晶體結構教學目標知識技能：熟悉三類晶體的代表物結構；學會在晶體中尋找晶胞；學會計算晶體中各種微粒的個數之比。能力培養：通過晶體（或晶胞）結構的觀察，提高學生的觀察能力。通過對“晶胞”概念的闡述，力求學生能夠想象整個晶體結構，培養學生的想象能力。通過分析“晶體中的每個微粒為幾個晶胞所共有”，計算“晶體中原子的個數、化學鍵的數目”等問題的訓練，提高學生分析推理能力。科學思想：熱愛科學，依靠科學解決實際問題。科學品質：通過使用計算機軟件或立體模型，刺激學生的感官，產生學習興趣。通過教師的引導和精心設問，激發學生的求知欲。科學方法：由個別到一般的歸納法及運用一般規律解決個別問題的演繹法。重點、難點三類晶體代表物結構的觀察；想象和分析推理能力的培養。教學過程設計第一課時教師活動【引入】《考試說明》中明確提出：對原子、分子、化學鍵等微觀結構要有三維想象能力，這就要求我們能夠通過對晶體結構的研究，提高自己觀察、想象和分析推理的能力。本節課我們將把晶體按著科學分類的方法進行研究。【板書】一、離子晶體：代表物：、【軟件或模型展示】的晶體。【講述】在晶體中，存在可重復的最小單元，我們稱之為晶胞。【投影】晶胞：晶體中的最小重復單元。“重復”的含義：通過上、下、左、右、前、后的平移能與下一個最小單元（即晶胞）完全重合。【講述】現在我們來尋找晶體的晶胞。【軟件或模型展示】晶體。【講述】晶體是由無數個晶胞連在一起形成的，故晶胞的結構反映了晶體的結構，所以對于某些晶體我們就可以通過研究晶胞結構來研究晶體結構。學生活動觀察與思考。觀察軟件或模型，思考、討論問題，找到的晶胞。思考。【軟件或模型展示】晶體。【提問】請觀察所給出的的晶體模型分析氯化鈉的化學式用“”來表示，原因何在？能否把“”稱之為分子式？觀察晶體模型，分析問題，得出答案：每個離子吸引著個離子，而每個離子也吸引著個離子，所以在晶體中離子與離子的個數比為∶，故可用“”來表示氯化鈉。在氯化鈉晶體中不存在獨立的氯化鈉分子，所以只能把“”稱之為化學式，而不叫分子式。【提問】觀察的晶體模型，分析在晶體的每個晶胞中，占據的位置有種？每種位置各有個？占據的位置有種？每種位置各有個？觀察的晶體模型，分析問題，得出答案：在每個晶胞中的位置有兩種：個位于晶胞的頂點，個位于晶胞的面心；的位置有兩種：個位于晶胞的棱邊，個位于晶胞的體心。【提問】宏觀的晶體是由無數個晶胞相互延伸構成的。位于頂點、面心、棱邊、體心上的微粒實際提供給每個晶胞的比例是多少？思考、討論問題，得出答案：頂點提供給每個晶胞只是它的；面心是；棱邊是；體心是。【軟件或圖片展示】位于頂點、面心、棱邊、體心上的微粒實際提供給每個晶胞的比例。觀察加深理解。【引導】在每個晶胞中，平均占有離子多少個？離子多少個？能否從晶胞的角度出發，再分析氯化鈉化學式的由來？思考、討論問題，得出答案：在每個晶胞中，平均占有離子：××；離子：×。由此可見，晶胞中離子與離子的個數比為∶，故晶體中離子與離子的個數比為∶，所以可用“”來表示氯化鈉的組成。教師活動【提問】在晶體中：每個周圍與之等距離且最近的有個；每個周圍與之等距離且最近的有個？學生活動觀察模型，得出答案：每個周圍與之等距離且最近的有個；每個周圍與之等距離且最近的有個。【軟件或模型展示】給出晶胞。【提問】觀察的晶胞，想象晶體結構，試從兩個不同角度分析“”化學式的由來？觀察晶胞、想象晶體結構、思考并回答問題：在晶胞中占有離子的個數為個，離子個，故與的個數比為∶；由晶胞可想象其晶體結構，在晶體中，每個吸引著個離子，每個離子吸引著個離子，故可用“”來表示其化學組成，稱之為化學式。