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2023高中化学离子晶体教案

燕纯分享

  离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。接下来是小编为大家整理的2020高中化学离子晶体教案,希望大家喜欢!

  2020高中化学离子晶体教案一

  《离子晶体》教学设计

  教材分析:关于离子晶体,教材以离子键的知识为基础,以学生比较熟悉的NaCl晶体为例子,介绍了离子晶体的结构模型,并对一些性质作了解释。教材还通过举例归纳一些离子晶体的溶解性,使教材与初中内容衔接,帮助学生复习初中学过的知识。该部分内容理论性较强,比较抽象,教材除了选择学生易接受的知识和使用通俗的语言外,还选配了较多的插图,以帮助学生理解知识,并提高兴趣。

  学生分析:学生在高一曾学习了物质结构和元素周期律、离子键、共价键等知识,在此基础上,再学习离子晶体,不但可使学生对有关知识有更全面的了解,也可使学生进一步深化对所学知识的认识。但由于该内容抽象,离子晶体的化学式所表示的含义,学生不易理解,均摊法求晶体的化学式也是对学生来说也是一大难点。

  设计思路:

  1、为了加强直观教学,尽可能把复杂问题简单化,抽象问题具体化,降低学生理解知识的难度,激发学生的兴趣,我利用3D动画把离子晶体的空间结构充分展示给学生,关于均摊法求化学式也就由难变易,有效地突破了难点;

  2、这节课我大胆改革,是一节学生自主学习课,全部的课程内容都在课件中体现,无须教师讲解,学生只要操作电脑就可以把本节内容学习,并配有课堂练习、趣味化学等,使学生的学习不局限在书本上,教师只起到引导、适时点拔的作用。(该课件在哈市课件大赛上获一等奖)

  教学目标 知识与技能 了解离子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点;

  理解离子晶体的晶体类型与性质的关系;

  学会确定离子晶体化学式的方法。 过程与方法 培养学生提出问题,通过观察模型分析问题、解决问题的能力 情感态度与价值观 培养学生敢于质疑、勤于思索、勇于创新、积极实践的科学态度,体验发现的乐趣。 教学重点 离子晶体的结构模型 教学难点 均摊法求离子晶体的化学式 教学策略 诱导、分析、推理、归纳相结合,充分利用多媒体辅助教学。 教学准备 3D多媒体课件,安装在每个同学的电脑上,以便于学生自主操作。 教 学 过 程 预 设 教 师 活 动 预 设 学生活动预设 设计意图

  教

  过

  程

  引入:电脑展示几副晶体的图片,请同学说出这几种晶体的名称,并追问:你还能举出哪些固体是晶体?

  小结:

  1、晶体的定义

  晶体的分类及依据:根据构成晶体的粒子种类及粒子间的相互作用不同分为离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等。

  提问并小结:

  粒子种类:分子、原子、离子等

  粒子间的相互作用:离子键、共价键、金属键、范德瓦耳斯力

  过度:不同的离子,半径不同,空间排列方式也不相同,性质也会有差异

  离子晶体

  定义:离子间通过离子键结合面成的晶体

  离子晶体的结构分析:(以NaCl、CsCl为例)

  = 1 GB3 ① NaCl晶体:

  课件展示:指导学生点击“NaCl晶体结构模型”

  学生观察:在NaCl晶体中,每个Na+周围吸引着几个带相反电荷的Cl-?每个Cl-周围吸引着几个带相反电荷的Na+?

  分析:每个Na+周围吸引着6个Cl-,每个Cl-周围同时吸引着6个Na+

  追问:Na+周围紧邻且等距离的Na+是几个?

  Cl-周围紧邻且等距离的Cl-是几个?

  学生点击课件,观察分析

  结论:在Na+周围紧邻且等距离的Na+是12个,在Cl-周围紧邻且等距离的Cl-也是12个

  过渡:CsCl晶体与NaCl晶体结构相同吗?

  = 2 GB3 ② CsCl晶体

  课件展示:CsCl晶体结构模型

  引导学生观察分析相同的两个问题,并得出

  结论:

  每个Cs+周围吸引着8个Cl-,每个Cl-周围吸引着8个Cs+;

  Cl-周围紧邻且等距离的Cl-是6个

  在Cs+周围紧邻且等距离的Cs+是6个

  师总结讲解:

  离子晶体的构成微粒:阴阳离子

  NaCl与CsCl是化学式而非分子式

  过渡:其它离子晶体的化学 式是如何确定的呢?

  用均摊法确定晶体的化学式

  = 1 roman i 处于顶点的粒子

  = 2 roman ii 处于的棱上的粒子

  = 3 roman iii 处于面上的粒子

  2020高中化学离子晶体教案二

  高考资源网【复习巩固】

  1.什么是离子键?作用力的实质是什么?

  2.什么是晶格能?影响因素有哪些?

  3.晶格能的大小与离子晶体的熔沸点、硬度的关系怎样?

