共價(jià)晶體-教案-高中化學(xué)選擇性必修二

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第二課時(shí)共價(jià)晶體【教材分析】在介紹原子晶體時(shí)，從生活中比較熟悉的金剛石入手，從原子間的相互連接方式認(rèn)識(shí)原子晶體和原子晶體的特性。在教學(xué)時(shí)要注意歸納對(duì)比，在學(xué)習(xí)完分子晶體和原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性質(zhì)的一般特點(diǎn)后，讓學(xué)生理解分子晶體和原子晶體的晶體類型與性質(zhì)之間的關(guān)系,注意區(qū)別二者的差別。

【課程目標(biāo)】課程目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)1.借助共價(jià)晶體模型認(rèn)識(shí)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.能夠從化學(xué)鍵的特征，分析理解共價(jià)晶體的物理特性。宏觀辨識(shí)與微觀探析：結(jié)合常見(jiàn)的共價(jià)晶體的實(shí)例，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：借助共價(jià)晶體等模型認(rèn)識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)之間的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)之間的關(guān)系【教學(xué)過(guò)程】【導(dǎo)入新課】【新授課】純凈的金剛石是無(wú)色透明、正八面體形狀的固體。地殼中含有極少量的金剛石，它是天然存在的最硬的物質(zhì)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的打磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品—鉆石?！緦W(xué)生活動(dòng)】活動(dòng)1通過(guò)金剛石晶體的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)組成共價(jià)晶體的粒子和粒子間的作用力是什么？【講解】共價(jià)晶體共價(jià)晶體：所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合形成三維的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。組成微粒：原子微粒間的作用力：共價(jià)鍵，氣化或熔化時(shí)破壞的作用力為共價(jià)鍵。分類：某些單質(zhì)：如硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和錫（Sn）等某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)等極少數(shù)金屬氧化物，如剛玉(α-Al2O3)【學(xué)生活動(dòng)】活動(dòng)2認(rèn)識(shí)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（1）一個(gè)金剛石晶胞中，含有幾個(gè)碳原子？（2）金剛石中,每個(gè)碳原子與多少個(gè)碳原子成鍵？碳原子采取什么雜化方式？（3）金剛石中，1molC形成的共價(jià)鍵數(shù)目是多少？【講解】金剛石晶體在晶體中每個(gè)碳原子以四個(gè)共價(jià)單鍵與相鄰的4個(gè)碳原子相結(jié)合，成為正四面體。向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。晶體中C-C-C夾角為109°28'，碳原子采取了sp3雜化。最小環(huán)上有6個(gè)碳原子。每個(gè)碳原子被12個(gè)六元環(huán)共用。晶體中碳原子個(gè)數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為1:(4×1/2)=1:2。在一個(gè)晶胞中，碳原子位于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)、6個(gè)面心以及晶胞內(nèi)部4個(gè)，由“均攤法”可求出該晶胞中實(shí)際含有的碳原子數(shù)為8×(1/8)+6×(1/2)+4=8。【學(xué)生活動(dòng)】活動(dòng)3認(rèn)識(shí)二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)與金剛石晶體結(jié)構(gòu)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？【講解】二氧化硅晶體(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，熔點(diǎn)1713℃，有多種結(jié)構(gòu)，最常見(jiàn)的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈，沒(méi)有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。石英晶體中的硅氧四面體石英的左、右型晶體相連構(gòu)成的螺旋鏈①每個(gè)硅原子與相鄰的4個(gè)氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，硅原子在正四面體的中心，4個(gè)氧原子在正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)。同時(shí)每個(gè)O原子被2個(gè)硅氧正四面體共用；每個(gè)O原子和2個(gè)Si原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，晶體中Si原子與O原子個(gè)數(shù)比為1∶2。②每個(gè)Si原子與4個(gè)O原子成鍵，每個(gè)O原子與2個(gè)Si原子成鍵，最小的環(huán)是12元環(huán)。每個(gè)最小的環(huán)實(shí)際擁有的硅原子為6×1/12=1/2，氧原子數(shù)為6×1/6=1。③1molSiO2晶體中含Si—O鍵數(shù)目為4NA，在SiO2晶體中Si、O原子均采取sp3雜化。④正四面體內(nèi)O—Si—O鍵角為109°28′。(2)二氧化硅的用途二氧化硅是制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅電電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料?！緦W(xué)生活動(dòng)】活動(dòng)4根據(jù)表中數(shù)據(jù)，歸納共價(jià)晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，并從結(jié)構(gòu)角度解釋原因。【講解】共價(jià)晶體的通性①熔點(diǎn)很高。共價(jià)晶體中，原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價(jià)鍵，需要很高的能量。②硬度很大。③一般不導(dǎo)電，但晶體硅是半導(dǎo)體。④難溶于一般溶劑。【學(xué)生活動(dòng)】晶體熔沸點(diǎn)高低的比較方法【講解】4.共價(jià)晶體與分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)晶體類型不同：共價(jià)晶體＞分子晶體理由：共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)與共價(jià)鍵有關(guān)，分子晶體的熔、沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)。共價(jià)鍵的作用力遠(yuǎn)大于分子間作用力。(2)晶體類型相同①共價(jià)晶體一般來(lái)說(shuō)，對(duì)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體來(lái)說(shuō)，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體的熔、沸點(diǎn)越高。例如：金剛石＞二氧化硅＞碳化硅＞晶體硅。②分子晶體a．若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔、沸點(diǎn)較高。如HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。b．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如I2＞Br2＞Cl2＞F2；SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。c．組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如CO＞N2。d．同類別的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。如正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。(3)共價(jià)晶體和分子晶體熔點(diǎn)高低的基本思路【拓展延伸】材料研發(fā)【思維建?！俊菊n堂練習(xí)】見(jiàn)課件【課堂小結(jié)】共價(jià)晶體與分子晶體的比較晶體類型共價(jià)晶體分子晶體定義相鄰原

子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體分子間以分子間作用力相結(jié)