人教版選修3化學《晶體的常識》晶胞教學設計

第一節(jié)晶體的常識晶胞課程分析在人教版選修3的化學教材中，《晶體的常識》位于第三章第一節(jié)，本章是學生上高中以來第一次學習晶體知識，探究構成晶體的粒子在微觀空間的排列，所以這部分內(nèi)容非常重要，這也是今后學習分子晶體、原子晶體、金屬晶體和離子晶體的基礎。從教材看，本章首先從人們熟悉的固體出發(fā)，把固體分為晶體和非晶體兩大類，引出了晶體的特征和晶胞的概念。晶胞是描述晶體結構的基本單元，是研究晶體結構的最基本概念，教科書利用圖片、比喻等方式介紹了晶體與晶胞的關系，并通過例子介紹如何計算晶胞中所含的原子數(shù)。本節(jié)課的主要內(nèi)容包括：怎樣描述晶體粒子在微觀空間的排列，引出晶胞的概念，通過銅晶胞的劃分進一步理解晶胞的概念，得出晶胞常采用的形狀，并能形象的說明晶胞與晶體的關系。通過氯化鈉晶胞中Na+、Cl-數(shù)目的確定，得出計算晶胞微粒數(shù)目和的確定離子晶體化學式的方法，探究最鄰近粒子數(shù)目。學情分析通過《物質(zhì)結構與性質(zhì)》前兩章內(nèi)容的學習，學生已經(jīng)能夠通過原子的結構判斷原子或離子的半徑，原子的電負性、電離能，能判斷不同原子之間形成化合物的類型。在第二章的學習中學生能分子分子的成鍵特點，預測分子的空間構型，預測并且是分子的某些物理性質(zhì)。基于以上的學習，學生對分子的微觀組成有滴定的基礎，但是在本節(jié)課的學習過程中仍存在一定的困難，一些學生缺乏空間想象能力，缺乏局部推測整體的科學思維，所以計算晶體中某粒子周圍的其它粒子數(shù)目對學生來說是難點教學目標知識與技能（1）了解晶體與非晶體的區(qū)別與本質(zhì)原因；（2）掌握晶胞的特點與選取要求；（3）掌握均攤法計算晶胞內(nèi)粒子個數(shù)；2、過程與方法（1）培養(yǎng)通過晶胞結構想象完整的晶體結構的能力；（2）運用多種教學媒體，借助形象的比喻，幫助學生建構抽象的空間結構。（3）通過想象晶胞位置、平移等培養(yǎng)空間想象力3、情感態(tài)度和價值觀（1）通過學習晶胞選取的方法，培養(yǎng)以小見大，從局部推導整體的科學思維（2）進一步形成求真務實、勤于思考的科學態(tài)度；形成敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學精神四、教學重、難點重點：均攤法計算晶胞中的粒子數(shù)目和晶體化學式、晶體中某一微粒周圍緊鄰微粒數(shù)的確定難點：晶胞的劃分，晶體中某一微粒周圍緊鄰微粒數(shù)的確定教學策略新高考命題立足于對化學核心素養(yǎng)的考查，五大核心素養(yǎng)中第一條就是微觀探析和宏觀辨識。要求學生能通過觀察、辨識一定條件下物質(zhì)的形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象，初步掌握物質(zhì)及其變化的分類方法，并能運用符號表征物質(zhì)及其變化；能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結構和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應用”的觀念；能根據(jù)物質(zhì)的微觀結構預測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)和可能發(fā)生的變化。本節(jié)教學內(nèi)容最能培養(yǎng)學生這一科學素養(yǎng)，利用多媒體演示銅晶體和銅晶胞，組織學生討論晶體與晶胞的關系，如何從晶體結構中劃分出晶胞，引導學生建立以晶胞為基本結構研究晶體的思想，結合課本氯化鈉晶體結構示意圖，劃分晶胞，提出問題：一個氯化鈉晶胞里是否含Na+數(shù)目？