2023高中化學(xué)離子晶體教案
離子晶體一般硬而脆，具有較高的熔沸點(diǎn)，熔融或溶解時可以導(dǎo)電。接下來是小編為大家整理的2020高中化學(xué)離子晶體教案，希望大家喜歡!
2020高中化學(xué)離子晶體教案一
《離子晶體》教學(xué)設(shè)計
教材分析：關(guān)于離子晶體，教材以離子鍵的知識為基礎(chǔ)，以學(xué)生比較熟悉的NaCl晶體為例子，介紹了離子晶體的結(jié)構(gòu)模型，并對一些性質(zhì)作了解釋。教材還通過舉例歸納一些離子晶體的溶解性，使教材與初中內(nèi)容銜接，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)初中學(xué)過的知識。該部分內(nèi)容理論性較強(qiáng)，比較抽象，教材除了選擇學(xué)生易接受的知識和使用通俗的語言外，還選配了較多的插圖，以幫助學(xué)生理解知識，并提高興趣。
學(xué)生分析：學(xué)生在高一曾學(xué)習(xí)了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律、離子鍵、共價鍵等知識，在此基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)離子晶體，不但可使學(xué)生對有關(guān)知識有更全面的了解，也可使學(xué)生進(jìn)一步深化對所學(xué)知識的認(rèn)識。但由于該內(nèi)容抽象，離子晶體的化學(xué)式所表示的含義，學(xué)生不易理解，均攤法求晶體的化學(xué)式也是對學(xué)生來說也是一大難點(diǎn)。
設(shè)計思路：
1、為了加強(qiáng)直觀教學(xué)，盡可能把復(fù)雜問題簡單化，抽象問題具體化，降低學(xué)生理解知識的難度，激發(fā)學(xué)生的興趣，我利用3D動畫把離子晶體的空間結(jié)構(gòu)充分展示給學(xué)生，關(guān)于均攤法求化學(xué)式也就由難變易，有效地突破了難點(diǎn);
2、這節(jié)課我大膽改革，是一節(jié)學(xué)生自主學(xué)習(xí)課，全部的課程內(nèi)容都在課件中體現(xiàn)，無須教師講解，學(xué)生只要操作電腦就可以把本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)，并配有課堂練習(xí)、趣味化學(xué)等，使學(xué)生的學(xué)習(xí)不局限在書本上，教師只起到引導(dǎo)、適時點(diǎn)拔的作用。(該課件在哈市課件大賽上獲一等獎)
教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 了解離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型及其性質(zhì)的一般特點(diǎn);
理解離子晶體的晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系;
學(xué)會確定離子晶體化學(xué)式的方法。 過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生提出問題，通過觀察模型分析問題、解決問題的能力 情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勤于思索、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的樂趣。 教學(xué)重點(diǎn) 離子晶體的結(jié)構(gòu)模型 教學(xué)難點(diǎn) 均攤法求離子晶體的化學(xué)式 教學(xué)策略 誘導(dǎo)、分析、推理、歸納相結(jié)合，充分利用多媒體輔助教學(xué)。 教學(xué)準(zhǔn)備 3D多媒體課件，安裝在每個同學(xué)的電腦上，以便于學(xué)生自主操作。 教 學(xué) 過 程 預(yù) 設(shè) 教 師 活 動 預(yù) 設(shè) 學(xué)生活動預(yù)設(shè) 設(shè)計意圖
教
過
程
引入：電腦展示幾副晶體的圖片，請同學(xué)說出這幾種晶體的名稱，并追問：你還能舉出哪些固體是晶體?
小結(jié)：
1、晶體的定義
晶體的分類及依據(jù)：根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子種類及粒子間的相互作用不同分為離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體等。
提問并小結(jié)：
粒子種類：分子、原子、離子等
粒子間的相互作用：離子鍵、共價鍵、金屬鍵、范德瓦耳斯力
過度：不同的離子，半徑不同，空間排列方式也不相同，性質(zhì)也會有差異
離子晶體
定義：離子間通過離子鍵結(jié)合面成的晶體
離子晶體的結(jié)構(gòu)分析：(以NaCl、CsCl為例)
= 1 GB3 ① NaCl晶體：
課件展示：指導(dǎo)學(xué)生點(diǎn)擊“NaCl晶體結(jié)構(gòu)模型”
學(xué)生觀察：在NaCl晶體中，每個Na+周圍吸引著幾個帶相反電荷的Cl-?每個Cl-周圍吸引著幾個帶相反電荷的Na+?
分析：每個Na+周圍吸引著6個Cl-，每個Cl-周圍同時吸引著6個Na+
追問：Na+周圍緊鄰且等距離的Na+是幾個?
Cl-周圍緊鄰且等距離的Cl-是幾個?
