魯科版選修1 主題4課題2走進(jìn)寶石世界 學(xué)案.doc

化學(xué)魯科版選修1主題4課題2走進(jìn)寶石世界學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.了解金剛石的化學(xué)成分、性能和用途，從而認(rèn)識四種不同的晶體類型。2根據(jù)各種不同寶石的性質(zhì)，學(xué)會寶石的鑒別和保養(yǎng)。3了解寶石的價值。1.了解金剛石的化學(xué)成分、性能和用途，從而認(rèn)識四種不同的晶體類型。2根據(jù)各種不同寶石的性質(zhì)，學(xué)會寶石的鑒別和保養(yǎng)。一、從鉆石說起1金剛石的物理、化學(xué)性質(zhì)：_是自然界中最堅硬的物質(zhì)，可以用它_所有的天然物質(zhì)，因此有_之稱。它的化學(xué)性質(zhì)很_，_溶于水，耐_腐蝕，在純氧中加熱至_才燃燒，燃燒時生成_。2原子晶體：金剛石中的每個碳原子都與它周圍的_個碳原子以_相結(jié)合，形成牢固的_結(jié)構(gòu)，致使金剛石具有很_的硬度。像金剛石這樣，相鄰_均已較強(qiáng)的_相結(jié)合，在空間按一定規(guī)則排列的晶體叫做_晶體。這類晶體一般具有很高的_、_、_，化學(xué)性質(zhì)_。常見的原子晶體有_、_、_、_、_、_等。3晶體的分類：晶體可分為_、_、_和_。4寶石的形成：地球上存在著各種各樣的寶石，有些是自然界產(chǎn)出的_，如_、_、_等；有些是經(jīng)過_形成的固體，如_、_、_等。預(yù)習(xí)交流寶石的含義？二、寶石的性質(zhì)1寶石的硬度寶石的_是寶石的重要特征，不僅可用于寶石的_，而且還是劃分寶石檔次和等級的_。摩氏硬度是一種_硬度，即_，只表示寶石硬度的_。2寶石的顏色寶石的_是評價和鑒定寶石的重要因素，一般包括_和_。自色指寶石所含的_所產(chǎn)生的顏色，他色指寶石所含_所產(chǎn)生的顏色。常見的致色元素有_等。剛玉的主要成分是_，含有微量_元素時呈紅色，稱紅寶石；含有微量_元素時，呈藍(lán)色，稱為藍(lán)寶石。3寶石的化學(xué)性質(zhì)多數(shù)寶石在常溫、常壓下相對_，寶石化學(xué)性質(zhì)的差異在于寶石礦物的_各不相同，性質(zhì)又決定了其用途及保養(yǎng)方法，其中最穩(wěn)定的是_，最易被腐蝕的是_。三、寶石的價值寶石不僅是一種珍貴的裝飾品，有些寶石還具有_功能，例如_、_、_、_等都是中藥藥材。有些寶石還具有特殊性質(zhì)，例如_、紅寶石、水晶等廣泛應(yīng)用于鉆探、研磨、激光等領(lǐng)域。預(yù)習(xí)交流寶石礦物界的奇珍異寶，自古以來一直讓人迷戀。鉆石、綠寶石、紅寶石和藍(lán)寶石很早就出現(xiàn)在人類歷史進(jìn)程中，首先因稀罕而具有象征意義。后來，奇異的寶石成為了天下權(quán)貴們的必備之物。你都知道哪些寶石呢？答案：一、1.金剛石切割“硬度之王”穩(wěn)定不酸堿720800 c二氧化碳2四共價鍵正四面體高原子共價鍵原子硬度沸點(diǎn)熔點(diǎn)穩(wěn)定單質(zhì)硅(si)單質(zhì)硼(b)金剛砂(sic)石英(sio2)碳化硼(b4c3)氮化硼(bn)3原子晶體離子晶體分子晶體金屬晶體4礦物單晶鉆石紅寶石藍(lán)寶石生物或其他作用珍珠琥珀珊瑚預(yù)習(xí)交流：答案：寶石是指符合工藝要求的天然礦物單晶體，如鉆石，紅寶石、藍(lán)寶石等，但廣義的寶石泛指符合工藝要求的、能用來裝飾的所有礦物和巖石，還包括來自動物的珍珠等。寶石分為天然寶石和人工合成寶石。天然寶石因?yàn)橘Y源有限，多數(shù)比較珍貴。人工合成寶石如紅寶石、藍(lán)寶石等質(zhì)地優(yōu)良、色澤鮮艷，是非常好的裝飾品。假寶石則是用塑料和玻璃制成的，與寶石的性質(zhì)不同。二、1.硬度鑒定主要標(biāo)準(zhǔn)之一刻劃相對硬度順序位置2顏色自色他色主要元素微量雜質(zhì)元素 鐵、鈦、鉻al2o3鉻鐵、鈦3穩(wěn)定化學(xué)組成金剛石珍珠三、醫(yī)藥珊瑚珍珠瑪瑙琥珀金剛石預(yù)習(xí)交流：答案：寶石中性優(yōu)者如：金剛石、鋼玉、綠柱玉、貴石榴石、電氣石、貴蛋白石等；質(zhì)稍劣者如：水晶、玉髓、瑪瑙、碧玉、孔雀石、琥珀、石榴石、蛋白石等。