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1、2022年高中化學 《分子間作用力 分子晶體》教案1 蘇教版選修3
[教學目標]
1.掌握三種不同類型晶體的結構和性質特點;掌握分子間作用力的概念,理解分子間作用力和化學鍵的區(qū)別, 理解分子間作用力對物質的物理性質的影響.
2.通過晶體的結構和性質的關系的討論,認識本質和現象的關系。
3.由典型晶體的代表物歸納出晶體的基本結構特點和性質特點,學會歸納推理的思維
方法,通過對比不同類型晶體的結構和性質特點,理解晶體結構和性質的關系,學會類比推理。
[ 重 點 ] 三種不同類型晶體的結構和性質特點;分子間作用力的概念
[ 難 點 ] 離子晶體中陰、陽離子個數比的計算;分子間作用
2、力與化學鍵的區(qū)別
[教學過程]
教師活動
學生活動
[引入]
[展示] 各種類型晶體的實物
氯化鈉、膽礬、石英、硅晶體、碘、硫黃
提問:什么是晶體
[講解] 晶體具有三維有序的結構
觀察,思考
回答:晶體是物質經過結晶過程而形成的具有規(guī)則幾何外形的固體。
[板書]
一、離子晶體
陰、陽離子間通過離子鍵結合所形成的晶體
如:NaCl,CsCl
筆記,理解
(1)構成微粒:陰、陽離子
(2)相互作用:離子鍵
[展示] 氯化鈉晶體結構模型
[提問] 請同學們觀察氯化鈉的晶體模型
3、,觀察它的形狀、每個鈉離子周圍有幾個氯離子、每個氯離子周圍有幾個鈉離子?
觀察:
(1)基本形狀: 立方體
(2)每個鈉離子周圍有6個氯離子,每個氯離子周圍有6個鈉離子
[軟件演示]
計算機三維動畫模擬演示氯化鈉的晶體結構, 突出顯示每個鈉離子周圍有6個氯離子,每個氯離子周圍有6個鈉離子
觀察,理解
[講解] 氯化鈉晶體中, 鈉離子和氯離子的個數比為1:1
理解:
每個鈉離子周圍有6個氯離子, 每個氯離子平均占有該鈉離子的1/6; 每個氯離子周圍有6個鈉離子, 因此,每個氯離子平均占有的鈉離子的個數為:
6×1/6=1
[強調] 在氯化鈉晶體中,
4、 不存在單個分子, NaCl稱為化學式,只表示晶體中Na+和Cl-的個數比為1:1.
理解:
離子晶體中沒有分子
[講解] 在氯化鈉晶體中, Na+可以從任意方向吸引Cl-,吸引Cl-的個數決定于Na+周圍的空間大小, 若將Na+換成半徑較大的Cs+,那么Cs+周圍將可以吸引更多的Cl-.
請同學們觀察計算機模擬的CsCl晶體結構模型
思考
[軟件演示]
計算機三維動畫模擬演示氯化銫的晶體結構, 突出顯示每個Cs+周圍有8個Cl-,每個Cl-周圍有8個Cs+
觀察,理解
在CsCl晶體中,Cs+和Cl-的個數比也是1:1
[講解]
離子晶體的性
5、質特點:熔沸點高,硬度大,熔融態(tài)和溶于水能導電.
[提問] 化學鍵的破壞是否一定發(fā)生化學變化?
傾聽
回答:化學鍵的破壞不一定發(fā)生化學變化,如:NaCl熔融時,離子鍵被破壞,但沒有發(fā)生化學變化
[板書]
二、分子晶體
[提問]
原子間可通過共價鍵構成分子,分子間有無相互作用?
回答:
分子之間存在相互作用,如:冰融化成水、水沸騰變成水蒸氣均需要吸收能量,說明水分子之間存在相互作用,需要吸收能量克服分子間作用力。
[板書]
1.分子間作用力: 存在于分子間的相互作用,也稱為范德華力
提問:冰的熔點為0℃,而NaCl的熔點為801℃,說明了什么?
筆記,回答:
6、
說明水分子之間的相互作用力比NaCl中鈉離子和氯離子之間的相互作用力要弱得多。
[講解] 分子晶體的概念:分子通過范德華力結合所形成的晶體
理解:
(1)構成微粒:分子
(2)相互作用:分子間作用力(范德華力)
[講解] 范德華力與化學鍵的比較
-------------------------------------
化學鍵 范德華力
-------------------------------------
存在范圍 分子內, 晶體內 分子間
能量大小 120~800 幾
7、~幾十
(kJ·mol-1)
-------------------------------------
傾聽,理解
范德華力比化學鍵弱得多
[講解] 影響范德華力大小的因素:
(1)分子量大小,分子量越大,一般分子間作用力越大.
(2)分子極性的大小,分子極性越強,分子間作用力越大,
理解:
(1)鹵素單質,從F2到I2,熔沸點逐漸升高,說明分子間作用力逐漸增大。
(2)水的分子量小于硫化氫的分子量,但它的分子的極性很強,所以分子間作用力很強, 其熔沸點比硫化氫高得多.
