2023年江苏省平潮高级集体备课教案—选修3《第三章晶体结构与性质》全章教案第四节离子晶体doc高中化学.docx

教 案 课题：第四节 离子晶体(1) 授课班级 课 时 教 学 目 的 知识 与 技能 1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。 2、了解离子晶体中离子晶体配位数及其影响因素。 3、了解决定离子晶体结构的重要因素。 过程 与 方法 通过学习离子晶体的结构与性质，培养运用知识解决实际问题的能力，培养学生的空间想像能力 情感 态度 价值观 通过学习离子晶体的结构与性质，激发学生探究热情与精神。进一步认识“结构决定物质性质〞的客观规律 重 点 离子晶体的结构模型及其性质的一般特点；离子晶体配位数及其影响因素； 难 点 离子晶体配位数及其影响因素； 知 识 结 构 与 板 书 设 计 第四节 离子晶体 一、离子晶体 1、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 2、构成微粒：阴阳离子 3、微粒间的作用：阴阳离子间以离子键结合，离子内可能有共价键 4、配位数：与中心离子(或原子)直接成键的离子(或原子)称为配位离子(原子)。 5、结构模型： (1) 氯化钠晶体 (2)氯化铯晶体 6、影响因素： (1) 几何因素：晶体中正负离子的半径比(r＋／r－)。 (2) 电荷因素：正负离子的电荷比。 (3) 键性因素：离子键的纯粹程度。 7、离子晶体特点： (1) 较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 (2) 硬而脆 (3) 不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 (4) 大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动 [复习]分子晶体、原子晶体、金属晶体的有关理论。 [过渡]在晶体中，假设微粒为离子，通过离子键形成的晶体为离子晶体，今天我们来研究离子晶体。 [板书]第四节 离子晶体 一、离子晶体 1、定义：由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 ［讲］在离子晶体中，阴阳离子间只存在离子键。不存在分子，而化学式表示为晶体中阴阳离子个数的最简化。阴阳离子采用不等径密堆积。 [板书]2、构成微粒：阴阳离子 3、微粒间的作用：阴阳离子间以离子键结合，离子内可能有共价键 ［讲］离子晶体不一定含有金属阳离子，如NH4Cl为离子晶体，不含有金属阳离子，但一定含有阴离子。 [讲]离子晶体种类繁多，结构多样，图3—27给出了两种典型的离子晶体的晶胞。我们来研究晶体中的配位数（在离子晶体中离子的配位数(缩写为C N)是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目）。 [投影]NaCl和CsCl的晶胞： [科学探究] 1、CsCl、NaCl的阳离子和阴离子的比例都是l：l，同属AE型离子晶体。参考图3—27、图3-28，数一数这两种离子晶体中阳离子和阴离子的配位数，它们是否相等并填表。 离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl 6 6 CsCl 8 8 2、你认为什么因素决定了离子晶体中离子的配位数？利用相关数据计算，并填表： ZnS NaCl CsCl r＋／r－=0.2-0.4 r＋／r－=0.52 r＋／r－=0.93 C.N=4 C.N=6 C.N=8 [投影]探究练习参考资料: 离子 Na＋ Cs＋ Cl－ 离子半径／pm 95 169 18l [讲] 显而易见，NaCl和CsCl是两种不同类型的晶体结构。晶体中正负离子的半径比(r＋／r－)是决定离子晶体结构的重要因素，简称几何因素。 [板书]4、配位数：与中心离子(或原子)直接成键的离子(或原子)称为配位离子(原子)。 [讲]配位离子的数目称为配位数。 [板书]5、结构模型： (1) 氯化钠晶体 ［投影］ ［讲］由以下图氯化钠晶体结构模型可得：每个Na+紧邻6个Cl-，每个Cl-紧邻6个Na+（上、下、左、右、前、后），这6个离子构成一个正八面体。设紧邻的Na+与Cl-间的距离为a，每个Na+与12个Na+等距离紧邻（同层4个、上层4个、下层4个）。由均摊法可得：该晶胞中所拥有的Na+数为4个 ， Cl-数为4个，晶体中Na+数与Cl-数之比为1：1，那么此晶胞中含有4个NaCl结构单元。 [板书](2)氯化铯晶体 ［讲］每个Cs+紧邻8个Cl-，每个Cl-紧邻8个Cs+，这8个离子构成一个正立方体。设紧邻的Cs+与Cs+间的距离为a，那么每个Cs+与6个Cs+等距离紧邻（上、下、左、右、前、后）。晶体中的Cs+与Cl-数之比为1：1。 ［投影］ [讲] 上面两例中每种晶体的正负离子的配位数相同，是由于正负离子电荷(绝对值)相同，于是正负离子的个数相同，结果导致正负离子配位数相等，如在NaCl中，Na＋扩和C1－的配位数均为6。如果正负离子的电荷不同，正负离子的个数必定不相同，结果，正负离子的配位数就不会相同。这种正负离子的电荷比也是决定离子晶体结构的重要因素，简称电荷因素。例如，在CaF2晶体中，Ca2＋和F－的电荷比(绝对值)是2：l，Ca2＋和F－的个数比是l：2，如图3—29所示。Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。此外，离子晶体的结构类型还取决于离子键的纯粹程度(简称键性因素)。 ［投影］ [板书]6、影响因素： (1) 几何因素：晶体中正负离子的半径比(r＋／r－)。 ［讲］离子键无饱和性和方向性，但成键时因离子半径决定了阴阳离子参加成键的数目是有限的。阴阳离子半径比值越大，配位数就越大。 [板书](2) 电荷因素：正负离子的电荷比。 (3) 键性因素：离子键的纯粹程度。 [讲] 在离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔点、沸点和难挥发的性质。 [板书]7、离子晶体特点： (1) 较高的熔点和沸点，难挥发、难于压缩。 ［讲］离子晶体的熔沸点，取决于构成晶体的阴阳离子间的离子键的强弱，而离子键的强弱，又可用离子半径衡量，通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔沸点越高。 [讲]离子晶体中，由于离子键的强烈作用，离子晶体表现出较高的硬度，当晶体受到冲击力作用时，局部离子键发生断裂，导致晶体破碎。 [板书] (2) 硬而脆，无延展性 ［讲］离子晶体中阴阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性。 ［讲］由于离子晶体中离子键作用较强，离子晶体不能自由移动，即晶体中无自由移动离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴阳离子获得足够能量克服了离子间相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴阳离子定向移动而导电。 [板书] (3) 不导电，但熔化后或溶于水后能导电。 ［讲］当把离子晶体放在水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使晶体中的离子克服离子间的作用而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。 [板书](4) 大多数离子晶体易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中。 ［小结］化学变化过程一定发生旧化学键的断裂和新化学键的形成，但破坏化学键或形成化学键的过程却不一定发生化学变化。 [自学]科学视野—复杂离子的晶体 碳酸盐在一定温度下会发生分解，如大家熟悉的碳酸钙煅烧得到石灰(CaO)，这是由于碳酸钙受热，晶体中的碳酸根离子会发生分解，放出二氧化碳。实验证明，碳酸盐的阳离子不同，热分解的温度不同。 碳酸盐 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 热分解温度／℃ 402 900 1 172 1 360 阳离子半径／pm 66 99 112 135 教学回忆： 教 案 课题：第四节 离子晶体(2) 授课班级 课 时 教 学 目 的 知识 与 技能 理解离子晶体的晶格能与性质的关系。 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 离子晶体的晶格能与性质的关系。 难 点 离子晶体的晶格能与性质的关系。 知 识 结 构 与 板 书 设 计 二、晶格能 1、定义：晶格能是指1mol的离子化合物中的阴阳离子，由相互远离的气态，结合成离子晶体时所释放出的能量或拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。单位是kJ/mol 2、影响因素：离子的电荷和阴阳离子的大小。 3、规律：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动 [讲] 最能反映离子晶体稳定性的数据是它们的晶格能。离子晶体的品格能的定义是气态离子形成l摩离子晶体释放的能量，通常取正值，表3—8给出了某些离子晶体的晶格能数据。 [板书]二、晶格能 1、定义：晶格能是指1mol的离子化合物中的阴阳离子，由相互远离的气态，结合成离子晶体时所释放出的能量或拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。单位是kJ/mol [投影] F— C1一 Br— I— Li＋ Na＋ K＋ Cs＋ Rb＋ 1036 923 821 785 740 853 786 715 689 659 807 747 682 660 63l 757 704 649 630 604 [板书] 2、影响因素：离子的电荷和阴阳离子的大小。 ［讲］晶格能与离子电荷的乘积成正比，与阴阳离子的大小成反比。 [观察] 分析晶格能大小与晶体稳定性关系。 ［讲］晶格能的数据可以用来说明许多典型的离子晶体的物理化学性质的变化规律。 [板书]3、规律：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。 [自学]科学视野—岩浆晶出规那么与晶格能 [问题]1、什么是岩浆晶出？ 2、岩浆晶出顺序与晶格能的关系？ [投影] 岩浆： [小结]晶格能越大，越早析出晶体。越早到达饱和，越易析出。 教学回忆：