在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)一、從鉆石說起近年來，科學(xué)家在氦氣中給石墨電極通電，石墨揮發(fā)，在其揮發(fā)的黑煙中發(fā)現(xiàn)了c60，它與金剛石互稱。它是一種具有空心類似足球狀結(jié)構(gòu)的新分子，碳原子之間存在鍵，它的摩爾質(zhì)量是，而金剛石是一種結(jié)構(gòu)的晶體，碳原子間通過鍵結(jié)合，含有碳原子構(gòu)成的環(huán)，則最小環(huán)上有(填數(shù)字)個碳原子，每個碳原子上的兩個碳碳鍵的夾角都是(填角度)。請?zhí)顚憯?shù)字代表的內(nèi)容：_，_，_，_，_，_，_，_。四種基本晶體類型的判斷法？1.鉆石：也叫金剛石或金剛鉆。2金剛石的性質(zhì)：“硬度之王”，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿腐蝕，燃燒生成二氧化碳。3金剛石的結(jié)構(gòu)：每個碳原子都與它周圍的四個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成牢固的正四面體結(jié)構(gòu)。4晶體的分類和性質(zhì)：(1)原子晶體：相鄰原子均以共價鍵相結(jié)合，在空間按一定規(guī)則排列的晶體。特點(diǎn)：硬度很高，熔點(diǎn)高，沸點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。原子晶體中不存在單個分子。常見的原子晶體：單質(zhì)硅(si)、單質(zhì)硼(b)、金剛砂(sic)、石英(sio2)、碳化硼(b4c3)、氮化硼(bn)等。(2)離子晶體：由陽離子和陰離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體。特點(diǎn)：熔、沸點(diǎn)較高，硬度較大，質(zhì)地較脆，受壓時易破裂；離子晶體不導(dǎo)電，但在水溶液或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。晶體內(nèi)無單個的分子。常見的離子晶體：活潑金屬形成的鹽、堿類和氧化物，所有的銨鹽。(3)分子晶體：通過分子間作用力互相結(jié)合形成的晶體。特點(diǎn)：由于分子間作用力比離子鍵、共價鍵弱得多，故分子晶體的熔沸點(diǎn)低，硬度小。晶體中存在單個分子。常見的分子晶體：所有的非金屬氫化物、大多數(shù)非金屬氧化物、絕大多數(shù)共價化合物、少數(shù)鹽如alcl3。(4)金屬晶體：金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈的相互作用(即金屬鍵)形成的晶體。特點(diǎn)：導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性好(共性)，不同的晶體，熔點(diǎn)差異大，如鎢高達(dá)3 380 c，而銫僅29 c；硬度差異大。常見的金屬晶體：金屬單質(zhì)及合金。二、寶石的性質(zhì)和價值世間寶石千千萬，小小的一顆，往往要幾萬元。但市場上假冒的寶石不少，因此務(wù)必謹(jǐn)慎，以防上當(dāng)受騙。當(dāng)你面對眾多寶石時，你能辨別出它的真假并說出它是哪一類寶石嗎？古代豪門貴族中有“珍珠衫”，是用珍珠做成的衣服，在夏天穿在身上特別的涼快，可是如果這種衣服不用布做襯里，直接接觸皮膚，夏天過后就會變得面目全非，不再漂亮了，因?yàn)開。1.寶石的硬度寶石的硬度：是寶石的重要特性；用于鑒定寶石；劃分寶石檔次和等級的主要標(biāo)準(zhǔn)。摩氏硬度：是一種刻劃硬度，即相對硬度，只表示寶石硬度的順序位置，而不是硬度的測定值。2寶石的顏色是評價和鑒定寶石的重要因素。致色元素：鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅等。自色：寶石所含的主要元素所產(chǎn)生的顏色。他色：寶石所含微量雜質(zhì)元素所產(chǎn)生的顏色。橄欖綠：成分是鐵鎂硅酸鹽，鐵使橄欖綠呈綠色，屬于自色。紅寶石和藍(lán)寶石是因?yàn)槲⒘吭匾鸬念伾?