高中化学第3章第1节认识晶体第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型教案鲁科版选修3
化学：3.1《认识晶体》教案(鲁科版选修3)
第3章物质的聚集状态与物质性质第1节认识晶体第1课时晶体的特征【教学目标】1．能区分晶体与非晶体。
2. 认识晶体的重要特征。
【教学重难点】晶体的特征【教学方法】探究法【教学过程】【新课引入】【投影】几种常见的晶体图片【联想·质疑】1.食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等都是晶体，那么什么样的物质才能称为晶体？2.晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？3.为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？【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、晶体的特征【板书】1. 晶体与非晶体的本质差异【提问】在初中化学中，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，那么他们在本质上有哪些差异呢？[投影] 晶体与非晶体的本质差异【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】2. 晶体的特点：【阅读思考】晶体具有何种特性（1）在适宜条件下，晶体能自发呈现封闭的、规则的多面体外形---自范性；（2）在不同的方向上表现不同的物理性质（如导电）----向异性（3）具有特定的对称性---对称性【过渡】通过以上的学习如何给晶体下一定义？晶体又有何分类？分类的依据又是什么？【板书】3.晶体的分类（1）晶体：内部微粒在空间按一定的俄规律做周期性重复排列构成的固体物质（2）依据：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用（3）分类：离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体【思考】各类晶体有何区别？【学生归纳】【问题】晶体有何用途呢？【板书】4.晶体的用途（学生阅读教材）【练习】1. 从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。
高中化学 第3章 物质的聚集状态与物质性质 3.3 原子晶体与分子晶体(第1课时)教案 鲁科版选修3
提出问题，引起学生思考，激发学生学习的兴趣。
问题发现
【自学】请同学们先自学课本，然后完成学案中的[基础自测]内容，再相互讨论，将发现的疑难问题写到学案的[问题发现]栏目中。（教师巡视，指导学生自学及正确使用学案。）
学生先阅读教材，然后完成学案中的相应内容。相互讨论，提出问题。
充分发挥学生的主体作用，提高课堂效率，培养学生的自学能力。
【问题探究3】通过以上分析，比较金刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？
【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作用都不同。可列表比较如下（先让学生自己填表，再分析讲解）：
晶体
类型
构成微粒
微粒间作用力
实例
金属
晶体
Ca【迁移应用】在二氧化硅晶体中，原子未排列成“紧密堆积”结构，其原因是（）。
A．共价键具有饱和性
B．共价键具有方向性
C．二氧化硅是化合物
D．二氧化硅是由非金属元素的原子构成的
【交流与研讨】分析下表中的数据，
部分原子晶体的键能、熔点和硬度表
晶体
键能/kJ·mol-1
熔点/℃
硬度*
金刚石
（C—C）347
3350
二氧化硅（SiO２）晶体
【问题探究2】水晶是一种古老的宝石（展示水晶的图片），晶体完好时呈六棱住钻头形，它的成分是二氧化硅。水晶的结构可以看成是硅晶体中每个Si—Si键中“插入”一个氧原子形成的，那么在二氧化硅中原子是怎样排列的呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作二氧化硅的结构模型。
思考1.在SiO2晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子有多少个？每个氧原子周围紧邻的硅原子有多少个？在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是多少？
高中化学 第三章 第一节 认识晶体教案 鲁科版选修3
第三章第一节认识晶体在必修2中，学生已初步了解了物质结构和元素周期律、离子键、共价键、分子间作用力等微粒间作用力的知识，又初步了解了离子晶体、分子晶体和原子晶体等结构知识。
本专题内容是在学生学习必修2和从原子、分子水平上认识物质构成的基础上，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，使学生能更深层次上认识物质的结构与性质之间的关系。
在金属键的基础上，简单介绍了金属晶体中晶胞的几种常见的堆积模型。
让学生对晶体结构有一个较为全面的认识，通过本专题的学习，使学生进一步认识晶体的结构与性质之间的关系，也可使学生进一步深化“结构决定性质”的认识。
