下列性质符合分子晶体的是A熔点1070°C易熔于水,水溶液能导电B熔点是
10.3TC液体不导电,水溶液能导电C熔点
97.81°C,质软能导电,密度是
0.97g/cm3D熔点,熔化时能导电,水溶液也能导电下列物质的液体中,不存在分子是A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳D二硫化碳下列说法正确的是A离子化合物中可能含有共价键B分子晶体中的分子内不含有共价键C分子晶体中一定有非极性共价键D分子晶体中分子一定紧密堆积干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是A分子内共价键B分子间作用力C分子间距离D分子间的氢键课后巩固训练“可燃冰”是深藏在海底的白色晶体,存储量巨大,是人类未来极具潜在优势的洁净能源在高压低温条件下,由水分子形成空间笼状结构,笼中“关”甲烷而形成,如某种可燃冰的存在形式为CH-
5.75H20o“可燃冰”CH.l
5.75H2的分子中,mCHD mH20=若要从“可燃冰”中分离出甲烷,可用下列两中方法
①在一定温度下,使气体从水合物中分离出来,在一定压力下,使气体从水合物中分离出来选择以下物体填写下列空白A干冰B氯化铉C烧碱D固体碘⑴晶体中存在分子的是填写序号,下同⑵晶体中既有离子键又有共价键的是⑶熔化时不需要破坏共价键的是⑷常况下能升华的是四氯化硅的分子结构与四氯化碳类似,对其作出如下推测
①四氯化硅晶体是分子晶体
②常温常压四氯化硅下是液体
③四氯化硅分子是由极性键形成的分子
④四氯化硅熔点高于四氯化碳其中正确的是A只有
①B只有
①②C只有
②③D
①②③④第二节分子晶体与原子晶体第二课时K教学目标设定』
1、掌握原子晶体的概念,能够区分原子晶体和分子晶体
2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系K教学难点重点』原子晶体的结构与性质的关系K教学过程设计』复习提问
1、什么是分子晶体?试举例说明
2、分子晶体通常具有什么样的物理性质引入新课分析下表数据,判断金刚石是否属于分子晶体展示金刚石品体阅读P71明确金刚石的晶型与结构归纳原子晶体相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体构成粒子原子;粒子间的作用共价键;展示金刚石晶体结构填表归纳原子晶体的物理性质熔、沸点,硬度;一般的溶剂;导电思考
(1)原子晶体的化学式是否可以代表其分子式,为什么?
(2)为什么金刚石的熔沸点很高、硬度很大?
(3)阅读P72讨论“学与问1”归纳晶体熔沸点的高低比较对于分子品体,一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点也越高对于原子晶体,一般来说,原子间键长越短,键能越大,共价键越稳定,物质的熔沸点越高,硬度越大合作探究
(1)在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键?形成怎样的空间结构?最小碳环由多少个石中,含CC原子组成?它们是否在同一平面内?
(2)在金刚石晶体中,C原子个数与C-C键数之比为多少?
(3)12克金刚一C键数为多少Na比较:CO2与SiO晶体的物理性质阅读P72明确Si02的重要用途推断SiO晶体与C02晶体性质相差很大,Si晶体不属于分子晶体展示展示SiOa的晶体结构模型看书、模型、多媒体课件,分析其结构特点引导探究Si2和CO的晶体结构不同在Si2晶体中,1个Si原子和4个原子形成4个共价键,每个Si原子周围结合4个0原子;同时,每个0原子跟2个Si原子相结合实际上,SiO晶体是由Si原子和0原子按12的比例所组成的立体网状的晶体阅读P72明确常见的原子晶体常见的原子晶体有等各类晶体主要特征阅读P72讨论“学与问2”归纳判断晶体类型的依据看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用对分子晶体,构成晶体的微粒是,微粒间的相互作用是;对于原子晶体,构成晶体的微粒是,微粒间的相互作用是键看物质的物理性质如熔、沸点或硬度一般情况下,不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多课堂总结K随堂练习』
1、下列的晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是S02与SiOaB.CO2与H20CC与HC1DCCZ与SiC
2、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中C原子和S原子的位置是交替的在下列三种晶体
①金刚石
②晶体硅
③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是
①③②B
②③①C
③①②D
②①③
3、1999年美国《科学》杂志报道在40GPa高压下,用激光器加热到1800K人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料每摩尔原子晶体干冰中含4molC—0键
4、
①在Si02晶体中,每个Si原子与个原子结合,构成结构,Si位于0位于
②在SiO2晶体中,Si原子与原子个数比为()
③在SiO2晶体中,最小的环为()个,1和()个组成的()环
5、单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据
①晶体硼的晶体类型属于晶体,理由是已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个项点上各有1个B原子通过视察图形及推算,此晶体体结构单元由个硼原子构成其中B一B键的键角为oK补充作业』下列晶体中不属于原子晶体的是()(A)干冰(B)金刚砂(C)金刚石(D)水晶在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环,其中最小的环上,碳原子数是(A)2个(B)3个(C)4个(D)6个()下列各物质中,按熔点由低到高排列正确的是()(A)Q、L、Hg(B)CO
2、K、Si02(C)Na、K、Rb(D)SiC、NaCKSO2下列各晶体中任意一个原子都被相邻的4个原子所包围;以共价键结合成正四面体结构并向空间伸展成网状结构的是(A)甲烷(B)石墨(C)晶体硅在xmol石英晶体中,含有Si-0键数是(A)xmol(B)2xmol(C)3xmol固体熔化时,必须破坏非极性共价键的是(A)冰(B)晶体硅(C)漠石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是()(A)10个(B)18个(C)24个(D)14个石英玻璃是将纯石英在1600°C高温下熔化,冷却后形成的玻璃体关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是()(A)石英玻璃属于原子晶体(B)石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀(C)石英玻璃的结构类似于液体(D)石英玻璃能经受高温剧变旦能抗碱的腐蚀已知C’Ni晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合下列关于C3N4晶体的说法错误的是该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300°C反应获得氮化硅晶体属于晶体已知氮化硅的晶体结构中,原子间以单键相连,且N原子和N原子,Si原子和S原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构请写出氮化硅的化学式现用SiCh和N2在Ik气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅反应的化学方程式为11•短周期兀素K、Y、Z在周期表中位置关系如图X元素的单质分子式是若X核内中子数和质子数相等,X单质的摩尔质量为单质是晶体z单质的晶体类型属于Z的氢化物和最高价氧化物的浓溶液反应的化学方程式为o晶体类型离子晶体结构构成晶体的类型粒子间的相互作用力性质硬度熔沸点导电性溶解性晶体类型分子晶体结构构成晶体的粒子分子粒子间的相互作用力分子间作用力性质硬度小熔沸点较低导电性固态熔融状态不导电溶解性相似相溶项目/物质干冰金刚石熔点很低3550°C沸点很低4827°C键长键能键角熔点硬度物质/项目熔点°C状态(室温)co2-
56.2气态SiO21723固态型比较分子晶体原子晶体构成晶体微粒形成晶体作用力物理性质熔沸点硬度导电性传热性延展性溶解性典型实例P;、干冰、硫金刚石、二氧化硅金刚石晶体硅晶体硼熔点382316832573沸点510026282823硬度
107.
09.5XYZ。