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，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。
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;
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;
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、積極實踐的科學(xué)態(tài)度，體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣。 教學(xué)重點 離子晶體的結(jié)構(gòu)模型 教學(xué)難點 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、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：(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)，熔沸點較高
【思考】判斷下列每組物質(zhì)的熔沸點的高低，影響離子晶體的熔沸點高低的因素有哪些?
(1)NaF NaCl NaBr NaI
(2)MgO Na2O
3. 離子晶體熔沸點高低的影響因素：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， 除了立方體的頂點的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】離子晶體的物理性質(zhì)的特點;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】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 ? ? ? 導(dǎo)電性 ? ? ? 溶解性 ? ? ? 典型實例 ? ? ? ?
【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?、負(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，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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