【教学设计】【知识与技能】1、了解晶体与非晶体的本质差异2、掌握晶体的基本性质3、理解金属晶体的概念、构成；了解金属晶体中晶胞的堆积方式。
【过程与方法】通过对晶体结构示意图和晶体模型的观察认识，教会学生研究方法，培养学生的观察能力、空间想象力，提高思维的全面性、严密性。
【情感态度与价值观】1、通过对晶体内部微观结构的分析，培养学生实事求是、务实严谨的学习作风和学习化学的兴趣2、通过“内部有序造就了外部有序”的事实，培养学生体验科学探究的乐趣，激发学生对科学的热爱。
【教学重点】：对晶体结构示意图和晶体模型的观察认识【教学难点】：晶体的空间堆积方式。
【教学过程设计】【引入】展示：雪花、石英、食盐、铝的晶体结构图，大多数的金属及其合金也是晶体，具有规则的几何外形。
【阅读】课本P70-71晶体的特征。
问题：1、食盐、冰、金属、宝石、水晶大部分矿石等都是晶体，那么什么样的物质才能称为晶体？2、晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？3、为什么晶体具有明显不同于非晶体的特性？【板书】一、晶体的特性1、有规则的几何外形2、各向异性(强度、导热性、光学性质等）3对称性：晶体的外形和内部结构都具有特有的对称性。
4、有固定的熔沸点二、晶体与非晶体晶体:具有规则几何外形的固体非晶体:没有规则几何外形的固体三、晶体的分类(依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用)分为：金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体。
高中化学第3章第1节第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型鲁科3鲁科3化学
Cu属12/1于1/20A21 1型最密堆积，D不正确。
第三十一页，共三十四页。
解析(jiě xī)
123456
6.关于右图叙述不正确的是( A) A.该种堆积方式为A3型最密堆积 B.该种堆积方式称为(chēnɡ wéi)A1型最密堆积 C.该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示 D.金属Cu就属于此种最密堆积型
方式？
答案 由于金属键、分子间作用力和离子键均无方向性和饱和性，因此都趋 向于使原子、分子、离子吸引尽可能多的其他原子、分子、离子分布于其周 围，并以密堆积(duījī)的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
2.为什么原子晶体中原子不采取紧密堆积方式？
答案 由于共价键的方向性和饱和性，决定了一个原子周围的其他原子的数
第二页，共三十四页。
栏目
(lán mù)
索引
12/11/2021
基础知识导学
重点难点探究(tànjiū)
随堂达标(dá 检测 biāo)
第三页，共三十四页。
基础知识导学
一、晶体的概念(gàiniàn)与特性 1.晶体与非晶体的概念
固体类型 内部微粒
排列方式
晶体 非晶体
原子、离子或 分子
微粒在空间按一定规律做周期性重复(chóngfù)排列 微粒排列呈现杂乱无章 的分布状态
答案
(fǎnhu
重点难点探究(tànjiū)
一、晶体(jīngtǐ)的特性
外观
微观结构
自范性 各向异性 熔沸点
晶体
具有规则 微粒在三维空间周期 有 各向异性 固定
几何外形 性有序排列
不具有规则
非晶体
微粒排列相对无序
高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第1节第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型学案鲁科选修3
第 1 课时晶体的特征和晶体构造的聚积模型[ 学习目标定位] 1. 熟知晶体的观点、晶体的种类和晶体的分类依照。
2. 知道晶体结构的聚积模型。
一晶体的特色1．察看以下物质的构造模型，回答以下问题。
(1)晶体内部、非晶体的内部微粒摆列各有什么特色？答案构成晶体的微粒在空间按必定规律呈周期性摆列，而构成非晶体的微粒在空间凌乱无章地摆列。
(2)由上述剖析可知：①晶体：内部粒子 ( 原子、离子或分子 ) 在空间按必定规律呈周期性重复摆列构成的固体物质。
如金刚石、食盐、干冰等。
②非晶体：内部原子或分子的摆列呈凌乱无章的散布状态的固体物质。
如橡胶、玻璃、松香等。
2．阅读教材，回答以下问题：(1)晶体的自范性是晶体在合适条件下能够自觉地体现关闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)晶体的各向异性是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)晶体拥有特定的对称性，如规则的食盐晶体拥有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。
(4)晶体拥有固定的熔、沸点。
3．晶体的主要种类(1)依据晶体内部微粒种类和微粒间的互相作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。
(2)将以下各晶体的种类填入表中：晶体氯化钠金刚石金属铜干冰种类离子晶体原子晶体金属晶体分子晶体[ 概括总结 ]1．晶体拥有的三个基本特色是自范性、各向异性和特定的对称性。
