第三章 晶体结构案例
《第三章第二节分子晶体与共价晶体》作业设计方案-高中化学人教版19选修2
《分子晶体与共价晶体》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《分子晶体与共价晶体》的学习，使学生能够：1. 掌握分子晶体和共价晶体的基本概念和性质；2. 理解分子间作用力与晶体结构的关系；3. 学会运用所学知识分析实际化学问题。
二、作业内容本课时作业内容主要围绕分子晶体与共价晶体的基本概念和性质展开，具体包括：1. 概念理解：学生需掌握分子晶体和共价晶体的定义，理解其结构特点及稳定性因素。
2. 性质分析：学生需通过阅读教材和参考资料，了解分子间作用力的类型和特点，分析其对晶体性质的影响。
3. 实例解析：选取典型的分子晶体和共价晶体实例，分析其结构、性质及分子间作用力的表现。
4. 课堂知识点回顾：复习本课时所学的重点和难点，如范德华力、氢键等对分子晶体性质的影响。
三、作业要求针对上述作业内容，学生需完成以下任务：1. 独立查阅教材和相关资料，深化对分子晶体与共价晶体概念的理解。
2. 完成至少两道关于分子间作用力及晶体性质的解析题，并附上详细的解题思路和答案。
3. 结合实例，分析一种分子晶体或共价晶体的结构特点和性质，并讨论其在实际生活和工业中的应用。
4. 撰写一份简短的课堂知识点回顾报告，总结本课时学习的重点内容。
四、作业评价教师将根据以下标准对学生的作业进行评价：1. 概念理解的准确性：学生是否准确理解了分子晶体与共价晶体的基本概念。
2. 知识点掌握的深度：学生是否能够深入分析分子间作用力对晶体性质的影响。
3. 解题能力：学生完成解析题的正确性和解题思路的清晰度。
4. 报告的完整性：学生课堂知识点回顾报告的条理性和完整性。
五、作业反馈教师将根据学生的作业情况，给予以下反馈和建议：1. 对于概念理解不准确的学生，教师应指出其错误之处并给出正确答案。
2. 对于在解析题中表现不佳的学生，教师应指出其解题过程中的不足，并给出改进建议。
3. 对于报告内容不够完整或条理不够清晰的学生，教师应提出具体的改进意见。
3-4配合物与超分子(教学课件)-- 高中化学人教版(2019)选择性必修2
15−冠−5
170 ~ 220
Na＋ (204)
18−冠−8
260 ~ 320
21−冠−7
340 ~ 430
思考：K＋直径为276 pm，应该选择哪种冠醚呢？
冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离很好的催化剂。
二、超分子
(2)冠醚识别碱金属离子 实例分析：高锰酸钾氧化烯烃
天蓝色 [Cu(H2O)4]2＋
注：胆矾 (CuSO4·5H2 O) 可写 [Cu(H2O)4]SO4·H2O
随堂检测
练、某物质A的实验式为CoCl3·4NH3，1 mol A中加入足量的AgNO3溶 液中能生成1mol白色沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化 合物的说法中正确的是( ) A．Co3＋只与NH3形成配位键 B．配合物配位数为3 C．该配合物可能是平面正方形结构 D．此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2]Cl
二、超分子
4、应用实例：分子识别 (2)冠醚识别碱金属离子
认识 冠醚
12−冠−4
碳原子：2×4＝8 氧原子：4 8＋4＝12
思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？？
15−冠−5
二、超分子
(2)冠醚识别碱金属离子 思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？
冠醚
冠醚空腔直径/pm
适合的粒子(直径/pm)
产生蓝色 Cu2＋+2NH3·H2O
氨水
难溶物
＝Cu(OH)2↓+2NH4＋
继续加 氨水
难溶物溶解
得到深蓝色 透明溶液
Cu(OH)2+ 4NH3 ＝[Cu(NH3)4]2＋+2OH−
一、配合物→配合物的应用
配合物的应用 可促进某些沉淀的溶解
金属的结构与结晶教案
金属的结构与结晶教案第一章：金属的结构1.1 金属原子的电子排布解释金属原子的电子排布特点，如自由电子的存在。
通过图示展示金属原子的电子排布。
1.2 金属键描述金属键的形成和特点，如金属原子之间的电子云共享。
使用模型或图示来解释金属键的概念。
1.3 金属的晶体结构介绍金属的晶体结构类型，如面心立方、体心立方和简单立方结构。
利用图示和实物模型来展示不同晶体结构的特点。
第二章：金属的结晶2.1 结晶过程解释金属结晶的过程，包括成核和生长阶段。
讨论影响结晶速率和晶体生长的因素。
2.2 晶粒大小和形状探讨晶粒大小和形状对金属性能的影响。
解释晶粒生长和晶界迁移的概念。
2.3 晶界的性质描述晶界的特点和性质，如晶界的能量和原子排列。
探讨晶界对金属性能的影响。
第三章：金属的塑性变形3.1 滑移机制解释金属塑性变形的滑移机制，如位错滑移。
使用图示和模型展示位错滑移的过程。
3.2 塑性变形的条件讨论金属发生塑性变形的条件，如应力、温度和晶体结构。
分析不同晶体结构对塑性变形的影响。
3.3 塑性变形的织构形成探讨塑性变形过程中织构的形成和变化。
解释织构对金属性能的影响。
第四章：金属的热处理4.1 退火处理解释退火处理的目的和过程，如消除晶界和改善塑性。
讨论退火处理对金属性能的影响。
4.2 固溶处理描述固溶处理的方法和目的，如提高金属的强度和硬度。
使用图示展示固溶处理过程中原子分布的变化。
4.3 时效处理解释时效处理的过程和作用，如形成沉淀相和提高金属的性能。
