原子晶體說課 公開課教學設計

《原子晶體》說課福清元洪高級中學化學組林琳教材分析《原子晶體》是高中化學選修三《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的專題三中的第三單元《共價鍵原子晶體》的內(nèi)容。在此，已經(jīng)學習了金屬鍵、金屬晶體；離子鍵、離子晶體；及共價鍵的形成和類型；共價鍵的鍵能與化學反應熱后編排的。本節(jié)引入了原子晶體概念；原子晶體結(jié)構(gòu)特征、金剛石、二氧化硅等原子晶體性質(zhì)與結(jié)構(gòu)關系。這是本節(jié)的重難點，也是高考考綱對本課內(nèi)容的要求。通過本課的學習深化對原子晶體的認識，了解原子晶體的特征，能夠運用晶體結(jié)構(gòu)理論和化學鍵理論分析晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關系。二、教學目標學習目標1、了解原子晶體的概念和特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關系。2、以金剛石為例，了解原子晶體的物理性質(zhì)，分析其熔、沸點，硬度的大小與結(jié)構(gòu)關系。3、掌握金剛石、晶體硅、二氧化硅等典型晶體的空間結(jié)構(gòu)。過程與方法從結(jié)構(gòu)理解原子晶體的性質(zhì)，明確原子晶體的物理性質(zhì)及化學變化特點和空間結(jié)構(gòu)。使學生學會觀察、對比、分析、歸納、總結(jié)相結(jié)合的學習方法。情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生對晶體認識的興趣，培養(yǎng)學生的空間想象力，和進一步認識“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的客觀規(guī)律。學會知識的運用，培養(yǎng)學以致用的能力。三、教學重點原子晶體概念、晶體類型與性質(zhì)的關系基于本節(jié)知識是高中化學知識的重要組成部分，以之前學過的金屬晶體、離子晶體構(gòu)型、化學鍵等理論為基礎，因此本節(jié)的重點將放在“原子晶體概念、晶體類型與性質(zhì)的關系”上。本節(jié)難點為“原子晶體的結(jié)構(gòu)模型”。原子的空間結(jié)構(gòu)是微觀抽象不可感知的。對于老師來說，如何引導學生較易認識原子空間結(jié)構(gòu)是個難點；對于學生來說，如何在老師的引導講解下掌握學習原子晶體空間構(gòu)型也是一個難點。四、教學難點原子晶體的結(jié)構(gòu)模型本節(jié)難點為“原子晶體的結(jié)構(gòu)模型”。原子的空間結(jié)構(gòu)是微觀抽象不可感知的。對于老師來說，如何引導學生較易認識原子空間結(jié)構(gòu)是個難點；對于學生來說，如何在老師的引導講解下掌握學習原子晶體空間構(gòu)型也是一個難點。五、教法教材中設計了“整理與歸納”這個欄目，讓學生從成鍵的本質(zhì)、鍵的特點、影響鍵的因素等方面比較金屬鍵、離子鍵和共價鍵差異，在此基礎上對化學鍵形成系統(tǒng)認識。通過對含共價物質(zhì)性質(zhì)的差異質(zhì)疑，引導學生認識原子晶體的構(gòu)成粒子與作用力。本節(jié)知識與物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)性質(zhì)聯(lián)系緊密，為了讓學生易于接受新知識，易于培養(yǎng)學生的空間想象力，我這節(jié)課將采用觀察、分析、對比、歸納總結(jié)相結(jié)合的一條線方法，引導學生仔細觀察金剛石結(jié)構(gòu)模型、剖析模型，和課本第51頁表3-6中的數(shù)據(jù)，組織學生對“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關系”的問題進行討論，認清鍵能是影響原子晶體性質(zhì)的主要因素，了解原子晶體的廣泛應用；再以金剛石與二氧化硅晶體相比較，掌握典型原子晶體的空間構(gòu)型，歸納總結(jié)原子晶體的特征及規(guī)律，進一步認識“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)”的客觀規(guī)律。六、學法學生通過歸納總結(jié)對化學鍵形成系統(tǒng)認識，通過已學過知識發(fā)現(xiàn)問題，認識問題，解決問題，運用已有知識在解決問題過程中領悟共價鍵的鍵長和鍵能等鍵參數(shù)對原子晶體硬度和熔沸點的影響。通過觀察模型，將宏觀可感知的實物與微觀不可感知的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，讓學生的意識里對原子晶體概念、結(jié)構(gòu)有個大概了解，然后在老師的引導下，同學們相互交流討論分析。以學生為主體，自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律，在師生的共同作用下，歸納總結(jié)規(guī)律，學習新知。七、教學過程【復習回顧】整理與歸納化學鍵成鍵本質(zhì)鍵的方向性和飽和性影響鍵強弱的因素金屬鍵金屬陽離子和自由電子間的靜電作用無金屬原子半徑和單位體積內(nèi)自由電子數(shù)離子鍵陰陽離子間的靜電作用無離子半徑和離子電荷數(shù)共價鍵自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對有方向性和飽和性鍵長、成鍵電子數(shù)、極性設問金屬晶體含有金屬鍵，離子晶體含有共價鍵，那么共價鍵存在于什么物質(zhì)中呢?屬于什么晶體？非金屬單質(zhì)：氫氣、氯氣、金剛石、晶體硅等；