2．晶体与非晶体的差异方法间接方法看能否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验3.判断晶体种类的方法是先看晶体构造微粒，再看微粒间的互相作用。
[ 活学活用 ]1．晶体与非晶体的实质差异是()A．有无各向异性B．有无必定的几何外形C．有无固定熔点D．构成固体的粒子在三维空间里能否体现周期性的有序摆列答案 D分析晶体拥有各向异性和固定的熔点，这是因为构成晶体的粒子在三维空间里呈周期性的有序摆列的结果。
实质上，晶体的自范性( 能自觉体现多面体外形) 是晶体中粒子在微观空间里体现周期性的有序摆列的宏观表象。
高中化学第3章第3节第1课时原子晶体教案鲁科版选修3
第1课时原子晶体［学习目标定位］知道原子晶体的概念，熟知常见的原子晶体的结构与性质，能从原子结构的特点，分析理解其物理特性。
一常见的原子晶体的结构1 •金刚石的晶体结构模型如右图所示。
回答下列问题：(1) 在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。
(2) 晶体中相邻碳碳键的夹角为109.5。
，碳原子采取了sp3杂化。
(3) 最小环上有6个碳原子。
⑷ 晶体中C原子个数与c— C键数之比为丄：2。
(5)晶体中C—C键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高。
_2. 二氧化硅是由硅原子和氧原子组成的空间立体网状的原子晶体。
其结构示意图如下:观察分析二氧化硅晶体结构示意图，回答下列问题：(1) 在二氧化硅晶体中，每个Si原子周围结合4个O原子，同时每个O原子与2个Si原子结合。
(2) 在二氧化硅晶体中，位于四面体中心的原子是硅原子』于四面体四个顶点上的原子是氧原子。
(3) 二氧化硅晶体中最小环上的原子数是12。
(4) 1mol二氧化硅晶体中含有4molSi —O键。
［归纳总结］1 •构成原子晶体的基本微粒是原子。
晶体中不存在单个分子，原子晶体的化学式仅仅表示物质中的原子个数关系，不是分子式。
2. 形成原子晶体的作用力是共价键。
在原子晶体中只存在共价键(极性键或非极性键)，没有分子间作用力和其他相互作用。
3•常见的原子晶体：①常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等。
②某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO 2)等。
［活学活用］1. 下列有关原子晶体的叙述中，正确的是()A. 原子晶体中只存在非极性共价键B. 在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键C. 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D. 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高答案C解析原子晶体单质中含有非极性键，原子晶体化合物中存在极性共价键；在二氧化硅晶体中，1个硅原子与4个氧原子形成4个Si—O键；金属晶体的熔点差别很大，有些金属晶体(如W熔点可能高于某些原子晶体的熔点。
高中化学 第3章第3节 原子晶体与分子晶体(第1课时金属晶体)教案 鲁科版选修3
概括整合
1．金属晶体、离子晶体、原子晶体在结构和性质上有何不同？请填写下表。
晶体类型
金属晶体
离子晶体
原子晶体
构成微粒
微粒间的作用力
化学键
特征
实例
2．常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、金刚砂、水晶，比较并填写下表。
常见原
子晶体
原子数与化
学键数比值
最小环上
的原子数键长与键来自比较金刚石碳化硅
晶体硅
第3节原子晶体与分子晶体
第1课时原子晶体
【教学目标】
1.通过了解典型原子晶体金刚石的宏观性质，引导学生理解原子晶体的空间结构特点及微粒的堆积方式，
2.认识由共价键构成的晶体特点。
【重点难点】
重点：掌握原子晶体的结构与性质特点。
难点：理解原子晶体与离子晶体、金属晶体的区别。
【教学方法】
自主合作探究型学案教学
二氧化硅
学生填表练习，比较总结几种晶体的有关结构和性质。
学生填表练习，比较总结常见的几种原子晶体的有关结构和性质。
以问题的形式呈现，让学生讨论、总结，归纳出本节主要内容及有关规律。
【板书设计】
一．原子晶体
１.概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体．
2.常见的原子晶体
3.原子晶体的物理特性
高中化学 3.1《认识晶体》(第一课时认识晶体)导学案 鲁科版选修3
第1节认识晶体【学习目标】知识与技能1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。
2、晶体形成的途径及特性。
3、晶体与非晶体的区别。
4、晶胞的概念。
5、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