學(xué)生點(diǎn)擊課件，觀察分析
結(jié)論：在Na+周圍緊鄰且等距離的Na+是12個，在Cl-周圍緊鄰且等距離的Cl-也是12個
過渡：CsCl晶體與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相同嗎?
= 2 GB3 ② CsCl晶體
課件展示：CsCl晶體結(jié)構(gòu)模型
引導(dǎo)學(xué)生觀察分析相同的兩個問題，并得出
結(jié)論：
每個Cs+周圍吸引著8個Cl-，每個Cl-周圍吸引著8個Cs+;
Cl-周圍緊鄰且等距離的Cl-是6個
在Cs+周圍緊鄰且等距離的Cs+是6個
師總結(jié)講解：
離子晶體的構(gòu)成微粒：陰陽離子
NaCl與CsCl是化學(xué)式而非分子式
過渡：其它離子晶體的化學(xué) 式是如何確定的呢?
用均攤法確定晶體的化學(xué)式
= 1 roman i 處于頂點(diǎn)的粒子
= 2 roman ii 處于的棱上的粒子
= 3 roman iii 處于面上的粒子
2020高中化學(xué)離子晶體教案二
高考資源網(wǎng)【復(fù)習(xí)鞏固】
1.什么是離子鍵?作用力的實(shí)質(zhì)是什么?
2.什么是晶格能?影響因素有哪些?
3.晶格能的大小與離子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度的關(guān)系怎樣?
[練習(xí)]
1.指出下列物質(zhì)中的化學(xué)鍵類型。
KBr CCl4 N2 CaO NaOH
2.下列物質(zhì)中哪些是離子化合物?哪些是只含離子鍵的離子化合物?哪些是既含離子鍵又含共價鍵的離子化合物?
KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2
【過渡】大多數(shù)離子化合物在常溫下以晶體的形式存在。
【板書】
離子晶體
1. 定義：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體
【思考】離子晶體能否導(dǎo)電，主要的物理共性有哪些?
2. 特點(diǎn)：(1)、晶體不導(dǎo)電，在熔融狀態(tài)或水溶液中導(dǎo)電，不存在單個分子
(2)、硬度較高，密度較大， 難壓縮，難揮發(fā)，熔沸點(diǎn)較高
【思考】判斷下列每組物質(zhì)的熔沸點(diǎn)的高低，影響離子晶體的熔沸點(diǎn)高低的因素有哪些?
(1)NaF NaCl NaBr NaI
(2)MgO Na2O
3. 離子晶體熔沸點(diǎn)高低的影響因素：離子所帶的電荷(Q)和離子半徑(r)
Q越大、r越小，則晶格能(U)越大，離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，硬度越大.
【思考】：哪些物質(zhì)屬于離子晶體?
4. 物質(zhì)的類別：強(qiáng)堿、部分金屬氧化物、絕大部分鹽類屬于離子晶體。
【過渡】離子晶體也有一定的空間結(jié)構(gòu)
【板書】
二、離子晶體的空間結(jié)構(gòu)
【講解】
離子晶體有多種晶體結(jié)構(gòu)類型，其中氯化鈉型和氯化銫型是兩種最常見的離子晶體結(jié)構(gòu)類型。首先看NaCl的晶胞：
組成具有代表性， 對稱性(軸， 面， 中心)也與晶體相同， 所以乙為NaCl的晶胞
【思考】：
1.每個Na+同時吸引 個 Cl-，每個Cl-同時吸引 個Na+，而Na+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為 化學(xué)式為
2.根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Na+，有 個Cl-
3.在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有 個
4.在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Cl-所圍成的空間結(jié)構(gòu)為 體
5.已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為58.5g.mol-1，阿伏加德羅常數(shù)取6.02×1023mol-1，則食鹽晶體中兩個距離最近的Na+的核間距離最接近下面四個數(shù)據(jù)中的哪一個.( )
A.3.0×10-8cm B.3.5×10-8cm C.4.0×10-8cm D.5.0×10-8cm
組成和對稱性均有代表性. 看空心圓點(diǎn)， 除了立方體的頂點(diǎn)的8個， 無其它， 稱為簡單立方晶胞. 配位數(shù)為8
【思考】：
1.每個Cs+同時吸引 個 Cl-，每個Cl-同時吸引 個Cs+，而Cs+數(shù)目與Cl-數(shù)目之為 化學(xué)式為
2.根據(jù)氯化的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Cs+，有 個Cl-
3.在每個Cs+周圍與它最近的且距離相等的Cs+有 個
2020高中化學(xué)離子晶體教案三
【知識與技能】
1.掌握離子晶體的概念，能識別氯化鈉、氯化銫、氟化鈣的晶胞結(jié)構(gòu)。
2.學(xué)會離子晶體的性質(zhì)與晶胞結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
3.通過探究知道離子晶體的配位數(shù)與離子半徑比的關(guān)系。
4、了解晶格能的應(yīng)用，知道晶格能的大小可以衡量離子晶體中離子鍵的強(qiáng)弱。
【教學(xué)重點(diǎn)】離子晶體的物理性質(zhì)的特點(diǎn);離子晶體的配位數(shù)及其影響因素;晶格能的定義和應(yīng)有用。
【教學(xué)難點(diǎn)】離子晶體配位數(shù)的影響因素;晶格能的定義和應(yīng)有用。
【教案設(shè)計】
【回憶復(fù)習(xí)】分子晶體、原子晶體分別有哪些物理特性?