分析时效处理对金属性能的影响。
第五章：金属的腐蚀与防护5.1 腐蚀类型介绍金属腐蚀的类型，如均匀腐蚀、点蚀和腐蚀疲劳。
使用图示和实例来区分不同类型的腐蚀。
5.2 腐蚀原因讨论金属腐蚀的原因，如化学反应、电化学反应和微生物作用。
分析腐蚀过程的基本原理。
5.3 防护方法探讨金属腐蚀的防护方法，如涂层、阴极保护和腐蚀抑制剂。
解释各种防护方法的原理和应用。
第六章：金属的机械性能6.1 强度与韧性解释金属的强度和韧性概念。
高中化学选择性必修二 第3章第1节物质的聚集状态与晶体的常识教学设计下学期
第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识本节从实验室常见的固体引入，介绍了自然界中绝大多数固体都是晶体，晶体与非晶体的本质区别和性质上的差异。
晶体呈现多面体的外形是由于晶体中的粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的结果。
通过以铜晶体和铜晶胞为例，介绍了晶胞的概念和晶胞与晶体的关系。
教学时要注意运用多种教学媒体帮助学生理解教学内容，并让学生主动参与学习活动。
重点：晶体与非晶体的区别；晶体的自范性、各向异性，结晶的方法、对晶胞的认识 难点：晶体与非晶体的区别、对晶胞的认识多媒体调试、讲义分发【新课导入】20世纪前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。
【讲解】物质不同聚集状态的特点20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。
例如，氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
气态和液态物质也同样不一定都由分子构成。
例如，等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子）组成的整体上呈电中性的气态物质；又如，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
此外，还有更多的物质聚集状态，如晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
这些事实表明，描述的物质三态间的相互转化模型显然过于简单了。
【学生活动】除了三态，还有更多的物质聚集状态，如等离子体、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
【设疑】阅读［科学▪技术▪社会］中的等离子体、液晶。
总结等离子体、液晶态的概念、特征及应用。
【总结】1.等离子体(1)概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。
这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。
(2)特点：等离子体具有良好的导电性和流动性。
(3)应用运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等。
《第三章 第二节 分子晶体与共价晶体》教学设计教学反思-2023-2024学年高中化学人教版19选修
《分子晶体与共价晶体》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 掌握分子晶体与共价晶体的基本概念和区别。
2. 能够理解并解释一些典型物质（如水、二氧化碳、金刚石等）的晶体类型。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力，提高实验操作技能。
二、教学重难点1. 教学重点：分子晶体与共价晶体的基本概念，以及如何运用这些概念解释和预测物质晶体类型。
2. 教学难点：如何通过实验观察和分析物质晶体类型，以及如何运用所学知识解释复杂的化学现象。
三、教学准备1. 准备相关的PPT课件，包括图片、视频和案例等。
2. 准备实验器材，如显微镜、电子显微镜图片等。
3. 准备相关的教学模型，如分子结构模型和晶体的结构模型等。
4. 准备一些典型的物质样本，以便学生进行实验观察。
5. 设计一些开放性问题，用于课堂讨论和课后思考。
四、教学过程：本节课是《分子晶体与共价晶体》的第一课时，教学目标是让学生了解分子晶体和共价晶体的基本概念，掌握它们的基本性质和区别。
教学过程主要包括导入、讲解、讨论、实验、总结和作业等环节。
1. 导入：通过展示一些常见的分子晶体和共价晶体实物或图片，引导学生观察并思考它们的共同点和区别，从而引出本节课的主题。
2. 讲解：分别讲解分子晶体和共价晶体的基本概念、性质和区别。
在讲解过程中，可以通过一些实例来说明分子晶体和共价晶体的性质和应用。
同时，可以通过一些实验来帮助学生更好地理解分子晶体和共价晶体的性质。
3. 讨论：组织学生进行小组讨论，讨论分子晶体和共价晶体在生活中的应用、制备方法、稳定性等方面的区别和联系。
通过讨论，可以提高学生的思考能力和团队协作能力。
4. 实验：进行一些简单的实验，如展示不同类型分子晶体的熔点、沸点等物理性质，或者通过化学反应来制备一些常见的共价晶体，帮助学生更好地理解分子晶体和共价晶体的性质。
5. 总结：教师对教学内容进行总结，强调本节课的重点和难点，帮助学生梳理知识体系。
6. 作业：布置一些与本节课内容相关的作业，如让学生自行查找一些常见的分子晶体和共价晶体的性质和应用，或者设计一些简单的实验来验证所学知识。
金属的晶体结构课程设计