过程与方法1、通过让学生查阅相关资料，培养学生自主学习的意识和能力2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观通过学习本节与生活、生产、科技相联系的知识，培养学生热爱科学、积极探索的精神第1课时【自主预习提纲】一、晶体的特性1、晶体与非晶体概念晶体：_________________________________________________________非晶体:________________________________________________________2、晶体的特性⑴规则的几何外形。
⑵自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现_______________、____________多面体外形，这称为晶体的自范性。
⑶各向异性：晶体在不同方向上表现出____________的物理性质。
⑷对称性。
如规则的食盐晶体具有_________________外形，它既有___对称性，出有_______对称性。
3、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。
4、晶体与非晶体的对比类别晶体非晶体微观结构原子在三维空间里呈________________排列原子排列相对__________自范性几何外形对称性熔点其他物理性质实例5、常见晶体的种类(1) 的晶体称为离子晶体；(2)的晶体称为金属晶体；(3) 的晶体称为原子晶体；(4) 的晶体称为分子晶体。
二、晶体的堆积模型1．紧密堆积原理：因为金属键、离子键、分子间的相互作用没有，所以组成金属晶体、离子晶体、分子晶体的微粒服从原理。
鲁科版高中化学选修物质结构与性质第三章第一节认识晶体
1．下列晶体按 A1 型进行紧密堆积的是( ) A．干冰、NaCl、金属铜 B．ZnS、金属镁、氮化硼 C．水晶、金刚石、晶体硅 D．ZnS、NaCl、金属镁 【解析】 干冰、NaCl、Cu 、ZnS 均为 A1 型紧密堆积，Mg 为 A3 型紧密堆积，水晶、金刚石、氮化硼、晶体硅为原子晶体，不遵循紧密堆 积原则，故只有 A 正确。 【答案】 A
23
2、密置层基础上的两种紧密堆积方式：
2
1
3
64
4
5
24
第二层 对第二层来讲最紧密的堆积方式是 将球对准1，3，5 位。----密置双层
，
12
6
3
54
12
6
3
54
AB
若 对准 2，4，6 位，其情形是一样的吗?
密置双层只有一种
每个球都与周围9个球相切
25
认真观察两层球形成的空隙种类。
A B
26
4
导 电 性 差
导电性强 5
③对称性：晶体具有 规则 的几何外形。 ④固定的熔、沸点：加热晶体，温度达到熔点时即开始熔 化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔 化后，温度才继续升高。 ⑤能使X射线产生衍射：利用这种性质，人们建立了测定晶 体的重要实验方法。
6
2．晶体的分类 (1)分类标准：根据晶体内部 微粒的种类和微粒间
子再填充到空
隙中。
38
3. 分子晶体的堆积方式－服从紧密堆积方式
由于范德华力没有方向性和 饱和性，因此分子间尽可能采 取紧密排列方式，但分子的排 列方式与分子的形状有关。如： CO2作为直线型分子的二氧化碳 在空间是以A1型密堆积方式形 成晶体的。
而冰中水分子的堆积受到 氢键 的影响,不服从密堆积。
高中化学 第3章 第1节 第1课时 晶体的特性和晶体结构的堆积模型教案 鲁科版选修3
第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型 [学习目标定位] 1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。
2.知道晶体结构的堆积模型。
一晶体的特征1．观察下列物质的结构模型，回答问题。
(1)晶体内部、非晶体的内部微粒排列各有什么特点？答案组成晶体的微粒在空间按一定规律呈周期性排列，而组成非晶体的微粒在空间杂乱无章地排列。
(2)由上述分析可知：①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质。
如金刚石、食盐、干冰等。
②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。
如橡胶、玻璃、松香等。
2．阅读教材，回答下列问题：(1)晶体的自范性是晶体在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)晶体的各向异性是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。
(4)晶体具有固定的熔、沸点。
3．晶体的主要类型(1)根据晶体内部微粒种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。
(2)将下列各晶体的类型填入表中：晶体氯化钠金刚石金属铜干冰类型离子晶体原子晶体金属晶体分子晶体[归纳总结]1．晶体具有的三个基本特征是自范性、各向异性和特定的对称性。
2．晶体与非晶体的区别方法3.判断晶体类型的方法是先看晶体结构微粒，再看微粒间的相互作用。
[活学活用]1．晶体与非晶体的本质差别是( )A．有无各向异性B．有无一定的几何外形C．有无固定熔点D．构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列答案 D解析晶体具有各向异性和固定的熔点，这是由于构成晶体的粒子在三维空间里呈周期性的有序排列的结果。
