高二化学选修3第三章 第二节 分子晶体与原子晶体
第一课时 分子晶体
教学目标 :
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。 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。
5、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 晶体类型 结构 构成晶体的类型 粒子间的相互作用力 硬度 性质 熔沸点 导电性 溶解性 离子晶体
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 一、分子晶体
1、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I2分子,就属于分子晶体 问:还有哪些属于分子晶体? 2、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
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的酸,绝大多数有机物的晶体。 3、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,也叫范徳华力。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,H2O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(N,O,F)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氢键对物质性质的影响:氢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
4.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,其周围通常可以有几个紧邻的分子。如图3-10的O2,C60,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CO2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CO2分子之间只存在分子间力不存在氢键,因此干冰中CO2分子紧
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密堆积,每个CO2分子周围,最近且等距离的CO2分子数目有几个?
一个CO2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CO2分子周围,所以每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数目是12个。
投影小结完成表格 晶体类型 结构 构成晶体的粒子 粒子间的相互作用力 硬度 性质 熔沸点 导电性 溶解性 分子晶体 分子 分子间作用力 小 较低 固态熔融状态不导电 相似相溶 课堂巩固练习 1、下列属于分子晶体的一组物质是
A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O 2、下列性质符合分子晶体的是
A、 熔点1070℃,易熔于水,水溶液能导电
B、 熔点是10.31℃,液体不导电,水溶液能导电
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C、 熔点97.81℃,质软,能导电,密度是0.97g/cm D、 熔点,熔化时能导电,水溶液也能导电 3、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 4、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
5、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
6、“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CH4·5.75H2O。
(1)“可燃冰” CH4·5.75H2O的分子中,m(CH4):m(H2O)=
(2)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。 7、选择以下物体填写下列空白
A干冰 B氯化铵 C烧碱 D固体碘
⑴晶体中存在分子的是 (填写序号,下同)
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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
8.四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① B只有①② C只有②③ D①②③④
第二课时
〖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。 〖教学难点重点〗
原子晶体的结构与性质的关系 〖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 项目/物质 熔点 沸点 干冰 很低 很低 金刚石 3550℃ 4827℃ 展示:金刚石晶体 阅读:P71 ,明确金刚石的晶型与结构 归纳:
1.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。 2.构成粒子:原子;
3.粒子间的作用:共价键; 展示:金刚石晶体结构 填表: 键长 键能 键角 熔点 硬度 归纳:
4.原子晶体的物理性质
熔、沸点_______,硬度________;______________一般的溶剂;_____导电。 思考:
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(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
①对于分子晶体,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。
②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—C键数为多少NA? 比较:CO2与SiO2晶体的物理性质
物质/项目 CO2 SiO2 熔点℃ -56.2 1723 状态(室温) 气态 固态
阅读:P72 ,明确SiO2的重要用途
推断:SiO2晶体与CO2晶体性质相差很大,SiO2晶体不属于分子晶体
展示:展示SiO2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:SiO2和C02的晶体结构不同。在SiO2晶体中,1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,每个Si原子周围结合4个O原子;同时,每个O原子跟2个Si原子相结合。实际上,SiO2晶体是由Si原子和O原子按1:2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
5.常见的原子晶体有____________________________等。 6.各类晶体主要特征 类型 分子晶体 比较 构成晶体微粒 形成晶体作用力 word.
原子晶体