金属的晶体结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属晶体结构的基本概念，包括晶格、晶胞和晶面等；2. 使学生了解金属晶体结构的分类及其特点，如面心立方、体心立方和六方最密堆积等；3. 引导学生了解金属晶体结构与性能之间的关系，如塑性、韧性、硬度等。
技能目标：1. 培养学生运用X射线衍射、电子显微镜等实验方法分析金属晶体结构的能力；2. 培养学生运用模型构建、计算软件等工具，对金属晶体结构进行预测和计算的能力；3. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题，如优化金属加工工艺、提高材料性能等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属晶体结构研究的兴趣，激发其探索科学的精神；2. 培养学生关注金属材料在实际应用中的性能和可持续发展，提高其社会责任感和使命感；3. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人分享、交流学术观点和成果。
本课程针对高中年级学生，结合学生特点和教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生的科学思维和动手能力。
课程目标旨在使学生在掌握金属晶体结构基本知识的基础上，能够运用所学分析和解决实际问题，同时培养学生的情感态度价值观，为我国金属材料领域培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 金属晶体结构基本概念：晶格、晶胞、晶面、晶向等；- 教材章节：第二章第三节2. 金属晶体结构的分类及特点：面心立方、体心立方、六方最密堆积等；- 教材章节：第二章第四节3. 金属晶体结构与性能关系：塑性、韧性、硬度等；- 教材章节：第二章第五节4. 实验研究方法：X射线衍射、电子显微镜等；- 教材章节：第三章第一节5. 金属晶体结构模型构建与计算：模型构建、计算软件等；- 教材章节：第三章第二节6. 金属晶体结构在实际应用中的优化：金属加工工艺、材料性能等；- 教材章节：第三章第三节教学内容安排和进度：第一课时：金属晶体结构基本概念及分类第二课时：金属晶体结构与性能关系第三课时：实验研究方法及金属晶体结构模型构建第四课时：金属晶体结构在实际应用中的优化三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解金属晶体结构的基本概念、分类及性能关系等理论知识。
《第三章 第三节 金属晶体与离子晶体》教学设计
《金属晶体与离子晶体》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解金属晶体和离子晶体的基本观点。
2. 掌握金属键和离子键的形成原理。
3. 能够区分金属晶体和离子晶体，并能够应用所学知识诠释生活中的实例。
二、教学重难点1. 金属键和离子键的形成。
2. 离子晶体的结构和性质。
3. 金属晶体的电子结构和物理性质。
三、教学准备1. 准备PPT课件，包括图片、图表和相关案例。
2. 准备金属晶体和离子晶体的实物样品，如水晶、金属钠等。
3. 准备实验器械，如试管、烧杯等，用于演示金属晶体的导电性实验。
4. 准备一些习题，用于教室练习和测试。
四、教学过程：（一）导入新课1. 回顾金属钠、镁、铝等金属的物理性质，如颜色、状态、光泽、密度等。
2. 引出金属的分类问题，强调金属晶体与离子晶体在结构上的差别。
（二）讲授新课1. 金属晶体的结构（1）介绍金属键观点，强调金属阳离子与自由电子之间的强烈互相作用。
（2）展示不同金属晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。
（3）通过实验展示金属晶体的导电、导热、延展性等性质。
2. 离子晶体的结构（1）介绍离子键观点，强调阴阳离子之间的强烈互相作用。
（2）展示不同离子晶体的结构模型，让学生观察并分析其特点。
（3）通过实验展示离子晶体的一些性质，如硬度、脆性等。
3. 金属晶体与离子晶体的比较（1）比较金属键与离子键的异同点。
（2）分析金属晶体与离子晶体在物理性质上的差别。
4. 离子晶体性质实验（1）展示钠、镁、铝等金属阳离子的水解过程，说明由此引起的化学性质特点。
（2）演示不同类型离子晶体的熔点、沸点等物理性质的比较实验，帮助学生理解晶体类型对物质性质的影响。
（三）小组讨论组织学生分组讨论以下问题：1. 金属晶体与离子晶体在结构上的主要区别是什么？2. 影响金属晶体与离子晶体物理性质的主要因素是什么？3. 如何根据晶体的结构预计物质的性质？（四）教室小结1. 总结金属晶体与离子晶体的结构特点。
材料研究方法-第三章X射线衍射分析
X射线衍射分析的优势和局限性
1 优势和应用价值
X射线衍射分析能够提供高分辨率的晶体结构信息，可用于研究材料相变、配位化学、催 化作用等领域。
2 局限性
X射线衍射分析只对晶体材料适用，对非晶态和纳米材料无法应用。
X射线衍射分析实例
1
研究锂离子电池电解质固体界面的晶体结构
Hale Waihona Puke 用单晶X射线衍射仪分析高效锂离子电解质与电极材料的交界面结构。
材料研究方法-第三章X射 线衍射分析
欢迎来到材料研究方法-第三章：X射线衍射分析。在这个演示中，我们将介 绍X射线衍射分析的原理、应用及其优势和局限性。让我们来探索这项有趣的 技术！
X射线衍射分析概述
定义和原理
X射线衍射分析是通过分析X射线穿过材料时的 衍射模式，探究材料的晶体结构和组成的技术。
仪器和设备
2
研究含铁亚铁酸盐的质子传导性质
通过Powder X射线衍射技术研究不同硅酸盐基质中铁亚铁酸盐的晶体结构和质 子导电机制。