本质上，晶体的自范性(能自发呈现多面体外形)是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
2．在单质的晶体中一定不存在的微粒是( )A．原子B．分子C．阴离子D．阳离子答案 C解析A项，例如金刚石由碳原子组成；B项，例如I2由I2分子组成；D项，例如金属Cu由Cu2＋和自由电子组成；C项中阴离子只能存在于离子化合物中。
鲁科版高中化学选修三3.3《原子晶体与分子晶体》第一课时教案
问题探究与应用
【问题探究1】在初中我们都学习过金刚石的性质（展示金刚石的图片），金刚石有哪些特性？这些性质显然是由金刚石的结构决定的，已知金刚石中的碳原子的杂化轨道是sp3，那么，金刚石有怎样的结构呢？请各小组相互讨论，并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。
思考1.在金刚石晶体中每个碳原 Nhomakorabea周围紧邻的碳原子有多少个？
【问题探究3】通过以上分析，比较金刚石、二氧化硅与我们前面学过的金属晶体、离子晶体有何不同？
【归纳拓展】金刚石、二氧化硅与金属晶体、离子晶体的构成微粒和微粒间的相互作用都不同。可列表比较如下（先让学生自己填表，再分析讲解）：
晶体
类型
构成微粒
微粒间作用力
实例
金属
晶体
Ca、Cu、Mg
离子
晶体
金刚石、
二氧化硅
A．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
B．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞晶体硅＞碳化硅
C．三种晶体中的结构单元都是正四面体结构
D．三种晶体都是原子晶体且均为电的良导体
学生分组讨论、探究，并根据想象动手制作金刚石的球棍模型。然后小组代表发表自己的看法。
学生回顾复习杂化轨道知识，完善自己的金刚石球棍模型。
2．对结构相似的原子晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。
【板书】3.原子晶体的物理特性
在原子晶体中，由于原子间以较强的共价键相结合，而且形成空间立体网状结构，所以原子晶体的
（1）熔点和沸点高
（2）硬度大
（3）一般不导电
（4）且难溶于一些常见的溶剂
【迁移应用】碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是（）。
鲁科版高中化学选修3物质结构与性质精品课件 第3章 物质的聚集状态与物质性质 第1节 认识晶体
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究三
变式训练 1 下列关于晶体的说法不正确的是(
)
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.晶胞是晶体结构的基本单元
C.晶体有规则的几何外形是晶体内部的粒子按一定规律做周期性的
有序排列的结果
D.晶体尽量采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
子、离子或分子分布于周围,并以密堆积的方式降低体系的能量,使晶体变
得比较稳定。
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一
二
三
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
四
三、晶体结构的堆积模型
1.等径圆球的密堆积
金属晶体的结构型式可归结为等径圆球的密堆积。其中,每一层都是最
微粒排列的周期性规律。
3.能会用:“切割法”确定晶胞中的微粒数目和晶体
的化学式。
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
四
一、晶体的特性
1.概念和特征
晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复
为 A1 型最密堆积。
在密堆积中,一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目称为配
位数。
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探究一
探究二
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
高二化学物质结构与性质教案5：3.1.1晶体的特性和晶体结构的堆积模型教学设计
第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型一、教材分析本节课选自鲁科版《物质结构与性质》第三章《物质的聚集状态与物质性质》第1节《认识晶体》。
本节教材围绕“ 认识晶体”展开教学活动，学生在日常生活中已经接触过许多晶体实物，但对什么是晶体还没有一个完整的科学认识，本节即从晶体实物出发，介绍了晶体的典型特征，使学生初步建立一些晶体学的基本知识，能够区分固体的两种主要类型：晶体和非晶体。
学生已经学习了微粒间存在着的不同类型的相互作用，但并不知道这些微粒在晶体里是如何排列的。
本节以活动探究引导学生认识晶体中微粒的堆积方式，从而使他们初步认识晶体里微粒的排列规律。
晶体是微粒按一定规律做周期性重复排列而构成的宏观物质。