【提問】在晶體中：每個周圍與之等距離且最近的有個？每個周圍與之等距離且最近的有個？想象晶體結構，回答問題：在晶體中：每個周圍與之等距離且最近的有個，每個周圍與之等距離且最近的有個。請根據以上兩種晶體中微粒個數的求算方法，小結如何計算立方晶體中的微粒個數比？歸納小結。要點如下：（）找到晶體的晶胞；（）分析晶胞中各微粒的位置：位于晶胞頂點的微粒，實際提供給晶胞的只有個；位于晶胞棱邊的微粒，實際提供給晶胞的只有個；位于晶胞面心的微粒，實際提供給晶胞的只有個；位于晶胞中心的微粒，實際提供給晶胞的只有個。（）數清晶胞中各微粒的個數：【投影】將學生的小結內容投影展示（）找到晶體的最小重復單元——晶胞；（）分析晶胞中各微粒的位置：位于晶胞頂點的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞棱邊的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞面心的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞中心的微粒，實際提供給晶胞的只有。（）數清晶胞中各微粒的個數：晶體中的微粒個數比“微粒提供給每個晶胞的數值×晶胞中微粒個數”之比。<>教師活動【板書】二、原子晶體代表物：金剛石、晶體硅、石英【軟件或模型展示】金剛石的結構。【提問】觀察金剛石結構，思考其鍵角是多少度？構成最小碳環所需碳原子數為多少？學生活動觀察并回答問題：鍵角為°′，構成最小碳環所需的碳原子數為個。【信息給予】請運用元素周期律的知識想象并描述晶體硅結構。描述晶體硅的結構：硅原子與硅原子之間通過非極性共價鍵形成的空間網狀結構，鍵角為°′，形成最小圓環需個硅原子。【提問】比較晶體硅與金剛石的不同之處，它將影響晶體硅的哪些不同于金剛石的性質？思考并回答問題：由于硅原子的半徑大于碳原子，所以硅—硅鍵的鍵長大于碳—碳鍵的鍵長，使得其鍵能小于碳—碳鍵的鍵能，這將使晶體硅的熔、沸點低于金剛石。【講述】石英與金剛石、晶體硅一樣，也具有空間網狀結構，如果我們把每個原子在平面上的投影點連接，就得到石英的平面結構圖。【軟件或圖片展示】石英平面結構圖。【提問】根據石英的平面結構圖分析石英晶體化學式的由來？能否稱之為分子式？觀察、分析、回答問題：在石英晶體中每個原子通過—極性鍵與個原子作用，而每個原子也通過—極性鍵與個原子作用，所以在石英晶體中原子與原子的原子個數比為∶，可用“”來表示石英的組成。因在晶體中不存在石英分子，故只能稱其為化學式，不能叫分子式。【提問】根據石英晶體的平面結構圖分析：在石英晶體中，每個原子獨有多少個—鍵？由此分析晶體中約含多少摩—鍵？分析并回答問題：在石英晶體中，每個原子獨有個—鍵，中含有原子，故約含—鍵。【信息給予】我們也可以將的晶體結構想象為：在晶體硅的—鍵之間插入原子。請想象的空間結構。想象的空間結構。觀察證實結論。【軟件或模型展示】晶體結構圖。【提問】觀察晶體結構，思考構成一個最小的環需多少個原子？以原子為中心的—鍵之間的鍵角為多少度？觀察并回答問題：需個原子。鍵角：°′。教師活動【板書】三、分子晶體代表物：干冰【軟件或模型展示】干冰晶胞結構。【提問】觀察干冰的晶胞結構，計算每個晶胞中含有分子的個數？學生活動觀察并回答問題：個。【提問】在干冰晶體結構中，每個分子周圍與之最近且等距離分子的個數？干冰的晶胞結構與我們見過的哪種結構相似？觀察并回答問題：每個分子周圍與之最近且等距離分子有個。這個分子的位置關系相當于晶體中的個離子或個離子的位置關系。