3
研究金属氧化物的杂质掺杂过程
用Texture X射线衍射仪研究镉氧化物和钴氧化物的杂质掺杂过程，探究了掺杂 元素对材料结构的影响。
X射线衍射分析在材料研究领域中的应用
材料结构
材料相变
• 研究分子晶体的结构和 功能性固体材料的结构
• 探究半导体中的晶格畸变等
• 研究金属的相变和相变 动力学
• 分析材料在不同温度下 的相变特性
配位化学
• 研究金属络合物和配位 化合物的晶体结构和配
• 位探键究不同金属离子之间 的配位作用
新兴技术趋势-暴露在X射线下的人体结构
除了材料研究，X射线衍射技术还被应用于医学领域。最近，有研究者使用层析技术来分析复杂的人体结构， 如神经系统。这为神经疾病的诊断和治疗提供了新的思路。
矿物晶体化学
海泡石晶体结构
第二章 原子结构
2－1 玻尔原子模型 2－2 现代的量子力学原子模型 2－3 原子轨道 2－4 原子轨道能级图 2－5 核外电子排布 2－6 元素周期表 2－7 原子性质的周期性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2－1 玻尔原子模型
连续光谱 线状光谱 原子光谱 玻尔氢原子模型
玻尔氢原子模型
海泡石属于海泡石一坡缕石粘土矿物族， 是一种无毒无害的镁质粘土矿物，理想 晶体的化学式为 {Mg8[Si12O30](OH)4(OH2)4}·8H2O。
海泡石晶体结构
海泡石晶体化学
海泡石的结构，由两层硅氧四面体片之间 夹一层金属阳离子，组成八面体片构成， 为2∶1型,两层硅氧四面体片各有六个硅氧 四面体，其顶端的氧原子朝向八面体片， 并与八面体片Mg 2+相连接，组成结构单位 层, 层的厚度为0.645nm，宽度相当于六个 硅氧四面体的宽度。
案例二、菱铁矿的晶体化学
案例二、菱铁矿的晶体化学
菱铁矿化学式FeCO3 （FeO 62.01 CO2 37.99） 常有 Mg、 Mn及Ca等类质同象混入物。 三方晶系 相对密度3.7—4.0， 硬度4。
[CO3]2-
[CO3]2-的半径为0.255nm？ Vp=(4+0+2)/2=3 中心分子价层为sp2杂化轨道伸展方向为正三角形
海泡石的特点
由于海泡石有着这种独特的结构，具有 开阔的层间孔道和较大的比表面积，因 而具有吸附离子和一些有机物的能力并 且吸附能力大于任何粘土。
讨论什么是矿物晶体化学 的内涵和外延？
《矿物晶体化学》研究内容到底是什么？
矿物晶体化学
第一章 矿物晶体化学的内涵和外延 第二章 化学基础之一——原子结构 第三章 化学基础之二——分子结构 第四章 化学基础之三——晶体结构 第五章化学基础之四——
《晶体的常识》教案最全版
《晶体的常识》教案最全版第一章：引言1.1 教学目标让学生了解晶体的基本概念和特性。
激发学生对晶体研究的兴趣。
1.2 教学内容晶体的定义与分类晶体的基本特性1.3 教学方法采用问题导入法，引导学生思考和探索晶体的概念和特性。
通过实物展示和图片观察，帮助学生直观地理解晶体的形态和结构。
1.4 教学评估学生参与课堂讨论和问题解答的情况。
学生完成课后作业的情况。
第二章：晶体的结构2.1 教学目标让学生了解晶体结构的基本类型和特点。
培养学生分析晶体结构的能力。
2.2 教学内容晶体结构的基本类型：面心立方、体心立方、六方最密堆积、简单立方等。
晶体结构的描述方法：空间点阵、球棍模型等。
2.3 教学方法通过模型展示和动画演示，帮助学生直观地理解晶体结构的特点。
采用小组讨论法，让学生通过合作分析不同晶体结构的异同。
2.4 教学评估学生参与小组讨论和问题解答的情况。
学生完成课后作业的情况。
第三章：晶体的性质3.1 教学目标让学生了解晶体的一些基本物理性质。
培养学生运用晶体性质解决问题的能力。
3.2 教学内容晶体的一些基本物理性质：熔点、硬度、导热性、导电性等。
晶体性质与晶体结构的关系。
3.3 教学方法通过实验和观察，让学生亲身体验晶体性质的表现。
采用案例分析法，让学生通过具体实例理解晶体性质的应用。
3.4 教学评估学生参与实验和观察的情况。
学生完成课后作业的情况。
第四章：晶体的应用4.1 教学目标让学生了解晶体在科学技术中的应用。
培养学生对晶体应用的兴趣和认识。
4.2 教学内容晶体在材料科学中的应用：金属、半导体、绝缘体等。
晶体在光学和电子学中的应用：液晶、光电器件等。
4.3 教学方法通过图片和实物展示，让学生了解晶体的应用实例。
采用小组讨论法，让学生探讨晶体应用的原理和优势。
4.4 教学评估学生参与小组讨论和问题解答的情况。
学生完成课后作业的情况。
第五章：总结与展望5.1 教学目标让学生总结晶体常识的主要内容和收获。
晶体的常识晶胞教学设计复习进程
晶体的常识晶胞教学设计复习进程.docx晶体的常识（晶胞）教学设计教学设计第三章第一节晶体的常识（晶胞）江苏省如东高级中学张霞教学设想从教材看，本章首先从人们熟悉的固体出发，把固体分为晶体和非晶体两大类，弓I出了晶体的特征和晶胞的概念。
晶胞是描述晶体结构的基本单元，是研究晶体结构的最基本概念，教科书利用图片、比喻等方式介绍了晶体与晶胞的关系，并通过例子介绍了如何计算晶胞中所含的原子数。
本教案选择晶胞作为学生自主学习的课题，试图利用多媒体课件和形象比喻等教学方式，使学生建构起晶胞的概念，通过动手制作晶胞模型并把自己制作的晶胞模型拼凑成晶体模型，体会晶胞与晶体之间的关系；再以课本上的问题设置矛盾，通过学生自学讨论，教师的适当点拨，总结归纳出一个晶胞中平均所含粒子个数的计算方法，在此过程中，提升学生的空间想象能力。
一、教学目标分析知识与技能1了解晶体与晶胞的关系，体会由晶胞“无隙并置”构成晶体的过程2通过自学讨论，掌握不同晶胞中平均所含粒子个数的计算方法。