Cl-數(shù)目？討論并歸納出平行六面體晶胞中平均所含粒子個數(shù)的計算方法；進一步探究氯化鈉中最鄰近粒子數(shù)目的確定，幫助理解無隙并置；擴展訓練：如果為六棱柱晶胞或者三棱柱晶胞，又該如何計算？舉一反三，鞏固了學生對空間結構的理解和計算。反思。教學過程教師活動學生活動設計意圖引入復習提問：玻璃和水晶的本質(zhì)差異是什么？【引入】蜂巢在平面上具有周期性排序，描述蜂巢，無需畫出整個蜂巢，只需找出基本單元。將基本單元（六邊形）平移，即可得到完整的蜂巢的構成。由于晶體中的粒子也具有周期性有序排列的特點，因此描述晶體結構時無需畫出整個晶體，我們用晶胞來描述晶體結構復習晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別。引入新課晶胞與晶體的關系【板書】二、晶胞【課件展示】閱讀課本63頁內(nèi)容思考下列問題什么是晶胞？是晶體中的最小單元嗎觀察銅晶胞，分析晶胞是怎樣得到的？一般為什么立體構型？3、晶胞與晶體的關系？如何理解“無隙并置”？【補充講解】銅晶體的最小單元應該是一個銅原子，顯然其晶胞中不止一個銅原子，因此不是最小單元。而是晶體結構中基本重復單元，一般采平行六面體。【板書】1.描述晶體結構的基本單元，或晶體結構中可不斷重復的基本單元晶胞的結構：2、一般來說,晶胞都是大小、形狀完全相同平行六面體(其邊長不一定相等也不一定垂直)3、同一晶體中所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類個數(shù)及幾何圖形是完全相同的。晶體可以看作是完全等同且數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成學生認真閱讀課本內(nèi)，回答問題如何理解“無隙并置”培養(yǎng)學生的自學能力，體現(xiàn)學生在學習中的主體地位晶胞微粒數(shù)的確定【探究1】計算微粒數(shù)和確定化學式討論：觀察氯化鈉晶體，判斷哪個是氯化鈉晶胞？你還有不同的劃分方法嗎？在氯化鈉晶胞中Na+和Cl-的位置？一個氯化鈉晶胞平均含__個Na+，含__個Cl-平行六面體晶胞中不同位置中的粒子對于晶胞粒子數(shù)目的實際貢獻頂點×1/8棱上×1/4面上×1/2體內(nèi)×1Na+：棱上12×1/4=3體內(nèi)1×1=1，共4個Cl-：頂點8×1/8=1面上6×1/2=3，共4個【板書】3、晶胞的應用（1）計算微粒數(shù)和確定化學式均攤法的根本原則是：晶胞任意位置上的一個粒子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞實際含有該粒子的份額就是1/n。晶體化學式就是各粒子最簡整數(shù)比【練習1】教材P66學與問：圖3-9依次是金屬鈉、金屬鋅、碘、金剛石晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)它們分別平均含幾個原子?！揪毩?】鈣鈦礦晶體的晶胞，該化合物的化學式?【探究2】最近鄰近粒子數(shù)目的確定在氯化鈉晶體中：①與Na+最鄰近的Clˉ有____個與Clˉ最鄰近的Na+有____個②與Na+最鄰近的Na+有____個與Cl-最鄰近的Cl-有____個【板書】（2）最近鄰近粒子數(shù)目的確定【鞏固練習】：每個Ti4+周圍最鄰近且等距離的O2-有___個、Ca2+有___個【擴展訓練】正三棱柱晶胞1.某晶體的晶胞如右圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A.3∶9∶4B.1∶4∶2C.2∶9∶4D.3∶8∶4正六棱柱晶胞2、下圖所示晶胞中實際擁有幾個原子？該如何計算？【擴展練習】見學案【課后反思】觀察