【小結】在研究各類晶體代表物的結構時，我們展開了空間想象，解決了“化學式的由來、求與之最近且等距離的微粒個數、鍵角、最小圓環”等問題；同時運用分析推理能力，計算出每個微粒為幾個這樣的單元所共有，解決了“晶體中微粒的個數比、化學鍵的數目”等問題。從而提高了我們的觀察、想象和分析問題的綜合能力。第二課時教師活動【復習引入】上節課我們研究了各類代表物的結構，位于不同位置的微粒提供給一個晶胞的數值各是多少？學生活動回憶并回答問題：位于晶胞頂點的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞棱邊的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞面心的微粒，實際提供給晶胞的只有；位于晶胞中心的微粒，實際提供給晶胞的只有。【過渡】本節課我們將運用上節課研究問題的方法通過典型實例進行更深層次的問題討論。例是碳單質家族中的新成員，已知每個碳原子與其它三個碳原子相連。請根據碳的成鍵方式計算分子中存在條—單鍵；條雙鍵？【引導】題目給出了哪些直接信息，是否有隱藏信息？分析得出答案：直接信息：分子中的每個碳原子與其它三個碳原子成鍵；間接信息：是一種單質，分子中有個原子；注意從碳原子的成鍵方式思考問題。【提問】碳原子如何成鍵？回答問題：碳原子通過條共價鍵與其它原子成鍵。【提問】每個碳原子擁有多少條單鍵和多少條雙鍵才能滿足碳原子的成鍵方式？畫出碳原子的成鍵方式圖。思考問題，畫出碳原子的成鍵方式圖：【提問】每個—單鍵為幾個碳原子所擁有？計算每個碳原子占有多少條—單鍵？在分子中共有多少條—單鍵？同理計算分子中共有多少條雙鍵？分析問題，得出答案：每個—單鍵為個碳原子所擁有，故每個碳原子占有×條—單鍵，分子中共有×條—單鍵；每個雙鍵為個碳原子所擁有，故每個碳原子占有×條雙鍵，分子中共有×條雙鍵。例某離子晶體晶胞如圖所示，●位于立方體的頂點，○位于立方體的中心，試分析：（）晶體中每個同時吸引著多少個？每個同時吸引著多少個？該晶體的化學式為？（）晶體中在每個周圍與它最接近且距離相等的共有多少個？（）晶體中距離最近的個與個形成的夾角∠角度為多少？（）該晶體的摩爾質量為·，晶體密度為ρ·，阿伏加德羅常數為，則晶體中兩個距離最近的中心間的距離為多少？【引導】觀察晶胞結構，可以直接得出什么答案？觀察晶胞結構，回答問題：從晶胞結構可以看出每個同時吸引著個。而且可以計算出晶胞中的個數為×，的個數為。則在該晶體中與的個數比為∶，即∶，由此該晶體的化學式為。【引導】從晶胞結構展開想象晶體結構，每個同時吸引著多少個？畫出的位置。想象晶體結構，回答問題：每個同時吸引著個，其位置關系如圖所示：【提問】從晶胞結構展開想象晶體結構，每個周圍與它距離最近且相等的共有多少個？畫出這些的位置。想象晶體結構，回答問題：每個周圍與它距離最近且相等的共有個，其位置關系如圖所示：【提問】將晶胞中的四個連接在一起可以構成何種立體圖形？在立體圖形中的位置？這種位置關系與哪種分子結構相似？觀察晶胞結構，回答問題：四個構成正四面體。位于正四面體的中心。這種結構與分子的結構完全相同。【提問】由分子的鍵角可知此晶體中距離最近的個與個形成的夾角∠角度為多少？回憶舊知識：分子的鍵角為°′，故∠角度為°′。【提問】該晶體的體積為多少？個微粒的體積為多少？【提問】一個微粒的體積與一個晶胞的體積是否相等？一個晶胞的體積為多少？【提問】晶胞的邊長如何計算？晶體中兩個距離最近的中心間的距離為多少？例（）將的晶胞向三維空間延伸就可得到完美晶體。（氧化鎳）晶體的結構與相同，與最鄰近的核間距離為×，計算晶體的密度（已知的摩爾質量為·）。