过程与方法1运用多种教学媒体，借助形象的比喻，帮助学生建构抽象的空间结构2知道研究晶体结构的一般方法。
情感态度和价值观1、进一步形成求真务实、勤于思考的科学态度；形成敢于质疑、勇于创新的科学精神二、教学内容分析对本节教学内容的处理方法：利用多媒体演示若干晶体和晶胞，组织学生讨论晶体与晶胞的关系，动手制作晶胞模型，引导学生建立以晶胞为基本结构研究晶体的思想，结合课本图39依次是金属钠、金属锌、碘、金刚石晶胞的示意图，数一数它们分别平均含几个原子。
巩固练习教材P67习题3下图的晶胞中各含有几个原子教后反思：晶胞，是连接宏观晶体与微观原子之间的桥梁。
晶胞是晶体微观结构的最基本单元，要研究晶体，必须先了解晶胞。
虽然本教学案例侧重自主讨论的学习方式，但在教学过程中，基于教学内容的基础性和抽象性，我还是充分利用了多种教育、教学资源，比如多媒体演示了多幅晶体和晶胞的图片，比如让学生自己动手制作晶胞模型并拼制成晶体模型，以使学生对晶胞有一个比较形象和具体的认识，然后再进行问题情境的创设（即晶胞中显示的原子是否全部为此晶胞所包含），使学生比较顺利的完成了自主学习的任务，在此基础上，又进行了一定的变化，把立方晶胞拓展到棱柱晶胞，使学生对问题的认识得到深化，同时也完成了化学知识和技能方面的自我建构。
聊城大学《材料物理化学》第三章玻璃体
是理想的窗户材料。
卫星天线
卫星天线的反射面需要具有高精 度和高稳定性，玻璃体作为基底 材料具有良好的热稳定性和机械
性能。
火箭燃烧室
玻璃体在火箭燃烧室中作为透明 观察窗材料，能够承受高温和高 压环境，同时保持良好的透明度
和机械性能。
THANKS
玻璃体在受热时，体积 会随着温度的升高而增 大，表现出热膨胀的特
性。
热稳定性
玻璃体通常具有较好的 热稳定性，能够在一定 温度范围内保持其结构
和性质稳定。
热导率
玻璃体的热导率较低， 意味着其传热性能较差， 这与其内部结构有关。
比热容
玻璃体的比热容较大， 意味着其吸收热量时温
度变化较小。
电学性质
绝缘性
聊城大学《材料物理化学 》第三章玻璃体
• 引言 • 玻璃体的组成与结构 • 玻璃体的物理性质 • 玻璃体的化学性质 • 玻璃体的制备方法 • 玻璃体的应用案例
01
引言
玻璃体的定义
01
玻璃体是一种非晶态的无序固体 ，其原子或分子的排列呈现长程 无序的结构。
02
它通常由高温熔融状态快速冷却 形成，内部原子或分子没有足够 的时间进行结晶排列。
烧结法制备玻璃体的过程是将玻璃粉末混合物加热至高温，使其发生粘性流动 和塑性变形，然后冷却固化。烧结法制备的玻璃体具有较高的硬度和耐磨性， 广泛应用于陶瓷和玻璃制品的制造。
溶胶-凝胶法
总结词
通过将原料溶液进行水解、缩合反应形成凝胶，再将凝胶干燥、烧结制备玻璃体的方法。
详细描述
溶胶-凝胶法制备玻璃体的过程是将原料溶液进行水解、缩合反应形成溶胶，溶胶经陈化后形成凝胶，再将凝胶 干燥、烧结制备出玻璃体。溶胶-凝胶法制备的玻璃体具有纯度高、颗粒细、均匀性好等优点，广泛应用于光学、 电子和微纳器件等领域。
3《离子晶体》教案
3《离子晶体》教案第一章：离子晶体的概念与特点1.1 离子晶体的定义1.2 离子晶体的构成元素1.3 离子晶体的特点1.4 离子晶体的命名规则第二章：离子晶体的空间结构2.1 简单立方堆积2.2 面心立方堆积2.3 体心立方堆积2.4 六方最密堆积2.5 离子晶体的晶胞参数计算第三章：离子晶体的化学键3.1 离子键的定义与特点3.2 离子键的形成与断裂3.3 离子键的类型与性质3.4 离子键在晶体中的应用第四章：离子晶体的物理性质4.1 离子晶体的熔点与沸点4.2 离子晶体的硬度与脆性4.3 离子晶体的导电性4.4 离子晶体的热膨胀性第五章：离子晶体的应用5.1 离子晶体在材料科学中的应用5.2 离子晶体在化学工业中的应用5.3 离子晶体在医药领域中的应用5.4 离子晶体在其他领域的应用第六章：离子晶体的制备方法6.1 离子晶体的实验室制备6.2 离子晶体的工业制备6.3 离子晶体制备过程中的问题与解决方法6.4 离子晶体的纯化与鉴定第七章：离子晶体的X射线衍射分析7.1 X射线衍射原理简介7.2 离子晶体X射线衍射的实验装置7.3 离子晶体X射线衍射数据的收集与处理7.4 离子晶体结构参数的确定与分析第八章：离子晶体的谱学表征8.1 红外光谱8.2 核磁共振谱8.3 质谱8.4 X射线光电子能谱8.5 离子晶体谱学表征的综合应用第九章：离子晶体的应用实例分析9.1 常见离子晶体应用实例9.2 离子晶体在材料科学中的应用案例分析9.3 离子晶体在化学工业中的应用案例分析9.4 离子晶体在医药领域中的应用案例分析第十章：离子晶体的研究与进展10.1 离子晶体研究领域的新动态10.2 离子晶体新材料的设计与合成10.3 离子晶体性能的优化与改性10.4 离子晶体在可持续发展中的应用前景重点和难点解析一、离子晶体的定义与特点重点：离子晶体的构成元素、特点、命名规则难点：对离子晶体微观结构的理解和命名规则的应用二、离子晶体的空间结构重点：简单立方堆积、面心立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积难点：离子晶体晶胞参数计算和不同堆积方式的理解三、离子晶体的化学键重点：离子键的定义与特点、离子键的形成与断裂、离子键的类型与性质难点：离子键在晶体中的应用和离子键的类型与性质的区分四、离子晶体的物理性质重点：离子晶体的熔点与沸点、硬度与脆性、导电性、热膨胀性难点：离子晶体物理性质背后的微观机制五、离子晶体的应用重点：离子晶体在材料科学、化学工业、医药领域的应用难点：离子晶体在不同领域应用的原理和实际应用案例的分析六、离子晶体的制备方法重点：离子晶体的实验室制备和工业制备难点：离子晶体制备过程中的问题与解决方法、纯化与鉴定七、离子晶体的X射线衍射分析重点：X射线衍射原理简介、离子晶体X射线衍射的实验装置难点：离子晶体X射线衍射数据的收集与处理、结构参数的确定与分析八、离子晶体的谱学表征重点：红外光谱、核磁共振谱、质谱、X射线光电子能谱难点：谱学表征技术的选择和谱图解析九、离子晶体的应用实例分析重点：常见离子晶体应用实例的分析难点：材料科学、化学工业、医药领域中离子晶体应用的案例分析十、离子晶体的研究与进展重点：离子晶体研究领域的新动态、新材料的设计与合成难点：离子晶体性能的优化与改性及其在可持续发展中的应用前景全文总结和概括：本教案围绕离子晶体的基本概念、结构、性质和应用进行了详细的阐述。
