离子晶体教学设计

离子晶体教学设计

摘要：通过阅读与探究学习离子晶体。本节介绍了氯化钠和氯化铯晶胞，离子晶体的物理性质。在科学探究的基础上，通过多媒体演示和学生的自主探究学习，进一步理解离子晶体的结构特点，通过具体数据的的对比说明晶格能的大小与晶体性质的关系。

三维目标：

知识与技能

1、了解离子晶体的构成微粒及微粒间的作用力，能根据离子化合物的结构特征解释其物理

性质

2、了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量晶体中离子键的强弱

过程与方法

观察离子晶体的晶胞模型，和已学过的分子晶体、原子晶体、金属晶体充分对比来认识离子晶体的组成、结构和性质

情感态度与价值观

通过离子晶体的学习，进一步体会和树立“结构决定性质，性质反映结构”，这一学习化学的基本理念

教学重点：

1、离子晶体的物理性质的特点

2、离子晶体的配位数及其影响因素

3、晶格能的定义和应用

教学难点：

1、离子晶体配位数的影响因素

2、晶格能的定义和应用

教学过程：

【复习巩固】

【投影】晶体比较

【学生活动】以提问的方式由学生完成表格

【展示结论、点评】

【过度】以上复习了三种晶体,我们今天来学习第四种晶体类型—离子晶体。请大家预习课本，对比上面的表格对离子晶体做一个初步了解。

【学生活动】阅读课本，查找离子晶体相关内容

【点评、总结】

【板书】一、离子晶体

1、概念：由阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体

2、构成微粒：阳离子、阴离子

3、微粒间的作用：离子键

4、离子晶体的物理性质：硬而脆；具有较高的熔、沸点，难挥发；晶体不导电，熔融或水溶液中可以导电。

5、常见的离子晶体：强碱、活泼金属氧化物，绝大多数盐。例NaOH、Na2O、NaCl等

【讲述】通过以上学习我们对离子晶体有了初步了解，总结了其物理性质，明确离子晶体与其他三种晶体的不同，那么离子晶体为什么这样的性质特点？

【展图观察】NaCl、CsCl晶体模型。

图1 NaCl晶胞图2 CsCl晶胞

【思考1】1、NaCl晶胞中有几个Na+ ，几个Cl- ？CsCl晶胞中几个Cs+几个Cl-？

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

【学生讨论、回答】

【点评、强调】1、NaCl晶胞中有4个Na+ 4个Cl- ，CsCl晶胞中,1个Cs+1个Cl.

2、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。因在这两种晶体里阴、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+？

【投影】

图3 NaCl型晶体结构图4 CsCl型晶体结构

【板书】二、离子晶体中离子键的配位数

（1）定义：是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目

【自主探究】表1：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：

【投影】表2：

离子Na+Cs+Cl-

离子半径/pm 95 169 181

【学生活动】:表3：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

【讲述】分析大家的计算数据可知，阴、阳离子的半径比值（r+/r-）影响配位数的多少，半径比值越大，配位数就越大。

①几何因素：正、负离子半径比的大小

【讲述】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：

【投影】提示：根据电子层数，离子半径Ca2+ ﹥F-

图5 CaF2晶胞

【自主探究】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

③键性因素：离子键的纯粹程度

【讲述】以上分析了离子晶体的结构、配位数以及影响配位数的因素，这些结构上的因素是

如何影响离子晶体的性质，我们引入了最能反映离子晶体稳定性的数据—晶格能。

【板书】三、晶格能

⑴定义：气态离子形成1mol离子晶体释放的能量

⑵一般而言，晶格能越大，离子晶体的离子键越强. 破坏离子键时吸收的能量就越多,离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。

【投影】

表4：某些离子晶体的晶格能以及晶体中的离子电荷、核间距、晶体的熔点、硬度

【自主探究】分析表4，思考晶格能大小受哪些因素的影响？

【点评总结】

⑶晶格能的影响因素：离子电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大

⑷科学视野：岩浆晶出规则的影响因素：主因—晶格能，晶格能越大，越早析出

【小结】：本节课的教学内容：

1、离子晶体的物理性质的特点

2、离子晶体的配位数及其影响因素

①几何因素：正、负离子半径比的大小

②电荷因素：晶体中阴、阳离子电荷比

③键性因素：离子键的纯粹程度

3、晶格能的定义和应用

离子电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大。一般而言，晶格能越大，离子晶体的离子键越强. 破坏离子键时吸收的能量就越多,离子晶体的熔沸点越高，硬度越大。

随堂练习：

1、下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（）

A．1mol氯化钠中有N A个NaCl分子

B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Cl—共有6个