晶体结构与性质 _生活百科

晶体结构与性质【晶体结构与性质】有固定的几何外形的固体叫做晶体。它与非晶体的本质区别在于有自范性。晶体的特点为有规则的几何构型、有固定的熔点、各向异性。晶胞是晶体结构的基本单位，有晶胞可确定化学式。
基本介绍中文名：晶体结构与性质
外文名：Crystal structure and properties
特点：自范性
对象：高二学生
基本信息科目：化学教学对象：高二学生课时：2教学环境：多媒体教室特徵分析根据以往在此班上课的观察、了解，我认为：1、?在智力因素方面：该班学生的整体学习成绩在年级中属于中等，学习能力较强，善于观察发现生活中化学现象，思维活跃，肯动脑筋，能积极参与讨论、发表自己的观点。2、?在非智力因素方面：在生活中同学们就已经认识了很多晶体，比如说食盐晶体，雪花晶体等。对于晶体，学生抱有较强的兴趣，应该能够激发他们的学习兴趣，发现生活中的美好事物。。内容分析本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习，对于学生的学习有一定的理论基础。本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题——晶体和非晶体。而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观结构比较为切入点，进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。晶胞中原子个数的计算目标分析1、知识与技能（1）知道获得晶体的几种途径（2）理解晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别（3）初步学会确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法2、过程与方法（1）收集生活素材，结合已有知识和生活经验对晶体与非晶体进行分类（2）学生通过观察、实验等方法获取信息（3）学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工3、情感态度与价值观（1）培养学生科学探究的方法（2）培养学生的动手能力、观察能力、自主学习的能力，保持对生活中化学的好奇心和探知欲，增强学生学习化学的兴趣。重点难点重点：晶体的特点和性质及晶体与非晶体的本质区别难点：确定一个晶胞中平均所含粒子数的方法选择设计探究法、讲授法过程资源第一课时[新课引入]：前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道组成千万种物质的质点可以是离子、原子或分子。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。[投影]：1、蜡状白磷； 2、黄色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高锰酸钾[讲述]：像上面这一类固体，有着自己有序的排列，我们把它们称为晶体；而像玻璃这一类固体，本身原子排列杂乱无章，称它为非晶体，今天我们的课题就是一起来探究晶体与非晶体的有关知识。[板书]：一、晶体与非晶体[板书]：1、晶体与非晶体的本质差异[提问]：在国中化学中，大家已学过晶体与非晶体，你知道它们之间有没有差异？[回答]：学生：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点。[讲解]：晶体有固定熔点，而非晶体无固定熔点，这只是晶体与非晶体的表观现象，那幺他们在本质上有哪些差异呢？<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />[投影] 晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序 [板书]：自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序[解释]：所谓自范性即“自发”进行，但这里得注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻。[板书]：注意：自范性需要一定的条件，其中最重要的条件是晶体的生长速率适当。[投影]：通过影片播放出，同样是熔融态的二氧化硅，快速的冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶过程。[设问]：那幺得到晶体的途径，除了用上述的冷却的方法，还有没有其它途径呢？你能列举哪些？[板书]：2、晶体形成的一段途径：（1）熔融态物质凝固；（2）气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；（3）溶质从溶液中析出。[投影图片]：1、从熔融态结晶出来的硫晶体；2、凝华得到的碘晶体；3、从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。[探究实验]：完成教材实验3-1，请同学们认真观察，并提问同学观察到什幺现象。[回答]：首先碘升华，然后在表面皿下面出现碘的固体。[讲解]：事实上，这里提到的固体就是凝华得到的碘晶体。[过渡]：许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以藉助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了！[投影]：晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的示意图[提问]：小组讨论，通过比较，可以得出什幺样结论。[回答]：晶体的原子排列有序，而非晶体则不是。[讲述]：从本质上来说，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里所呈的现周期性。[讲述]：通过前面对晶体与非晶体的讨论，现在我们来总结一下，晶体有哪些特点：[板书]：3、晶体的特点：（1）有固定的几何外形；（2）有固定的熔点；（3）有各向异性。[解析]：对于同一幅图案来说,从不同的方向审视,也会产生不同的感受,那幺对于晶体来说,许多物理性质：如硬度、导热性、光学性质等，因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。例如：蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕10 。