二、学情分析1、在知识层方面，学生在前面已经学习过化学键的类别，并且知道化学键的成键原理，为这节课打下良好的基础，也知道物质由分子、原子或离子构成，但是微粒间如何排列是这节课需要学习的。
在生活中学生也知道晶体，但是不能准确的区分，通过这节课学习，就可以全面了解晶体了。
2、在能力层方面，学生只是在生活中接触过晶体，但是缺乏辨别的能力，本节课从不同的层面去认识晶体，提高了学生鉴别晶体的能力。
学生有逻辑思维能力，但是没有建立模型的能力，通过教师引导完成一次晶体建模过程，学生提高整体思维运用。
3、在情感层方面，通过本节课晶体鉴别的最有效的方法是X射线衍射实验，以及学习构建模型去了解微观世界，让同学们对科学产生了兴趣，现阶段要好好学习，将来要成为国家的栋梁之才。
三、教学目标素养1 宏观辨识与微观探析本节课让学生认识晶体，就需要从外观、特性等方面认识晶体，能对晶体进行分类，从宏观方面区分晶体与非晶体；还要通过深入学习了解晶体内部结构及微粒间堆积形式。
素养2 证据推理与模型认知本课学习中需要同学们构建紧密堆积模型，在探究建模过程中，需要抓住事物的本质，根据事实建立不同的模型，从而让学生通过模型认知微观世界。
素养3：科学探究与创新意识本节课要认识晶体的内部结构，需要建立模型，在其过程中培养了学生科学探究的意识，懂得由简到繁的逐一探究，遇到问题解决问题，敢想敢做的创新思维。
高中化学第3章认识晶体第1课时晶体的特性与晶体结构的堆积模型学案鲁科版
第3章物质的聚集状态与物质性质第1节认识晶体第1课时晶体的特性与晶体结构的堆积模型学习目标 1.掌握晶体与非晶体的概念以及晶体的特性。
2.知道晶体结构的堆积模型。
一、晶体的概念与特性1．晶体的概念内部微粒(原子、分子或离子)在空间按一定规律做__________________________构成的固体物质。
2．晶体的特性有规则的几何外形、________性、________性、________性以及固定的____________。
3．晶体的主要类型根据晶体内部微粒的________和微粒间__________的不同，可将晶体分为____________、____________、____________和____________。
二、晶体结构的堆积模型1．原理由于在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，__________、__________和________________均无方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于其周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较__________。
2．金属晶体的堆积模型——等径圆球的密堆积(1)列等径圆球在一列上紧密堆积的方式只有一种，即所有的圆球都在一条直线上排列。
(2)层等径圆球在一个平面上最紧密堆积的方式只有一种，即每个等径圆球与周围其他六个球接触。
这样形成的层称为__________。
(3)类型等径圆球密堆积的方式有________最密堆积和________最密堆积两种。
(4)配位数在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目。
3．离子晶体的堆积模型——非等径圆球的密堆积离子晶体可视作不等径圆球的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看作是____________先按一定方式做____________________，小球再填充到大球所形成的________中。
4．分子晶体的堆积方式(1)在分子晶体中，原子先以__________形成分子，分子再以________________形成晶体。
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高中化学第3章第1节认识晶体第1课时晶体的特性和晶体结构的堆积模型教案鲁科版选修3[学习目标定位] 1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。
2.知道晶体结构的堆积模型。
一、晶体的特性1．晶体与非晶体(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。
如金刚石、食盐、干冰等。
(2)非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。
如橡胶、玻璃、松香等。
2．晶体的特性：(1)自范性：晶体在适宜条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)各向异性：是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)对称性：晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有轴对称性，也有面对称性。
(4)晶体具有固定的熔、沸点。