  [练习]

  1.指出下列物质中的化学键类型。

  KBr CCl4 N2 CaO NaOH

  2.下列物质中哪些是离子化合物?哪些是只含离子键的离子化合物?哪些是既含离子键又含共价键的离子化合物?

  KCl HCl Na2SO4 HNO3 NH4Cl O2 Na2O2

  【过渡】大多数离子化合物在常温下以晶体的形式存在。

  【板书】

  离子晶体

  1. 定义:离子间通过离子键结合而成的晶体

  【思考】离子晶体能否导电,主要的物理共性有哪些?

  2. 特点:(1)、晶体不导电,在熔融状态或水溶液中导电,不存在单个分子

  (2)、硬度较高,密度较大, 难压缩,难挥发,熔沸点较高

  【思考】判断下列每组物质的熔沸点的高低,影响离子晶体的熔沸点高低的因素有哪些?

  (1)NaF NaCl NaBr NaI

  (2)MgO Na2O

  3. 离子晶体熔沸点高低的影响因素:离子所带的电荷(Q)和离子半径(r)

  Q越大、r越小,则晶格能(U)越大,离子键越强,熔沸点越高,硬度越大.

  【思考】:哪些物质属于离子晶体?

  4. 物质的类别:强碱、部分金属氧化物、绝大部分盐类属于离子晶体。

  【过渡】离子晶体也有一定的空间结构

  【板书】

  二、离子晶体的空间结构

  【讲解】

  离子晶体有多种晶体结构类型,其中氯化钠型和氯化铯型是两种最常见的离子晶体结构类型。首先看NaCl的晶胞:

  组成具有代表性, 对称性(轴, 面, 中心)也与晶体相同, 所以乙为NaCl的晶胞

  【思考】:

  1.每个Na+同时吸引 个 Cl-,每个Cl-同时吸引 个Na+,而Na+数目与Cl-数目之为 化学式为

  2.根据氯化钠的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Na+,有 个Cl-

  3.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有  个

  4.在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

  5.已知氯化钠的摩尔质量为58.5g.mol-1,阿伏加德罗常数取6.02×1023mol-1,则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )

  A.3.0×10-8cm B.3.5×10-8cm C.4.0×10-8cm D.5.0×10-8cm

  组成和对称性均有代表性. 看空心圆点, 除了立方体的顶点的8个, 无其它, 称为简单立方晶胞. 配位数为8

  【思考】:

  1.每个Cs+同时吸引 个 Cl-,每个Cl-同时吸引 个Cs+,而Cs+数目与Cl-数目之为 化学式为

  2.根据氯化的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+,有 个Cl-

  3.在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有   个

  2020高中化学离子晶体教案三

  【知识与技能】

  1.掌握离子晶体的概念,能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。

  2.学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。

  3.通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。

  4、了解晶格能的应用,知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。

  【教学重点】离子晶体的物理性质的特点;离子晶体的配位数及其影响因素;晶格能的定义和应有用。

  【教学难点】离子晶体配位数的影响因素;晶格能的定义和应有用。

  【教案设计】

  【回忆复习】分子晶体、原子晶体分别有哪些物理特性?

  【投影】晶体比较

  晶体类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 构成粒子 ? ? ? 粒子间相互作用 ? ? ? 硬度 ? ? ? 熔沸点 ? ? ? 导电性 ? ? ? 溶解性 ? ? ? 典型实例 ? ? ? ?

  【问题引入】

  1.钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的?你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗?

  2.常见的离子化合物包括哪些?常温下以什么形态存在?晶体是如何形成的?构成微粒是什么?这些微粒是怎样堆集的?

  【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。

  【板书】一、离子晶体

  1、? 定义:离子间通过离子键结合而成的晶体

  (1)结构微粒:阴、阳离子

  (2)相互作用:离子键

  【讲解】通常情况下,阴、阳离子可以看成是球形对称的,其电荷分布也是球形对称的,只要空间条件允许,一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。因此离子键没有方向性和饱和性。

  【板书】离子键无方向性和无饱和性

  【展示图片】(3)种类繁多:含离子键的化合物晶体:强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐

  (4)理论上,结构粒子可向空间无限扩展

  【思考】NaCl、CsCl晶体中有无单个个分子,“NaCl”、“CsCl”是否代表分子组成呢?

  【讲述】在NaCl晶体或CsCl晶体中,都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子,但是,在这两种晶体里阴、阳离子的个数比都是1∶1。所以,NaCl和CsCl是表示离子晶体中离子个数比的化学式,而不是表示分子组成的分子式。

  【思考】在 NaCl晶体中,每个Na+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Na+?在CsCl晶体中,每个Cs+周围有几个Cl-?每个Cl-周围有几个Cs+?

  【板书】二、离子晶体中离子键的配位数

  (1) 定义:是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目

  【探究】NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数

  离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl ? ? CsCl ? ? ?