[小結] 分子間作用力大小主要影響分子晶體的熔沸點
領悟
[展示] 干冰的晶體結構模
8、型
[提問] 干冰晶體結構中的基本微粒是什么?
[再問] 干冰晶體中是不是只存在范德華力?
[三問] 干冰氣化時,需要克服什么作用力?
觀察,回答:
(1)干冰中基本微粒是二氧化碳分子
(2)不是,其分子間是以范德華力,但分子內存在共價鍵。
(3)在干冰氣化時,只要克服范德華力,化學鍵并未被破壞,發(fā)生的是物理變化。
[小結]
(1)分子晶體的物理性質特點是:熔沸點低,硬度小
(2)分子晶體熔化或氣化時,只需要克服范德華力,不破壞化學鍵
(3)多數非金屬元素組成的單質和化合物固態(tài)時是分子晶體, 如:硫、碘等。
理解:
(1)熔沸點低、硬度小的原因是范德華力是
9、弱的相互作用力
(2)離子晶體熔化時需要克服離子鍵
(3)一般,常溫下是氣體的物質,降溫到其熔點以下,形成的結晶也是分子晶體。
[板書]
三. 原子晶體: 原子通過共價鍵連接形成的三維晶體
如:金剛石、晶體硅、石英(SiO2)等,展示晶體硅和石英的實物
筆記,觀察,理解
[展示] 金剛石的結構模型
請同學們觀察金剛石結構模型,歸納小結其結構特點。
觀察
(1)碳原子間是以共價鍵結合,形成正四面體空間網狀結構;
(2)最小的碳環(huán)為有六個碳原子
(3)鍵角為109°28’
[提問] 根據模型觀察結果,思考原子晶體的構成微粒、相互作用是什么?
[強調] 在
10、原子晶體中不存在分子
回答:
(1)構成微粒:原子
(2)相互作用:共價鍵
[講解] 原子晶體的物理性質特點:
熔沸點高,硬度大,不溶于水.
如:金剛石的熔點為3550℃,是自然界硬度最大的固體,可用于做玻璃刀.
常見的原子晶體還有硅晶體、二氧化硅晶體等
[提問] 請思考原子晶體熔點高、硬度大的原因是什么?
傾聽,理解
回答:原子晶體中原子間以共價鍵直接結合而成,由于共價鍵鍵能較大,因此,原子晶體熔點高、硬度大。
[展示] 石墨的結構模型
請同學們觀察石墨結構模型,歸納小結其結構特點。
觀察
(1)層狀結構,層與層之間是通過范德華力結合
11、
(2)層內為碳原子間以共價鍵結合形成正六邊形平面網狀結構
(3)最小的碳環(huán)有六個碳原子
(4)鍵角:120°
[講解]
石墨的結構屬于混合型晶體,層間以范德華力結合類似于分子晶體,層內以共價鍵結合類似于原子晶體,因此,其性質也是多重的。
請同學們閱讀教材,歸納石墨的性質特點。
歸納:石墨的性質
(1)熔點高,類似于原子晶體
(2)硬度小,類似于分子晶體
(3)能導電,類似于金屬
[小結]
石墨與金剛石都是由碳原子直接構成的單質, 它們之間的區(qū)別在于晶體內原子間的排列方式不同,它們之間互為同素異形體.
傾聽,理解
同素異形體:同種元素組成的不同單質之間互為
12、同素異形體
晶體類型
離子晶體
分子晶體
原子晶體
構成微粒
陰、陽離子
分子
原子
相互作用
離子鍵
范德華力
共價鍵
性質特點
熔沸點較高
硬度較大(脆)
均為電解質
熔沸點較低
硬度較小
熔沸點很高
硬度很大
不溶于水
舉例
氯化鈉
干冰
金剛石
[小結] 晶體類型
[小結] 原子構成物質的基本方式
┌得失電子─→陰、陽離子──(離子鍵)─→離子晶體
│ ┌→ 原子晶體
原子
13、─┼→共用電子(共價鍵)┤
│ └ 分子──(范德華力)─→分子晶體
├→ 金屬鍵(金屬原子)──→金屬晶體
└稀有氣體原子(單原子分子) ──(范德華力)─→稀有氣體分子晶體
[隨堂檢測]
(1)下列說法正確的是 ( )
(A)分子晶體中只存在范德華力
(B)化學鍵被破壞,則物質一定發(fā)生化學變化
(C)非金屬單質分子中一定存在共價鍵
(D)在離
14、子晶體中可能存在共價鍵
(2)下列各組物質氣化或熔化時, 所克服的微粒間的作用屬于同種類型的是 ( )
(A)碘和干冰升華 (B)二氧化硅和氧化鈣熔化
(C)氯化鈉和氯化銫的熔化 (D)水的氣化和燒堿的熔化
(3)已知物質的熔點數據:NaCl 801℃,MgCl2 710℃,AlCl3 180℃,根據上述數據,判斷AlCl3晶體類型可能是 ( )
(A)分子晶體 (B)原子晶體 (C)離子晶體
[隨堂檢測答案] (1)D (2)AC (3)A