3.2第三章第二节《分子晶体与原子晶体》教案(人教版选修3)

冰中的CO2分子之间只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。 [板书]② 干冰：CO2的晶体。分子间存在范德华力，熔点低，易升华，制冷剂。 [投影]干冰极其晶胞： ［投影］ a 面心立方 ［讲］每个CO2分子紧邻12个CO2分子（同层4个、上层4个、下层4个），三个互相垂直的平面上各4个。则此晶胞中的CO2分子数为4。大多数分子晶体具有这种结构特征。 ［讲］与密堆积相对的，是非密堆积。有分子间氢键——氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙.这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）。 [板书]（2）冰的晶体：氢键型晶体、每个水分子周围只有4个紧邻的水分子、正四面体形。特点：4℃密度最大。 [投影]冰和液态水结构对比： ［讲］水形成的晶体特征是所有水分子以氢键的结合一起形成链状或层状等结构。这属于氢键形晶体。当水形成冰晶体时，体积膨胀，密度减小。 ［思考与交流］已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？ ［汇报］由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上 ［思考与交流］为什么冰融化为水时,密度增大？ ［汇报］在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键跟共价键一样具有方向性,即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不变,留有相当大的空隙.当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大。 ［思考与交流］为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？ ［汇报］由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。由于水分子间氢键的方向性，导致冰晶体不具有分子密堆积特征，晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下冰体积较大。由于CO2 分子的相对分子质量>H2O ，所以干冰的密度大。 [阅读]科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源 许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”……… [随堂练习] 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类 1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳五个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成下两题： 1、．下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是 A、两种都是极性分子 B、两种都是非极性分子 C、CH4是极性分子，H2O是非极性分子 D、H2O是极性分子，CH4是非极性分子 2、若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为 A、CH4·14H2O B、 CH4·8H2O C、 CH4·(23/3)H2O D、 CH4·6H2O 解析：ＣＨ4分子为正四面体构型，是含有极性键的非极性分子，Ｈ２Ｏ分子为折线型，是极性分子。第1题D正确。第2题中ＣＨ4和Ｈ２Ｏ的个数比为6∶（46＋2）＝1∶8，Ｂ正确。 教学回顾：

教 案

课题：第二节 分子晶体与原子晶体(2) 授课班级 课 时 教 学 知识 与 技能 1、掌握原子晶体的概念 2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 目 的 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 原子晶体的概念 难 点 氢键对物理性质的影响 二、原子晶体 知 识 结 构 与 1、原子晶体： (1) 定义：原子都以共价键相结合，是三维的共价键网状结构。 (2) 构成微粒：原子 (3) 微粒间相互作用：共价键 2、金刚石结构：正四面体网状空间结构，C--C--C夹角为109°28′，sp杂化。 3、SiO2原子晶体：制水泥、玻璃、宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维等。 3板 4、常见的原子晶体： 书 (1)某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)和锗(Ge)等； 设 (2)某些非金属化合物，如碳化硅(SiC，俗称金刚砂)、氮化硼(BN)等； 计 (3)某些氧化物，如氧化铝(A12O3)等。 5、原子晶体的特点：硬度最大、熔沸点高，难溶于水。 教学过程 教学方法、手段、师教学步骤、内容 生活动 [复习]分子晶体的有关内容。 [过渡]下面我们学习微观空间里没有分子的晶体—原子晶体。 [板书] 二、原子晶体 [讲]有的晶体的微观空间里没有分子，原子晶体就是其中之一。在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，又称共价晶体。 [板书]1、原子晶体：