[小结]：可以根据晶体特点区别某一固体属于晶体还是非晶体。然而，得出区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验。[提问]：通过这节课的学习，现在请你用一句话来定义晶体，应该怎幺说？[回答]：学生1、内部原子有规律的排列的物质；学生2、内部原子有规律的排列，且外观为多面体的固体物质。[板书]：4、晶体的定义：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的，具有整齐外型，以多面体出现的固体物质。练习：1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是：A、晶体一定比非晶体的熔点高B、晶体有自范性但排列无序C、非晶体无自范性而且排列无序D、固体SiO2一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是：A、熔沸点B、硬度C、颜色D、 x-射线衍射实验第二课时：晶胞、原子在晶胞中的位置及其对晶胞的贡献[过渡]通过上面的学习，我们了解了晶体与非晶体的本质区别，那我们如何来描述晶体在微观空间里原子的排列呢？有必要画出千千万万个原子吗？当然不必，也是不可能的。[讲述]我们只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。[实物展示]蜂巢[讲述]这就好比我们要研究蜂巢，因为蜂巢是由无数多个蜂室构成的，所以我们只需研究一个个基本单元——蜂室就可以了。晶体和其基本单元的关係就和蜂巢与蜂室的关係一样。晶体也是由无数多个重複的基本单元“无隙并置”而成。这些基本单元我们称之为晶胞。[板书]二、晶胞[教师讲述]“无隙”即无间隙，“并置”指晶胞都是平行排列，取向相同。设计意图：“晶胞”、“无隙并置”又是比较抽象、难以理解的概念，通过蜂巢实物展示，运用比喻的方式介绍“晶体和晶胞”的关係，化抽象为形象，让学生轻鬆掌握“晶胞”、“无隙并置”，并很好地理解晶胞和晶体的关係。[幻灯投影]晶胞（一般都为平行六面体）[师生活动]首先由老师展示晶胞实物模型——一个平行六面体和一只桌球。桌球好比是晶体中的某个原子，请同学分组讨论，这个原子在六面体上可以有几个不同的位置出现？（学生分组讨论，教师巡视指导）[学生汇报]请一组同学代表汇报讨论结果（结合实物，效果很好，如下图）[动画投影]晶胞中原子可能在晶胞出现的不同位置包括：晶胞的顶点、棱上、面上、体内[师生活动]这四个不同位置的原子对晶体的贡献也不尽相同。分四组同学分别讨论后告诉大家。（教师巡视，学生交流）[学生汇报]学生分别汇报讨论结果。（在投影上同步展示讨论结论）[幻灯投影]原子在晶胞的顶角、棱、面上及晶胞内时，一个晶胞平均拥有的原子情况。并对学生的讨论结果一一验证。设计意图：有关晶胞中原子的位置及其对晶胞的贡献是一个抽象，难以理解的问题；用平行六面体和桌球作为实物模型，学生能很好地藉助模型发挥空间想像；在学生讨论、分析、汇报以后，再结合动画加以验证，将抽象的事物具体化，使学生学得轻鬆而又能很好地掌握相关知识；整个过程均由学生完成，学生真正地“动”起来，课堂真正地“活”起来，真正培养了学生的空间想像能力，分析处理问题的能力。教学评价评价项目评价要素得分教学目标（20分）符合课程标準和学生的实际（5）知识技能目标科学合理（5）过程与方法目标明确（5）情感目标切合实际（5）学生学习方式（25分）学生对学习感兴趣，积极主动参与各项活动（5）通过讲授，聆听，欣赏，模仿，表演获取知识（5）学生在探索学习的过程中能发现，提出问题（5）学生通过分析与讨论能较好地解释或解决问题（5）学生能提出具有挑战性与独创性的问题与见解（5）教师教学方式（30分）创造性使用教材；教学设计具有多样性，开放性（5）创设问题情境，激发学生求知慾与探索欲望（5）面向全体学生，课堂气氛民主和谐，课堂交流充分（5）学生和学生、学生和老师、学生和教材之间保持多向、丰富、和谐、有效的信息交流，有的学生能出色地参与教的活动（5）充分保障学生自主探究式学习的时间与空间（5）恰当地，合理地运用现代化教育技术（5）课堂教学效果（25分）学生和学生、学生和老师、学生和教材之间能围绕着学习目标对问题进行有效地分析与讨论（5）学生在不同程度上都有喜悦和成功的体验（5）学生掌握了必要的基础知识与技能（5）学生在各自的基础上都获得了进一步发展的能力（5）学生全身心地投入到学习地过程中，课已完还意犹未尽（5）综合评价优秀良好合格再努力总分教学特色综合评语（备注：优秀100～85分良好84～75分合格74～60分再努力60分以下）评价者：评价项目评价要素得分教学目标（20分）符合课程标準和学生的实际（5）知识技能目标科学合理（5）过程与方法目标明确（5）情感目标切合实际（5）学生学习方式（25分）学生对学习感兴趣，积极主动参与各项活动（5）通过讲授，聆听，欣赏，模仿，表演获取知识（5）学生在探索学习的过程中能发现，提出问题（5）学生通过分析与讨论能较好地解释或解决问题（5）学生能提出具有挑战性与独创性的问题与见解（5）教师教学方式（30分）创造性使用教材；教学设计具有多样性，开放性（5）创设问题情境，激发学生求知慾与探索欲望（5）面向全体学生，课堂气氛民主和谐，课堂交流充分（5）学生和学生、学生和老师、学生和教材之间保持多向、丰富、和谐、有效的信息交流，有的学生能出色地参与教的活动（5）充分保障学生自主探究式学习的时间与空间（5）恰当地，合理地运用现代化教育技术（5）课堂教学效果（25分）学生和学生、学生和老师、学生和教材之间能围绕着学习目标对问题进行有效地分析与讨论（5）学生在不同程度上都有喜悦和成功的体验（5）学生掌握了必要的基础知识与技能（5）学生在各自的基础上都获得了进一步发展的能力（5）学生全身心地投入到学习地过程中，课已完还意犹未尽（5）综合评价优秀良好合格再努力总分教学特色综合评语参考资源亿库教育网和人教版选修3-1教材备注反思本设计的指导思想是由浅入深，从学生日常生活的化学现象和实验中抽象出有关原理，形成一个由感性到理性、由简单到複杂的科学探究过程。在教学中,要积极引导学生参与教学的全过程，这样不仅能提高学生学习化学的兴趣和积极性,便于学生主动获取知识；而且能培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。本节课我摒弃以教定学，力求主“导”有序，初步体会到新课程改革下知识传授者的角色变化，感受到教师在学生自主、合作、探究学习过程中的组织者作用。