3．常见的四种晶体类型晶体类型构成微粒种类微粒间的相互作用实例离子晶体阴、阳离子离子键NaCl金属晶体金属原子金属键Cu原子晶体原子共价键金刚石分子晶体分子分子间作用力干冰(1)晶体与非晶体的区别外观微观结构自范性各向异性熔、沸点晶体具有规则几何外形微粒在三维空间呈周期性有序排列有各向异性固定非晶体不具有规则微粒排列无各向同性不固定几何外形相对无序本质区别微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列(2)晶体与非晶体的区别方法间接方法看是否有固定的熔点科学方法对固体进行X射线衍射实验(3)判断晶体类型的方法之一：根据晶体结构微粒的种类及微粒间的相互作用。
例1下列物质中属于晶体的是( )A．棉花B．玻璃C．陶瓷D．胆矾答案 D解析棉花内部微粒的排列是没有规则的，属于非晶体；玻璃、陶瓷没有固定的熔点，属于非晶体；胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，是硫酸铜的晶体。
例2下列叙述中正确的是( )A．具有规则几何外形的固体一定是晶体B．具有特定对称性的固体一定是晶体C．具有各向异性的固体一定是晶体D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体答案 C解析晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，故A、B两项错误；具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体是依据构成晶体的微粒的种类和微粒间相互作用的不同，故D项错误。
易错警示晶体具有规则的几何外形，但具有规则几何外形的固体不一定是晶体。
非晶体也可以打磨成规则的几何外形，但仍不是晶体。
二、晶体结构的堆积模型1．晶体结构的密堆积的原理金属原子、离子或分子在没有其他因素(如氢键)影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。
这是因为金属键、离子键和分子间作用力均没有方向性，因此都趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。
2．等径圆球的密堆积(金属晶体)(1) 单列紧密堆积方式：等径圆球在一列上进行紧密堆积的方式只有一种，即所有的圆球都在一条直线上排列，如图所示：(2) 同层紧密堆积方式：①等径圆球在一列上进行紧密堆积的方式只有一种，即只有当每个等径圆球与周围六个圆球相接触时才能做到最紧密堆积，这样形成的层称为密置层。
②在密堆积中，一个原子或离子周围距离相等且最近的原子或离子的数目叫配位数。
非密置层的配位数是4，密置层的配位数是6。
③密置层放置的平面利用率比非密置层放置的要高。
(3)多层紧密堆积的方式观察分析图，并结合教材内容回答下列问题：①图1所示密置层排列方式为“…ABAB…”，这种堆积方式称为A3型最密堆积，其堆积特点是B的上层与B的下层两层中的球的球心相对应，其配位数为12。
②图2所示密置层排列方式为“…ABCABC…”，这种堆积方式称为A1型最密堆积，其堆积特点是A、B、C三层球的球心位置均不同，其配位数为12。
3．非等径圆球的密堆积(离子晶体)(1)由于阴、阳离子的半径不同，因此离子晶体为不等径圆球的密堆积，可以将这种堆积方式看成是大球先按一定的方式做等径圆球的密堆积，小球再填充在大球所形成的空隙中。
(2)在一些离子晶体中，阴离子半径较大，应先将阴离子看成是等径圆球进行密堆积，而阳离子有序地填在阴离子所形成的空隙中。
例如，NaCl晶体中的Cl－按A1型方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－所形成的空隙中；ZnS晶体中S2－按A1型方式进行最密堆积，Zn2＋填入S2－所形成的空隙中。
(1)只有晶体微粒间的作用力不具有方向性和饱和性才遵循紧密堆积原理。
①金属晶体采用等径圆球的密堆积，是因为金属键无方向性和饱和性。
②离子晶体采用不等径圆球的密堆积，是因为离子键无方向性和饱和性。
③不含氢键的分子晶体尽可能采用紧密堆积方式，因为范德华力没有方向性和饱和性。
分子晶体中分子的堆积与分子的形状有关，如干冰中CO2分子呈直线形，CO2晶体在空间是按A1型最密堆积方式形成晶体的。
若分子间靠氢键形成晶体，则不采取密堆积结构，因为氢键有方向性，一个分子周围其他分子的数目和堆积方向是一定的。
如苯甲酸晶体、冰等。
④原子晶体中微粒堆积不服从紧密堆积原理。
原子晶体中微粒间以共价键相结合，由于共价键具有饱和性和方向性，就决定了一个原子周围的其他原子的数目不仅是很有限的，而且堆积方向也是一定的。
(2)A1型和A3型最密堆积的方式不同，但都是同一层上每个球与同层中周围6个球相接触，同时又与上下两层中各3个球相接触，所以它们的配位数都为12。
例3如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是( )A．此堆积方式属于非最密堆积B．此堆积方式为A1型最密堆积C．配位数为8D．镉的堆积方式与铜的堆积方式不同答案 D解析据图可看出，镉的堆积方式为“…ABAB…”，为A3型，而铜的堆积方式为A1型，故A、B两项错误，D项正确；A3型最密堆积的配位数为12，即中间一层有6个，上下两层各有3个，C项错误。
方法规律晶体的A1型和A3型最密堆积中，晶体微粒的配位数都是12。
