高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 晶体的常识教案及反思

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 晶体的常识教案及反思，共5页。
1、了解晶体与非晶体的本质差异
2、掌握晶体的基本性质
3、基本掌握简单晶胞中原子个数的计算
过程与方法
1、通过生活常识、实验探究和总结经验，从宏观特征逐步过渡到微观特征，认真把握内部有序造就了外部有序
2、通过实验和动画模拟，让学生形象地感受，物质的结构决定了其性质
情感、态度与价值观
1、通过对晶体内部微观结构的分析，培养学生实事求是、务实严谨的学习作风和学习化学的兴趣
2、通过“内部有序造就了外部有序”的事实，培养学生的探究精神
3、以化学的发展史为暗线，让学生体从诗词中认识晶体，到现实生活中制备晶体，再到观看高科技下的晶体生长微观视频，激发他们的求知欲望和对化学发展的热爱
重点难点
教学重点：晶体与非晶体的本质差异
教学难点：晶体与非晶体的本质差异，晶体的物理性质，简单晶胞基本特征
教学过程
[引入]古诗有云：草木花者多五出，雪花独六出。这是什么意思呢？
[讲]这句诗告诉我们，草木开出的花多为五瓣的，而大气中的水蒸气凝结成的雪花，在自然条件下是六瓣的。《本草纲目》中提到：光明盐，大者如升，皆正方光彻。这说明了，在当时的生产条件下，盐均为方形。
【问】为什么雪花和盐在自然条件下总是呈现相同的形态呢？
[投影] 晶体：具有自发规则几何外形的固体
非晶体：不具规则几何外形的固体
展示老师制作的在烧杯中的硝酸钾晶体
【实验探究】
分组实验一：将热饱和的硫酸铜和硝酸钾溶液从试管中倒出至表面皿上，自然冷却，观察晶体的生长形成过程和外形
讨论：从自然界中雪花的形状以及我们的试验中，可以总结出晶体的什么性质？
让学生在自己动手的过程中发现晶体的自范性
【问】晶体在所有条件下均可展现出其自范性吗？
对比刚才的分组实验，有的小组做出来的硫酸铜晶体是非常漂亮的平行四边形结构，而有些小组（例如在电风扇下面，或者正对空调的小组），他们的晶体是非常细碎，没有明确结构的呢？
[讲] 玛瑙和水晶都是SiO2，不同的是玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
结论：晶体自范性的条件之一是生长的速率适当
【实验探究】
分组实验二：
1、在白纸上画一条黑线，分别透过玻璃片和冰糖观察横线
2、分别用小刀在玻璃片以及冰糖表面刻画，有什么不一样的感觉？

晶体特性2：
各向异性：在不同的方向上表现出不同的物理性质
【问】为什么晶体和非晶体性质差别这么大呢？
由于晶体的组成微粒在空间里呈现周期性的有序排列，而非晶体的组成微粒在空间里排列相对无序，所以晶体与非晶体许多性质不相同。
思考与交流:
晶体和非晶体的差异?
（1）物理性质差异
如：外形、硬度、熔点、折光率
（2）区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X-射线衍射实验。
[投影]蜂巢、铜晶体及铜晶胞模型：
[讲]为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。可用蜂巢和蜂室的关系比喻晶体和晶胞的关系。
1、晶胞：描述晶体结构的基本单元。
[讲]铜晶体的排列方式：整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成；所谓“无隙”，是指相邻晶胞之间没有任何间隙；所谓“并置”，是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
[设问]铜晶胞含有几个铜原子，为什么不是14个？
[讲] 我们在观察晶胞图时，千万不能忘记，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。因而，晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原于是两个晶胞共用的。
[投影]3-8学生探究晶胞占有原子的规律：
[板书]2、晶胞中原子占有率：顶点：1/8；边心：1/4；面心：1/2；体心：1。
［讲］非长方体形晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定的。如石墨晶胞第一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3
[投影探究] 图3—9依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
[投影]钠、锌晶胞都是：8×1/8+1=2；碘：（8×1/8+6×1/2）×2=8；金刚石：8×1/8+6×1/2+4=8。
[思考]上述铜晶体、金刚石、CO2晶体、NaCl晶体的晶胞的空间构型呈什么形状？在上述晶体中，晶胞是如何排列的？晶胞之间是否有空隙？
[板书]3、三种典型的立方晶体结构：
［讲］(1)六方晶胞：在六方体顶点的微粒为6个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有，在体内的微粒全属于该晶胞。微粒数为：12×1/6 + 2×1/2 + 3 = 6
(2）面心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共有，在面心的为2个晶胞共有。微粒数为：8×1/8 + 6×1/2 = 4
(3)体心立方：在立方体顶点的微粒为8个晶胞共享，处于体心的金属原子全部属于该晶胞。微粒数为：8×1/8 + 1 = 2
［随堂练习］
1、右图是NaCl晶胞示意图，晶胞中Na+和Cl¯的个数比是多少？
2、下图依次是金属钠(Na)、金属锌(Zn)、碘(12)、金刚石(C)晶胞的示意图，数一数，它们分别平均含几个原子?
导电性各向异性
石墨在与层垂直的方向上的导电率 为与层平行方向上导电率的1/10000
导热性各向异性
云母上的石蜡在热钢球作用下融化的快慢不同
强度各向异性
云母的解理性（晶体容易沿着某一平面剥离的现象） 蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同
光学性各向异性
双折射性——晶体在不同方向传播的折射率 是不同的，一条光线进去会出现两条折射光线