非金屬氧化物：二氧化碳、二氧化硅等；

還存在酸、有機物、堿、銨鹽、含氧酸鹽中?！韭?lián)想質(zhì)疑】金剛石、晶體硅與氫氣，氯氣；二氧化碳和二氧化硅在熔點和沸點以及硬度上有很大差異，這是為什么？引出以下兩個問題：①這些物質(zhì)有怎樣的結(jié)構(gòu)使得它們具有如此特性呢?②它們有屬于怎樣的物質(zhì)類型呢?并引出今天所要講的內(nèi)容為原子晶體?！緦W生活動】閱讀課本51頁，請思考什么是原子晶體?原子晶體有哪些物理特性？常見的原子晶體有哪些？引出原子晶體概念讓學生仔細觀察金剛石模型，邊觀察邊思考問題，逐步引導學生分析其結(jié)構(gòu)，總結(jié)金剛石結(jié)構(gòu)特征，并指出常見的原子晶體?！締栴}解決】金剛石具有很高的熔、沸點和很大的硬度。你能結(jié)合金剛石晶體的結(jié)構(gòu)示意圖解釋其中的原因嗎？由于金剛石晶體中所有原子都是通過共價鍵結(jié)合的，而共價鍵的鍵能大，如C－C鍵的鍵能為348kJ·mol-1。所以金剛石晶體熔、沸點很高，硬度很大?！景鍟恳?、原子晶體1、概念：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2、構(gòu)成原子晶體的粒子是原子，原子間以較強的共價鍵相結(jié)合。3、晶體中沒有單個分子存在；化學式只代表原子個數(shù)之比。4、熔化時，斷裂的都是共價鍵。引出原子晶體的特征及熔沸點變化規(guī)律師生通過分析對圖“原子晶體的鍵長熔點和硬度”數(shù)據(jù)表。在老師的引導下，讓學生發(fā)現(xiàn)原子晶體特征及其熔沸點變化規(guī)律老師并給與總結(jié)?！緦W生活動】對比原子晶體的熔沸點和硬度及分子晶體的熔沸點，原子晶體有何物理性質(zhì)。原子晶體金剛石碳化硅氧化鋁石英硅鍺熔點℃355026002030171014151211硬度°1097【板書】二、原子晶體的物理特性在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以原子晶體的（1）熔點和沸點高（2）硬度大（3）一般不導電（4）且難溶于一些常見的溶劑【問題解決】晶體硅（Si）、金剛砂（SiC）都是與金剛石相似的原子晶體，請根據(jù)課本51頁表3-6中數(shù)據(jù)分析其熔點、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關系?！締栴}解決】鍵長:C—C<C–Si<Si—Si鍵能：C—C>C–Si>Si—Si所以熔點、硬度:金剛石>SiC>Si【歸納】結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高,硬度越大。遷移應用在學完新知的基礎上，將其應用到生活實際中，做到善于學以致用。【交流與討論】金剛石切具和鉆頭、硅太陽能電池中的硅板歷經(jīng)風吹雨淋日曬，不改其性，這是什么原因？解釋：它們都是原子晶體，晶體中的所有原子都是通過共價鍵結(jié)合的，性質(zhì)穩(wěn)定?！具^渡】學習原子晶體有必要了解常見的原子晶體及其結(jié)構(gòu)?！景鍟咳?、常見的原子晶體某些非金屬單質(zhì)：金剛石（C）、晶體硅(Si)、晶體硼（B）等某些非金屬化合物：碳化硅（SiC）晶體、氮化硅（Si3N4)、氮化硼（BN）晶體等某些氧化物：二氧化硅（SiO2）晶體、Al2O3等結(jié)合投影金剛石、SiO2的空間結(jié)構(gòu)示意圖”，讓學生自成小組討論思考學案中問題，在老師的引導講解下，對比學習金剛石與SiO2的空間結(jié)構(gòu)，并師生一起完成“金剛石與SiO2異同點”比較，以此類推出原子晶體的結(jié)構(gòu)特點。【模型展示】金剛石【交流與討論】1.在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？2.金剛石結(jié)構(gòu)中每個碳原子實際形成的化學鍵有幾個?3.在金剛石晶體中碳原子個數(shù)與C－C共價鍵個數(shù)之比是多少？4.在金剛石晶體中最小碳環(huán)由幾個碳原子來組成?【引導】若將金剛石中碳原子全部換成硅原子，那就是晶體硅；若是只有一半碳原子換成硅原子，那就是碳化硅?！具^渡】若果在晶體硅中任意兩個硅原子間加上一個氧原子，那就是另外一種典型的原子晶體---二氧化硅?！灸Ｐ驼故尽慷趸琛窘涣髋c討論】1.在SiO2晶體中，每個硅原子與個氧原子結(jié)合；每個氧原子與個硅原子結(jié)合；在SiO2晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是。2.在SiO2晶體中，每個硅原子形成個共價鍵；每個氧原子形成個共價鍵；硅原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是；氧原子個數(shù)與Si－O共價鍵個數(shù)之比是3.1molSiO2晶體中含有Si-O鍵的數(shù)目為_______。SiO2空間結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)含有_______個原子。最后，加強學生對重難點的理解與記憶。如果時間有剩余，還可以了解石墨晶體。八、教學媒體利用課件、模型來展開今天的講課。九、板書一、原子晶體1、定義：相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。二、物理特性熔點高，硬度大，一般不導電，不溶于常見溶劑。結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，成鍵的原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高,硬度越大。三、常見的原子晶體金剛石、二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)十、布置作業(yè)課后作業(yè)：課本P52，.課后練習復習回顧本節(jié)課內(nèi)容，用橡皮泥和牙簽做個二氧化硅晶體模型。十一、教學評價本節(jié)知識是高中化學的重要組成部分，抽象的理論知識對學生來說有一定的難度。運用展示圖片、模型這種可觀可感的實物來聯(lián)系微觀存在的結(jié)構(gòu)，通過觀察、對比、分析、歸納總結(jié)相結(jié)合的方法，可以更一步便于學生學習，培