高中化学选修3教案：第三章+第二节+分子晶体与原子晶体(教案)

第二节 分子晶体与原子晶体 课时 第一课时 1、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。 知识与技能 教 学 目 的 过程与方法 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。 2、使学生了解晶体类型与性质的关系。 3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。 4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。 情感态度价值观 培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度 重点 分子晶体的概念 难点 氢键对物理性质的影响 教学过程 教学步骤、内容 师生活动 [ 引入 ] 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 ] 微粒间作用： 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 ] 只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含 I 2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： (1) 定义 : 由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。 (2) 构成微粒：分子 1

[讲]稀有气体为单原子分子。也是分子晶体

[ 板书 ](3) 微粒间的作用

[讲] 分子间作用力，部分晶体中存在氢键。分子晶体采用密堆积。

[ 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。

讲] 分子间作用力的大小决定了晶体的物理性质。分子晶体要熔化、要汽 化都要克服分子间的作用力。 分子的相对分子质量越大， 分子间作用力越大， 物质的熔沸点越高，硬度越大。比如氧气分子间作用力比氮气分子间作用力 大，氧气沸点比氮气沸点高。工业上制氧气，就是先把空气液化，然后使液 态空气蒸发，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧气。由 于分子间作用用很弱，克服分子间作用力使物质熔化、汽化所需要的能量较 小，因此，分子晶体具有较低的熔沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时，一 般只破坏分子间作用力，不破坏分子内的化学键，但也有例外。如硫晶体熔 化时，既破坏了分子间的作用力，同时部分 S-S键断裂，形成更小的分子。 [ 板书 ]2 、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小，固体和熔融状态下都 不导电。 [讲] 根据相似相溶原理，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一 般能溶于极性溶剂。 [ 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 (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 ] 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 子晶体的这一特征称为分子密堆积。 12个紧邻的分子，如图 3— 10，分 ［ 板书 ］4 、分子晶体结构特点： 2

（1）分子密堆积： ［讲］ 只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周 围一般有 12个紧邻的分子，如： C60 、干冰 、I 2 、O2。分子密堆积属于面心 立方结构。 ［板书］① C 60 ［讲］ C60 是由 60 个 C原子组成的类似于足球的分子，由欧拉公式可推知该 分子中有 12个正五边形和 20个正六边形。每个 C原子与其他 3个 C原子紧 邻成键，形成的总键数为 90。 由于每个 C原子可形成 4 个键，所以 3个键 中肯定有一个是双键，则其中的双键数为 30 , 单键数为 60。 ［知识拓展］欧拉公式 简单多面体的顶点数 V、面数 F 及棱数 E 间有关系： V+F-E=2 ［讲］ 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。 ［讲］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 之间只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有 的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。 CO2分子 12个紧邻分子，密度比冰 ［ 板书］ ② 干冰： CO2的晶体。分子间存在范德华力，熔点低，易升华，制冷 剂。 ［ 投影 ］ 干冰极其晶胞： 投影］

3