互联网搜索教案化学选修三第三章第一节
学
过程与方法
目 情感 态度与价值观
标
教 学 重 点 教 学 难 点 教 学 方 法 及 手 段
晶体与非晶体的本质差异
晶体与非晶体的本质差异，晶体的物理性质
1．运用观察，分析，对比，讨论等方法引导学生自主学习 2．运用多媒体辅助教学 3.运用实物及实验辅助教学
五．教学过程
教学 环节 导入
教师活动
学生活动
教 学 资 源
结合试验加深印象
总 结
晶体的性质
1.晶体内部质点和外形质 点排列的高度有序性。 2、有固定的熔点。 3、有各向异性。
练习
课后习题
作业
预习下一节内容
板书 设计
第三章 晶体和结构与性质 第一节 晶体的常识 一、晶体与非晶体
1、晶体：具有规则几何外形的固体。 2、非晶体：不具规则几何外形的固体。 3、晶体与非晶体的本质差异 4、晶体具有自范性的条件 晶体的生长速率适当 快速冷却 玛瑙 熔融态 SiO2 缓慢冷却 水晶 二、晶体的特点 1、晶体内部质点和外形质点排列的高度有序性。 2、有固定的熔点。 3、有各向异性。 三、晶体的制备 1、晶体制备的途径 ⑴熔融态物质凝固 ⑵气态物质凝华 ⑶溶质从溶液中析出 教学 反思 通过图片来引发学生的学习兴趣，起到很好的效果，自主分析的过程开动了学生的脑筋， 使学生成为了课堂的主人，实验进一步加深学生的印象，关键在于课前的预习，学生对于课 堂内容有了一定的了解，学习起来事半功倍。 图 1：/shejituku/jingwuxilie/shishangshehuazhubao/0960070071.htm 图 2：/6000/boyashiyuan/485b27f6c17cce55ec3838418b9a5516.jpg 图 3：/file3/curiopicfile/201103/gucn_20110309183517113619pic2.jpg 图 4：/file/CurioPicfile/200911/Gucn_2009112720536105028Pic5.jpg 图 5：/supplyimg/2011-05-27/20115279434273899.jpg 图 6：/uploadfile/picture/uploadpics/200508/%% 5D2005081111042133.jpg 图 7：/baike/pic/item/3bc6f750a7d97e771138c204.jpg 图 8：/wszb/2004-08/05/xin_2508010504553751709341.jpg 图 9：/res2006/data/hep/03/main/chap5/image/small/p5_80_small.JPG 图 10：/uploads/hdpic/a0_72_10_01300000426763124732107360140_s.jpg
材料科学基础点缺陷
第 三 章
点缺陷的平衡浓度
2 点缺陷的平衡浓度 （ 1 ）点缺陷是热力学平衡的缺陷－ 在一定温度下， 晶体中总是存在着一定数量的点缺陷（空位），这时体系 的能量最低－具有平衡点缺陷的晶体比理想晶体在热力学 上更为稳定。（原因：晶体中形成点缺陷时，体系内能的 增加将使自由能升高，但体系熵值也增加了，这一因素又 使自由能降低。其结果是在G-n曲线上出现了最低值，对 应的n值即为平衡空位数。） （2）点缺陷的平衡浓度 C=Aexp(-∆Ev/kT)
6
(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning
第三章 晶体结构缺陷
一 点缺陷
第 一 节 点 缺 陷
第 三 章
7
第 三 章
第三章 晶体结构缺陷
一 点缺陷
肖脱基空位 弗兰克尔空位
第 一 节 点 缺 陷
8
第 三 章
点缺陷的形成
构成晶体的所有原子总是以其平衡位置为中心 进行热振动 原子热振动的平均能量与晶体所 处的温度有关，温度越高，平均能量越大。当 温度一定时，原子热振动的平均能量是一定的 但是各原子在同一瞬间的热振动能量并不相同， 面且同一原子在不同瞬间的能量也不相同，也 就是说各原子的能量总是处于不断起伏变化之 中，这种现象称为能量起伏．由于能量起伏， 总有一些原子的能量大到足以克服周围原子对 它的束缚，就有可能迁移到别处，这样在原来 的平衡位置上出现空结点，称为“空位”。
9
其它点缺陷
晶体中的点缺陷除了包括空位、 间隙原子、置换原子外，还包括 由这些基本点缺陷组成的三维方 向上的尺寸都很小的复杂缺陷， 例如空位对或空位片等．
10
点缺陷对晶体结构的影响
空位和间隙原子都将使周围原子间作 用力失去平衡，点阵产生弹性畸变， 形成应力场，引起晶体内能升高。 点缺陷形成能：点缺陷的引入使得晶 体内能升高，这部分增加的能量称为 点缺陷形成能。通常空位引起的晶格 畸变小于间隙原子的晶格畸变，空位 形成能也小于间隙原子形成能。
《第三章 第二节 分子晶体与共价晶体》教学设计