【投影】晶體比較
晶體類型 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 構(gòu)成粒子 ? ? ? 粒子間相互作用 ? ? ? 硬度 ? ? ? 熔沸點(diǎn) ? ? ? 導(dǎo)電性 ? ? ? 溶解性 ? ? ? 典型實(shí)例 ? ? ? ?
【問題引入】
1.鈉原子與氯原子是如何結(jié)合成氯化鈉的?你能用電子式表示氯化鈉的形成過程嗎?
2.常見的離子化合物包括哪些?常溫下以什么形態(tài)存在?晶體是如何形成的?構(gòu)成微粒是什么?這些微粒是怎樣堆集的?
【展圖觀察】NaCl、CsCl晶體模型。
【板書】一、離子晶體
1、? 定義：離子間通過離子鍵結(jié)合而成的晶體
(1)結(jié)構(gòu)微粒：陰、陽離子
(2)相互作用：離子鍵
【講解】通常情況下，陰、陽離子可以看成是球形對稱的，其電荷分布也是球形對稱的，只要空間條件允許，一個離子可以同時吸引多個帶相反電荷的離子。因此離子鍵沒有方向性和飽和性。
【板書】離子鍵無方向性和無飽和性
【展示圖片】(3)種類繁多：含離子鍵的化合物晶體：強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物、絕大多數(shù)鹽
(4)理論上，結(jié)構(gòu)粒子可向空間無限擴(kuò)展
【思考】NaCl、CsCl晶體中有無單個個分子，“NaCl”、“CsCl”是否代表分子組成呢?
【講述】在NaCl晶體或CsCl晶體中，都不存在單個的NaCl分子或單個的CsCl分子，但是，在這兩種晶體里陰、陽離子的個數(shù)比都是1∶1。所以，NaCl和CsCl是表示離子晶體中離子個數(shù)比的化學(xué)式，而不是表示分子組成的分子式。
【思考】在 NaCl晶體中，每個Na+周圍有幾個Cl-?每個Cl-周圍有幾個Na+?在CsCl晶體中，每個Cs+周圍有幾個Cl-?每個Cl-周圍有幾個Cs+?
【板書】二、離子晶體中離子鍵的配位數(shù)
(1) 定義：是指一個離子周圍鄰近的異電性離子的數(shù)目
【探究】NaCl和CsCl晶體中陰、陽離子的配位數(shù)
離子晶體 陰離子的配位數(shù) 陽離子的配位數(shù) NaCl ? ? CsCl ? ? ?
【思考】為什么同是AB型離子晶體， CsCl與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)和配位數(shù)不一樣?請從兩者的組成中試尋找形成差異的原因。
【板書】(2)影響陰、陽離子的配位數(shù)的因素|：
?、僬⒇?fù)離子半徑比的大小
【投影】
離子 Na+ Cs+ Cl- 離子半徑/pm 95 169 181 ?
【學(xué)生活動】 NaCl、CsCl中正、負(fù)離子的半徑比和配位數(shù)
NaCl CsCl r+/r- = r+/r- = C.N.=6 C.N.=8 ?
【自主探究】CaF2晶體中陰、陽離子的配位數(shù)
前面兩例中每種晶體的陰、陽離子所帶的電荷數(shù)相同，陰、陽離子個數(shù)相同，配位數(shù)不相同。如果離子晶體中陰、陽離子的電荷數(shù)不相同，陰、陽離子個數(shù)不相同，各離子的配位數(shù)是否也不相同?下面請看CaF2晶體結(jié)構(gòu)回答問題：
?