例4下列叙述中不正确的是( )A．氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积B．晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C．因为共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循紧密堆积原则D．金属铜和镁均以“…ABAB…”方式堆积答案 D解析在NaCl晶体中，半径较大的Cl－按A1型方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－所形成的空隙中，因此NaCl晶体结构为非等径圆球密堆积，A项正确；采用密堆积的方式可以降低体系的能量，使晶体变得比较稳定，B项正确；密堆积原理适用于没有方向性的金属键、离子键和范德华力相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体，而不适用于具有方向性和饱和性的共价键所形成的原子晶体以及存在氢键的分子晶体，C项正确；金属铜采用“…ABCABC…”方式堆积，金属镁采用“…ABAB…”方式堆积，所以D项错误。
规律总结金属晶体、离子晶体和无氢键的分子晶体中都存在A1型紧密堆积模型的晶体。
原子晶体不遵循紧密堆积原则；分子晶体是否密堆积与分子间作用力是否具有饱和性与方向性有关，与分子内共价键的特征(方向性与饱和性)无关。
1．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )A．外形不一样B．普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换答案 B解析晶体和非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。
2．区分晶体和非晶体最科学的方法是( )A．测定熔、沸点的高低B．对固体进行X射线衍射C．看是否有规则的几何外形D．比较硬度答案 B解析晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间里是否有序排列，利用X射线衍射可测定晶体结构，B项正确；晶体具有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，二者的区别与熔、沸点的高低无关，A项错误；有规则几何外形的固体不一定是晶体，C项错误；无法从硬度上区分晶体和非晶体，D项错误。
3．(2018·平凉灵台校级月考)如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是( )A．a没有固定的熔点B．a是非晶体C．b是晶体D．b是非晶体答案 D解析晶体有固定的熔点，由a的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，该段所对应的温度就是晶体a的熔点；由b的熔化曲线可知，温度一直升高，所以物质b没有固定的熔点，为非晶体。
4．金属晶体、离子晶体和分子晶体(不含氢键的)采取密堆积方式的原因是( )A．构成晶体的微粒均可视为圆球B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性C．三种晶体的构成微粒相同D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同答案 B解析金属晶体、离子晶体、分子晶体(不含氢键的)采取密堆积方式的原因是金属键、离子键、分子间作用力(除氢键外)均无方向性和饱和性，趋向使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围并以密堆积方式降低体系的能量，使分子变得比较稳定。
5.关于下图叙述不正确的是( )A．该种堆积方式为A3型最密堆积B．该种堆积方式为A1型最密堆积C．该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示D．金属Cu就属于此种最密堆积答案 A解析从垂直方向看三层球心均不在一条直线上，故为A1型最密堆积，可以用“…ABCABC…”表示。
6．非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上，已逐渐接近于多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。
预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。
试探究下列问题：(1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？a：__________________；b：__________________。
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是_____(填字母)。
A．玻璃是非晶体B．固体粉末都是非晶体C．晶体内部质点具有有序性的特征，有固定的熔、沸点和各向异性D．区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X射线衍射实验答案(1)非晶硅晶体硅(2)ACD解析(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。
(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。