《分子晶体与共价晶体》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解分子晶体和共价晶体的基本观点。
2. 掌握分子晶体和共价晶体之间的区别和特点。
3. 能够识别不同类型的分子晶体和共价晶体。
4. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：分子晶体和共价晶体的基本观点以及它们之间的区别。
2. 教学难点：识别不同类型的分子晶体和共价晶体，以及培养观察、分析和解决问题的能力。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包含图片、图表和相关案例。
2. 准备相关实验器械，进行必要的实验准备。
3. 准备一些典型的分子晶体和共价晶体的实物样品。
4. 准备一些练习题和思考题，供学生课后稳固和思考。
5. 安排学生进行课前预习，提前了解相关基础知识。
四、教学过程：本节课是《分子晶体与共价晶体》的第一课时，教学内容主要包括分子晶体和共价晶体的观点、分类以及一些常见分子晶体和共价晶体的性质。
教学过程分为以下几个环节：1. 引入课题：通过展示一些常见的分子晶体和共价晶体实物或图片，引导学生观察并思考它们的性质和特点，从而引出课题。
2. 讲解观点：详细介绍分子晶体和共价晶体的观点，包括它们的特点、形成条件等。
可以通过举例、类比等方式帮助学生理解。
3. 讲解分类：介绍分子晶体和共价晶体的常见分类方法，如按照构成晶体的粒子类型、键的类型等。
通过比照不同类型晶体的性质和特点，帮助学生掌握分类方法。
4. 实验探究：设计一些实验，让学生亲自动手操作，观察和分析实验现象，从而了解常见分子晶体和共价晶体的性质。
例如，可以让学生观察二氧化碳晶体在不同温度下的变化，从而了解其熔点、沸点等性质。
5. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，让他们讨论常见分子晶体和共价晶体的性质、特点和用途等。
通过小组讨论，帮助学生深入理解所学知识，培养他们的分析和解决问题的能力。
6. 教室小结：对本节课所学的知识点进行总结，强调重点和难点，帮助学生稳固所学知识。
体验科学探究过程 回归原生态课堂——《金属晶体》案例分析
原 生态课 堂是新课 程理论基础 中生命 观 、 发展 观和 原生态观 的教学论诠 释 ， 是对传统课 堂 的解构 和合 理性 超越 。高中化学 的原生态课堂力求体现 “ 生本 ” 的课 堂 、 “ 情境” 的课堂 、 “ 体验 ” 的课 堂 、 “ 合作 ” 的课堂 、 “ 愉悦 ” 的 课堂 ， 如何让学 生体验科学探究 的过程是化学教 师进行
一
［ ２ ］ 王磊 主编． 中学化 学实验及教 学研 究［ Ｍ］ ． 北京 ： 北京师 范
大学出版社 ． ２ ０ ０ ９ ［ ３ ］ 张克龙． 构建高效课 堂的教学策略 ［ Ｊ ］ ．中学化 学教 学参
考， ２ ０ １ ２ ， （ ８ ）
［ ４ ］ 黄旭文冲 学化学课堂探 究教 学 中的教 学策略研 究［ Ｄ ］ ． 福
合作 探究相结合 ， 去解决疑难 问题 ， 以“ 引导一 互动一 探 究” 教学法来还 原高 中化学原 生态 的课堂 。在 这节课 中 多媒体 课件 制作 与学生 自制教具 完美 的结合是 体验 式
教学得 以实现 的有效保证 ， 在二 维空间里微粒 的排列 由
学生 自己完成 ， 让 学生体会 成功 的喜悦 ， 到三 维空 间的 排列时 ， 老师将学 生分组 ， 通过小组 合作来完成 ， 培养学 生寻求合作的团队精神。在“ 交流成果 ” 环节 中所提 出的 问题 以及普遍存 在 的模糊认识 进行讨论 ， 在互 动探究 的 过程 中， 大家思维相互碰撞 ， 撞 击出创造思维 的火花 。
参考文献
［ １ ］ 王祖浩． 普通 高中课程标准实验教科 书・ 物质结构与性质 ［ Ｍ］ ． 南京 ： 江苏教育 出版社 ， ２ ０ ０ ７
金属学 晶体结构 案例
金属学晶体结构案例
那我就开始讲个关于金属学晶体结构的有趣案例哈。
咱就说铁这种金属吧。
铁的晶体结构就像一群特别守纪律的小士兵在排队，在不同的条件下呢，还会排不同的队形。
在常温下，铁是体心立方结构。
你可以想象一下啊，有一个立方体的小房间，在这个房间的每个角上都站着一个小铁原子，这就像八个小士兵站在房间的八个角上。
然后呢，在这个立方体的正中心，还有一个小铁原子，这个就像是在房间正中间站着一个小队长。
这种结构让铁在常温下就有一定的强度和硬度。
比如说，咱平常看到的那些铁制的小工具啊，像小锤子之类的，就是因为铁的这种体心立方结构才这么结实。
再比如说铝合金。
铝合金在航空航天领域可是大明星呢。
铝合金里面的铝晶体结构也是很有讲究的。
铝一般是面心立方结构，这就像之前说的铁在高温下的那种结构。
但是呢，往铝里面加入一些其他的金属元素，比如说铜、镁之类的，就像给这个小士兵的队伍里加入了一些特殊技能的新成员。
这些新成员会打乱原来铝原子那种整齐的面心立方结构，产生一些新的晶体结构特点。
这样一来，铝合金就既有铝的轻便性，又有了更好的强度、硬度和抗腐蚀性。
就像给一个本来就很灵活的运动员穿上了一身坚固又轻便的盔甲，让它在航空航天这种要求超高的领域里大显身手，像飞机的机翼很多就是用铝合金做的，又轻又结实，能承受很大的力量呢。
你看，这晶体结构就像金属内部的小秘密一样，决定了金属的好多性能，是不是很有趣呢？。
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当由数目众多的S轨道组成晶体时，金属原子只有按紧密
的方式堆积起来，才能使各个S轨道得到最大程度的重叠，使
晶体结构最为稳定。
3.金属原子形成晶体时结构上的差异