  【思考】为什么同是AB型离子晶体, CsCl与NaCl的晶体结构和配位数不一样?请从两者的组成中试寻找形成差异的原因。

  【板书】(2)影响阴、阳离子的配位数的因素|:

  ①正、负离子半径比的大小

  【投影】

  离子 Na+ Cs+ Cl- 离子半径/pm 95 169 181 ?

  【学生活动】 NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数

  NaCl CsCl r+/r- = r+/r- = C.N.=6 C.N.=8 ?

  【自主探究】CaF2晶体中阴、阳离子的配位数

  前面两例中每种晶体的阴、阳离子所带的电荷数相同,阴、阳离子个数相同,配位数不相同。如果离子晶体中阴、阳离子的电荷数不相同,阴、阳离子个数不相同,各离子的配位数是否也不相同?下面请看CaF2晶体结构回答问题:

  ?

  请根据图中晶胞结构计算:每个Ca2 +周围最邻近的F-有____个,表明Ca2 +的配位数为____。每个F-周围最邻近的Ca2 +有____个,表明F-的配位数是_____。由此可见,在CaF2晶体中,Ca 2 +和F-个数比为______,刚好与Ca2 +和F-的电荷数之比______。整个晶体的结构与前面两例的结构完全不相同。因此可以得出晶体中阴、阳离子电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素,称为电荷因素。

  (2)电荷因素:晶体中阴、阳离子电荷比

  此外,决定离子晶体结构的因素还有离子键的纯粹程度,称为键性因素。对此高中不作详细学习。

  (3)键性因素:离子键的纯粹程度

  【思考】:

  1、根据氯化钠的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Na+,有 个Cl-

  2、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+有 个

  3、在每个Na+周围与它最近的且距离相等的Cl-所围成的空间结构为 体

  【板书】立方晶系的晶胞中, 原子个数比的计算:

  (1)处于体心的原子: 完全属于该晶胞

  (2)处于面心的原子,属于两个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/2

  (3)处于棱上的原子,属于四个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/4

  (4)处于顶点的原子,属于八个晶胞共有,每个晶胞平均占有它的1/8

  晶胞中微粒个数= 晶胞中可视的微粒个数×晶胞占有值

  【练习】CsCl的结构晶胞:

  1、根据氯化铯的结构模型确定晶胞,并分析其构成。每个晶胞中有 Cs+,有 个Cl-

  2、在每个Cs+周围与它最近的且距离相等的Cs+有   个

  [小结]

  类型 离子晶体 结构 构成晶体的粒子 ? 相互作用 ? ?

  [反馈练习]

  1.某离子晶体的晶胞结构如下图所示:

  则该离子晶体的化学式为 ( )。

  A.abc B、abc3

  C.ab2c3 D.ab3c

  ?2.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价,部分为-2价。下图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的

  A.晶体中与每个K+距离最近的K+有12个

  B.晶体中每个K+周围有8个O2-,每个O2-周围有8个K+

  C.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有14个K+和13? 个O2-

  D.晶体中,0价氧原子与-2价氧原子的数目比可看作为3:1

  5.某离子晶体部分结构如图

  ?

  (1)晶体中每个Y同时吸引着最近的________个X,

  每个X同时吸引着最近的________个Y,该晶体的化学式为________

  (2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个.

  (3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度________

  (4)设该晶体的摩尔质量为M g mol-1,晶体密度为 ,阿佛加德罗常数为NA,则晶体中两个距离最近的X中心间距离为_____cm

  5.答案: (1)从图中可知,Y位于立方体中心,X位于立方体相向的四个项点,故一个Y同时吸引着最近的X有4个,每个X同时吸引着最近的8个Y,由此确定其化学式.:XY2

  (2)由于顶点X是8个立方体共有,每个面是两个立方体共享,故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3× =12(个)

  (3)可将图中4个X分别与Y连线,

  形成的构型类同于CH4分子,∠XYX=

  (4)每个小方体中会XY2的物质的量为

  【作业】1.当人们谈论1991年初春海湾战争中的先进武器时,都免不了要提到隐身战斗机F-117A,目前研制和应用陷隐形材料是铁氧体等磁性物质,右图是某隐形材料晶胞,其化学式表示为( )

  A、XY B、X4Y C、XY2 D、X2Y

  3.如图是氯化铯晶体的晶胞(晶体中最小的重复单元),已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为a cm,氯化铯的式量为M,NA为阿伏加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为

  A. g/cm3 B. g/cm3

  C.g/cm3 D. g/cm3

  4.已知氯化钠的摩尔质量为58.5 g.mol-1,阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1,则食盐晶体中两个距离最近的Na+的核间距离最接近下面四个数据中的哪一个.( )

  A、3.0×10-8 cm B、3.5×10-8 cm C、4.0×10-8 cm D、5.0×10-8 cm

  ?第二课时

  【练习】1.下列说法中正确的是( )。

  A、离子晶体中一定含有金属离子

  B、晶体中若有离子键则晶体一定是离子晶体

  C、离子晶体中一定无非极性共价键

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