，屬于他色?寶石的化學(xué)性質(zhì)金剛石：幾乎所有的強(qiáng)酸強(qiáng)堿都不能將金剛石腐蝕。珍珠：成分是碳酸鈣和有機(jī)化合物，遇酸或堿時就會發(fā)生化學(xué)變化。珍珠的保養(yǎng)：不要讓珍珠接觸樟腦丸、清潔劑、酒精、咖啡、香水、油、鹽、醋和臟物，尤其是有機(jī)溶劑，若沾上酒或咖啡，應(yīng)馬上用清水沖洗后用軟布擦干。夏天流汗多，不宜戴珍珠項(xiàng)鏈。珍珠不戴時應(yīng)用高級中性肥皂或洗潔精輕輕洗滌晾干，并忌暴曬珍珠。不戴時用首飾盒小心存放，并注意保持一定的濕潤度。忌用脫脂棉包珍珠。不要與其他首飾放在一起，以免刮花珍珠表面。4寶石的價值作裝飾。視為財富的象征。具有醫(yī)藥功能。珊瑚、珍珠、瑪瑙、琥珀是中藥藥材。工業(yè)技術(shù)必需的材料。如金剛石、紅寶石、水晶應(yīng)用于鉆探、研磨、激光等領(lǐng)域。答案：一、活動與探究：答案：同素異形體共價720 gmol1空間網(wǎng)狀原子共價6 10928解析：從c60分子組成便知，它是由碳元素組成的一種單質(zhì)，與金剛石互為同素異形體。在分子中，碳原子與碳原子之間以共價鍵結(jié)合，它的摩爾質(zhì)量可由化學(xué)式求，即1260720 gmol1。金剛石是一種正四面體形空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中一個碳原子位于正四面體中心，四個碳原子以共價鍵與它結(jié)合，分別位于正四面體的四個頂點(diǎn)上。形成最小的環(huán)，含的碳原子數(shù)必須通過平時分析教材中插圖或模型而知，鍵角為10928。思考與交流：答案：(1)依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。四種基本晶體類型的劃分，是依據(jù)構(gòu)成微粒是原子、離子、分子或金屬陽離子和自由電子而依次稱為原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體的。晶體微粒間的作用力依次為共價鍵、離子鍵、分子間作用力(即范德華力和氫鍵)和金屬鍵。(2)根據(jù)物質(zhì)的類別判斷。強(qiáng)堿、大多數(shù)的鹽類、活潑金屬的氧化物等離子化合物形成的晶體為離子晶體。大多數(shù)的非金屬單質(zhì)(除金剛石、晶體硅、晶體硼、石墨外)；非金屬的氫化物、非金屬的氧化物(除sio2)、含氧酸、大多數(shù)的有機(jī)物等共價化合物是分子晶體。(3)根據(jù)物理性質(zhì)和某些機(jī)械性能的差異判斷。根據(jù)熔、沸點(diǎn)的差異。原子晶體：熔點(diǎn)高，在一千度到幾千度；離子晶體：熔點(diǎn)較高，在數(shù)百度至一千度，甚至兩千多度；分子晶體：熔點(diǎn)較低，在數(shù)百度以下直至低溫；金屬晶體：熔、沸點(diǎn)差距較大，多數(shù)熔、沸點(diǎn)高，但也有較低的，不便于用熔、沸點(diǎn)高低區(qū)分。根據(jù)導(dǎo)電性的情況來判斷。在熔融狀態(tài)和固態(tài)都不導(dǎo)電的有原子晶體和分子晶體(分別成為自由移動的原子和分子)。在熔融和固態(tài)都導(dǎo)電的是金屬晶體。在固態(tài)時不導(dǎo)電(有離子但不自由移動)，而在熔融態(tài)導(dǎo)電(出現(xiàn)自由離子)的必是離子晶體。水溶液的導(dǎo)電情況，原子晶體均不溶于水，不研究。金屬晶體也不會在水中溶成中性原子，也不研究。離子晶體若溶于水出現(xiàn)自由移動的離子必導(dǎo)電(屬于離子定向移動的導(dǎo)電)。分子晶體較復(fù)雜，其中電解質(zhì)的水溶液導(dǎo)電(如酸)，而非電解質(zhì)(如酒精、蔗糖)則不導(dǎo)電。依據(jù)某些機(jī)械性能來判斷。原子晶體具有高硬度、質(zhì)脆、沒有延展性；離子晶體硬而脆也沒有延展性；分子晶體不堅硬，質(zhì)脆、沒有延展性；金屬晶體則有硬有軟，具有延展性。二、活動與探究：答案：第一步：利用課余時間到圖書館或上網(wǎng)查找相關(guān)資料，并進(jìn)行歸納總結(jié)。第二步：同學(xué)們可以四人分成一個小組，相互交流自己學(xué)到的寶石鑒定方法，然后小組內(nèi)總結(jié)常見寶石的鑒定方法。