（）天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種晶體中就存在如右圖所示的缺陷：一個空缺，另有兩個被兩個所取代。其結果晶體仍呈電中性但化合物中和的比值卻發生了變化。某氧化鎳樣品組成為，試計算該晶體中與的離子數之比。【提問】如何入手去求算晶體密度？思考討論，得出解題思路：求算晶體密度即求算中的質量。【引導】如何計算中陰、陽離子總數？中—離子對數為多少？【提問】如何計算每對—離子對的質量？分析回答：【引導】根據以上分析如何求算密度？回答問題：晶體的密度每對—離子對的質量×中—離子對數。即密度：【引導】整個晶體是否帶電？如何求算與離子數之比？回答問題：整個晶體呈電中性，則有：與所帶的正電荷數應等于所帶的負電荷數，即（）×（為的物質的量。）解得。則的物質的量為：。與離子數之比為∶。精選題一、選擇題．根據下表給出的幾種物質的熔點、沸點數據判斷說法中錯誤的是[]．是分子晶體．中鍵的強度比中鍵的強度小．單質是原子晶體．為離子晶體．經研究發現，有一種磷分子具有鏈狀結構。結構如圖所示。下列說法正確的是[]．它是一種高分子化合物．它是一種極性分子，易溶于水．分子量是白磷的倍．與白磷互為同素異形體二、非選擇題．現有甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖所示），可推知：甲晶體中與的離子個數比為；乙晶體的化學式為；丙晶體的化學式為；丁晶體的化學式為。．鈣鈦礦晶胞結構如圖所示。觀察鈣鈦礦晶胞結構，求該晶體中，鈣、鈦、氧的微粒個數比為多少？．晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體，其中含有個等邊三角形的面和一定數目的頂角，每個頂角各有一個硼原子，如圖所示，回答：（）鍵角；（）晶體硼中的硼原子數個；—鍵條？．在碳單質的成員中還有一種混合型晶體——石墨，如圖所示。它是層狀結構，層與層之間依靠作用力相結合。每層內部碳原子與碳原子之間靠作用力相結合，其鍵角。分析圖中每個六邊形含有個碳原子。．分子是形如橢球狀的多面體，該結構的建立基于以下考慮：（）分子中每個碳原子只跟相鄰的個碳原子形成化學鍵；（）分子中只含有五邊形和六邊形；（）多面體的頂點數、面數和棱邊數的關系遵循歐拉定理：頂點數面數棱邊數。根據以上所述確定：（）分子中所含的單鍵數和雙鍵數；（）分子中的五邊形和六邊形各有多少？．晶體具有規則的幾何外形，晶體中最基本的重復單位稱為晶胞。晶胞結構如圖所示。已知晶體的晶胞結構為型，由于晶體缺陷，的值小于。測知晶體密度ρ為·，晶胞邊長為×（鐵原子量為，氧原子量為）。求：（）中的值（精確至）。（）晶體中的分別為和，在和的總數中，所占分數為多少？（精確至）。（）寫出此晶體的化學式。（）描述在此晶體中占據空隙的幾何形狀（即與距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀）。（）在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為多少？答案一、選擇題．．提示：一般來說晶體的熔沸點有如下規律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，金屬晶體有的高有的低。對于同種類型晶體的熔沸點則取決于微粒間的作用力。．、二、非選擇題．∶．∶∶．（）度（）（）．范德華力（或分子間作用力）；非極性共價鍵；度；。．（）單鍵數：；雙鍵數：。（）設分子中五邊形數