請根據(jù)圖中晶胞結(jié)構(gòu)計算：每個Ca2 +周圍最鄰近的F-有____個，表明Ca2 +的配位數(shù)為____。每個F-周圍最鄰近的Ca2 +有____個，表明F-的配位數(shù)是_____。由此可見，在CaF2晶體中，Ca 2 +和F-個數(shù)比為______，剛好與Ca2 +和F-的電荷數(shù)之比______。整個晶體的結(jié)構(gòu)與前面兩例的結(jié)構(gòu)完全不相同。因此可以得出晶體中陰、陽離子電荷比也是決定離子晶體結(jié)構(gòu)的重要因素，稱為電荷因素。
(2)電荷因素：晶體中陰、陽離子電荷比
此外，決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素還有離子鍵的純粹程度，稱為鍵性因素。對此高中不作詳細(xì)學(xué)習(xí)。
(3)鍵性因素：離子鍵的純粹程度
【思考】：
1、根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Na+，有 個Cl-
2、在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有 個
3、在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Cl-所圍成的空間結(jié)構(gòu)為 體
【板書】立方晶系的晶胞中， 原子個數(shù)比的計算：
(1)處于體心的原子： 完全屬于該晶胞
(2)處于面心的原子，屬于兩個晶胞共有，每個晶胞平均占有它的1/2
(3)處于棱上的原子，屬于四個晶胞共有，每個晶胞平均占有它的1/4
(4)處于頂點(diǎn)的原子，屬于八個晶胞共有，每個晶胞平均占有它的1/8
晶胞中微粒個數(shù)= 晶胞中可視的微粒個數(shù)×晶胞占有值
【練習(xí)】CsCl的結(jié)構(gòu)晶胞：
1、根據(jù)氯化銫的結(jié)構(gòu)模型確定晶胞，并分析其構(gòu)成。每個晶胞中有 Cs+，有 個Cl-
2、在每個Cs+周圍與它最近的且距離相等的Cs+有 個
[小結(jié)]
類型 離子晶體 結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的粒子 ? 相互作用 ? ?
[反饋練習(xí)]
1.某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：
則該離子晶體的化學(xué)式為 ( )。
A.abc B、abc3
C.ab2c3 D.ab3c
?2.高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。晶體中氧的化合價可看作部分為0價，部分為-2價。下圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)。則下列說法正確的
A.晶體中與每個K+距離最近的K+有12個
B.晶體中每個K+周圍有8個O2-，每個O2-周圍有8個K+
C.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有14個K+和13? 個O2-
D.晶體中，0價氧原子與-2價氧原子的數(shù)目比可看作為3：1
5.某離子晶體部分結(jié)構(gòu)如圖
?
(1)晶體中每個Y同時吸引著最近的________個X，
每個X同時吸引著最近的________個Y，該晶體的化學(xué)式為________
(2)晶體中每個X周圍與它最近且距離相等的X共有________個.
(3)晶體中距離最近的2個X與一個Y形成的夾角∠XYX的角度________
(4)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g mol-1，晶體密度為 ，阿佛加德羅常數(shù)為NA，則晶體中兩個距離最近的X中心間距離為_____cm
5.答案： (1)從圖中可知，Y位于立方體中心，X位于立方體相向的四個項點(diǎn)，故一個Y同時吸引著最近的X有4個，每個X同時吸引著最近的8個Y，由此確定其化學(xué)式.：XY2
(2)由于頂點(diǎn)X是8個立方體共有，每個面是兩個立方體共享，故晶體中每個X周圍與它最近且距離相等的X應(yīng)有8×3× =12(個)
(3)可將圖中4個X分別與Y連線，
形成的構(gòu)型類同于CH4分子，∠XYX=
(4)每個小方體中會XY2的物質(zhì)的量為
【作業(yè)】1.當(dāng)人們談?wù)?991年初春海灣戰(zhàn)爭中的先進(jìn)武器時，都免不了要提到隱身戰(zhàn)斗機(jī)F-117A，目前研制和應(yīng)用陷隱形材料是鐵氧體等磁性物質(zhì)，右圖是某隱形材料晶胞，其化學(xué)式表示為( )
A、XY B、X4Y C、XY2 D、X2Y
3.如圖是氯化銫晶體的晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元)，已知晶體中2個最近的Cs+離子核間距為a cm，氯化銫的式量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則氯化銫晶體的密度為
A. g/cm3 B. g/cm3
C.g/cm3 D. g/cm3
4.已知氯化鈉的摩爾質(zhì)量為58.5 g.mol-1，阿伏加德羅常數(shù)取6.02×1023 mol-1，則食鹽晶體中兩個距離最近的Na+的核間距離最接近下面四個數(shù)據(jù)中的哪一個.( )
A、3.0×10-8 cm B、3.5×10-8 cm C、4.0×10-8 cm D、5.0×10-8 cm
?第二課時
【練習(xí)】1.下列說法中正確的是( )。
A、離子晶體中一定含有金屬離子
B、晶體中若有離子鍵則晶體一定是離子晶體
C、離子晶體中一定無非極性共價鍵
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