为什么有的金属形成 A1 型结构，而有的形成 A2 或 A3 型 结构？
周期表中IA族的碱金属原子最外层电子皆为ns1，为了
实现最大程度的重叠，原子之间相互靠近一些较为稳定， 配位数为 8 的一圈其键长比配位数为 12 的一圈之键长短一 些，即A2型(体心堆积)结构。
[0,1/2,1/2]，[1/2,0,1/2]，[1/2,1/2,0]。晶 胞中所含原子数为4。
1 1 8 6 4 8 2
体心立方结构
常见体心立方的金属有-Fe、V、Mo等， 晶格中原子坐标为[0,0,0]，[1/2,1/2,1/2]。 晶胞中原子数为：
1 8 1 2 8
所包含的原子数为：
1 1 12 2 3 6 6 2
2.金属中原子紧密堆积的化学基础
由于金属元素的最外层电子构型多数属于 S型，而 S型轨
道没有方向性，它可以与任何方向的相邻原子的 S轨道重叠，
相邻原子的数目在空间几何因素允许的情况下并无严格的限
制，因此，金属键既没有方向性，也没有饱和性。
0.01%左右。所以，有些金属常温下采用六方最紧密堆积，
而在高温下由于A1的无序性比A3大，即A1型比A3型具有更 高的熵值，所以由 A3 型转变到 A1 型时，熵变 S0 。温度 升高， TS 增大， G=H － TS0 ，因此，高温下 A1 型结 构比较稳定。
4.金属键的结构特征及金属的特性
密排六方结构
Zn、Mg、Li等是常见的密排六方结构的金属，原
子分布除了简单六方点阵的每个阵点[0,0,0]上有原子 外，在六方棱柱体内还有3个原子。如用平行六面体坐 标表示，其坐标为[1/3,2/3,1/2]或[2/3,1/3,1/2]。在 六方柱晶胞中，顶点的每个原子为6个晶胞所共有，上
下底面中心的原子为2个晶胞所共有，所以六方柱晶胞
具有12个滑移系统，即4个{111}面、3个滑移方向<110>，故
共有 4×3=12 个滑移系统。该面上原子堆积密度最大，相互
平行的原子面间距离也最大。非金属晶体，如刚玉（ Al2O3 ）只有1个滑移面（001）和2个滑移方向，塑性变形受 到严格限制，表现出脆性。
二、非金属元素单质的晶体结构
1.惰性气体元素的晶体
第三章 晶体结构
单质晶体结构
无机化合物结构
硅酸盐晶体结构
3.1 单质晶体结构
同种元素组成的晶体称为单质晶体。
一、金属晶体的结构 二、非金属元素单质的晶体结构
一、金属晶体的结构
1.常见金属晶体结构
（a）面心立 （b）体心立方 方（A1型） （A2型）
（c）密排六方 （A3型）
典型金属的晶体结构是最简单的晶体结构。由于金属 键的性质，使典型金属的晶体具有高对称性，高密度的特
来的周期性而未改变。
晶体中的原子面在外力作用下能否顺利实现滑移，取
决于晶体中滑移系统（由一个滑移面和一个滑移方向构成 一个滑移系统）的多少。滑移系统越多，越容易产生塑性 变形。反之，滑移系统越少，材料的脆性越大。 典型的金属结构，由于结合力没有方向性和饱和性、
配位数高、结构简单等原因，易产生滑移。共价晶体（如
点。常见的典型金属晶体是面心立方、体心立方和密排六
方三种晶体，其晶胞结构如图所示。另外，有些金属由于 其键的性质发生变化，常含有一定成分的共价键，会呈现 一些不常见的结构。锡是A4型结构（与金刚石相似），锑 是A7型结构等。
面心立方结构
常见面心立方的金属有Au、Ag、Cu、Al、
-Fe等，晶格结构中原子坐标分别为[0,0,0]，
1)金属或合金在组成上不遵守定比或倍比定律
金属键和离子键都没有方向性和饱和性。在离子晶 体中，为了保持电中性，正负离子在数目上具有一定比 例，即离子晶体中的正负离子在数目上符合化学中的定
比或倍比定律。在金属或合金中，电中性并不取决于各
种原子的相对数目，因此，金属往往很容易形成成分可 变、不遵守定比或倍比定律的金属化合物 。
IB族的铜、银、金在其最外层电子 4s1、5s1、6s1内都
有d10 的电子构型，即d轨道五个方向全被电子占满。这些
不参与成键的 d 轨道在原子进一步靠近时产生斥力，使原 子不能进一步接近，因此，接触距离较大的 A1型结构就比
较稳定。
2
A1 和 A3型最紧密堆积结构之间也有差异。在两种结 构中每个原子周围均有12个最近邻原子，其距离为r；有 6个次近邻原子，其距离为1.414r；从第三层近邻起，两 种堆积有一定差别。根据计算，这种差别可以导致六方 最紧密堆积的自由焓比面心立方最紧密堆积的自由焓低
惰性气体在低温下形成的晶体为 A1 （面心立
方）型或 A3 （六方密堆）型结构。由于惰性气体
原子外层为满电子构型，它们之间并不形成化学
键，低温时形成的晶体是靠微弱的没有方向性的
范德华力直接凝聚成最紧密堆积的 A1 型或 A3 型分
子晶体。
2.其它非金属元素单质的晶体结构 —休谟-偌瑟瑞（Hume-Rothery）规则
2) 金属或合金在力学性能上表现出良好的塑性和
延展性
金属的弹性变形起因于金属中的原子面在外力
作用下沿某个特定原子面的某个特定方向的滑移。
实验发现，铝晶体受拉力作用后，晶体变长，并不
是原子间距离增大，而是晶体中各部分沿（ 111 ）
晶面在 [110] 方向上移动了原子间距的整数倍。所
以，晶体虽然变长，但晶体中原子间距仍然保持原
金刚石）结构，要使滑移方向、键角方向、滑移周期都刚
好一致是比较困难的。在离子晶体中，虽然离子键也没有
方向性和饱和性，但滑移过程中在许多方向上有正负离子 吸引、相邻同号离子排斥，使滑移过程难以进行。
在金属晶体中，其延展性也有差异。铜、银、金等金 属的延展性非常好，这是因为铜、银、金晶体中存在完整的 d 电子层，d 电子层有互斥作用，使 s 电子重叠时不能进一步 靠近，从而形成接触距离较大的 A1 型结构。而 A1 型结构比 A2 、 A3 型结构和其它更复杂的结构有更多的滑移系统。 A1 型金属