第三步：每組找一名代表，陳述討論結(jié)果。探究結(jié)果示例：寶石的鑒定，一般可以分為原石和成品兩大類。對于原石的鑒定，又可以分為野外鑒定和室內(nèi)鑒定。野外鑒定多數(shù)采用放大鏡和小刀等簡單工具，用以初步對寶石礦物進(jìn)行定名。室內(nèi)鑒定主要是利用各種手段和儀器，進(jìn)一步測定寶石礦物的數(shù)據(jù)，為鑒別寶石提供重要依據(jù)。天然寶石絕大部分都是自然界產(chǎn)出的礦物或礦物集合體。每一種礦物都有一定的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、晶體形態(tài)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。礦物在上述任何一方面的特征都可以作為鑒定礦物的依據(jù)，因而礦物鑒定方法就有：(1)肉眼觀察鑒定(顏色、形態(tài)、光澤、解理等)；(2)物理性質(zhì)測試鑒定(比重、折射率、硬度)；(3)在以晶體光學(xué)性質(zhì)為依據(jù)的偏光顯微鏡下鑒定；(4)晶體結(jié)構(gòu)分析(x射線衍射、紅外光譜等)；(5)化學(xué)成分分析(化學(xué)簡分析、化學(xué)全分析、電子探針成分分析、x射線熒光分析)等。目前常用的、易于掌握的寶石鑒定儀器有以下幾種：(1)筆式聚光手電；(2)放大鏡；(3)二色鏡；(4)折光儀；(5)查爾斯濾色鏡；(6)寶石顯微鏡；(7)熱導(dǎo)儀；(8)偏光器。此外，常用的寶石鑒定儀器還有吸收光譜攝譜儀、熒光燈、x射線衍射儀、電子探針等。從理論上講，任何鑒定礦物的方法和手段都可以用于寶石的鑒定工作，但事實(shí)上寶石鑒定有其特殊性。首先，寶石是珍貴的，不能隨意刻劃、破壞、浸蝕，必須保證檢測的無損性；其次，礦物的鑒定多數(shù)情況下是為基礎(chǔ)研究而進(jìn)行的，寶石的鑒定多數(shù)情況下是為商業(yè)服務(wù)的，因而寶石鑒定應(yīng)簡單、快速、便捷、經(jīng)濟(jì)；再者，在寶石鑒定中還必須依據(jù)其內(nèi)在特征判別該寶石是天然的，還是經(jīng)人工優(yōu)化處理的或者是人工生產(chǎn)的。這是寶石鑒定工作所獨(dú)有的特點(diǎn)。寶石鑒定大致分四個步驟：肉眼鑒定，有效而簡便的儀器檢測，穩(wěn)定的物理常數(shù)驗(yàn)證，簽定鑒定報告?？傊庋坭b定是對寶石的顏色、表面特征、內(nèi)部特征、加工質(zhì)量等方面進(jìn)行全面的觀察。在高科技發(fā)展的今天，大量人造寶石、合成寶石、仿制寶石的問世，僅憑肉眼鑒別已有很大的局限性，尤其是合成寶石與天然寶石很難區(qū)別。因此需要借助于儀器來最終確定。當(dāng)然這僅僅是一些基本的鑒別方法，要想深入地學(xué)習(xí)辨別，只有經(jīng)?？矗鄬?shí)踐，方能掌握技巧。解析：寶石的硬度可用于寶石的鑒定，寶石的顏色是劃分寶石檔次、品級的重要因素。寶石的鑒定是一門較深的學(xué)問，掌握各種常見寶石的不同的鑒定方法及鑒定思路，熟悉各種常見寶石在肉眼下和常用儀器下的鑒定特征，包括寶石的顏色及顏色的分布狀態(tài)、明顯的多色性、解理及斷口、生長紋理及光澤特征等方面的信息，即可認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，找出鑒別真假寶石的方法。思考與交流：答案：珍珠的主要成分是碳酸鈣，接觸皮膚后被汗液所腐蝕而色彩有所變化解析：珍珠的主要成分為碳酸鈣和有機(jī)化合物，受汗液的作用時間長了就會變色，失去光澤。1下列屬于原子晶體的化合物是()。a干冰b二氧化硅c金剛石 d氯化鈉2下列化合物，按其晶體的熔點(diǎn)由高到低排列正確的是()。asio2csclcbr4cf4bsio2csclcf4cbr4ccsclsio2cbr4cf4dcf4cbr4csclsio23據(jù)美國科學(xué)雜志報道：在40 gpa高壓下，用激光器加熱到1 800 k，制得具有高熔點(diǎn)、高硬度的二氧化碳晶體。下列關(guān)于該晶體的說法正確的是()。a該晶體屬于分子晶體b該晶體易汽化，可用作制冷材料c一定條件下，該晶體可跟氫氧化鈉反應(yīng)d每摩爾