【提问】观察SiO2晶体结构,思考构成一个最小的环需多少个原子?以Si原子为中心的Si―O键之间的键角为多少度?

观察并回答问题:需12个原子。键角:109°28′。

教师活动

【板书】

【软件或模型展示】干冰晶胞结构。

【提问】观察干冰的晶胞结构,计算每个晶胞中含有CO2分子的个数?

学生活动

观察并回答问题:4个。

【提问】在干冰晶体结构中,每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子的个数?干冰的晶胞结构与我们见过的哪种结构相似?

观察并回答问题:每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子有12个。这13个CO2分子的位置关系相当于NaCl晶体中的13个Na+离子或13个Cl-离子的位置关系。

【小结】在研究各类晶体代表物的结构时,我们展开了空间想象,解决了“化学式的由来、求与之最近且等距离的微粒个数、键角、最小圆环”等问题;同时运用分析推理能力,计算出每个微粒为几个这样的单元所共有,解决了“晶体中微粒的个数比、化学键的数目”等问题。从而提高了我们的观察、想象和分析问题的综合能力。

 

第二课时

 

教师活动

【复习引入】上节课我们研究了各类代表物的结构,位于不同位置的微粒提供给一个晶胞的数值各是多少?

学生活动

回忆并回答问题:

位于晶胞顶点的微粒,实际提供给晶胞的只有1/8;

位于晶胞棱边的微粒,实际提供给晶胞的只有1/4;

位于晶胞面心的微粒,实际提供给晶胞的只有1/2;

位于晶胞中心的微粒,实际提供给晶胞的只有1。

【过渡】本节课我们将运用上节课研究问题的方法通过典型实例进行更深层次的问题讨论。

1  C60是碳单质家族中的新成员,已知每个碳原子与其它三个碳原子相连。请根据碳的成键方式计算C60分子中存在______条C―C单键;______条C=C双键?

【引导】题目给出了哪些直接信息,是否有隐藏信息?

分析得出答案:直接信息:C60分子中的每个碳原子与其它三个碳原子成键;间接信息:C60是一种单质,分子中有60个原子;注意从碳原子的成键方式思考问题。

【提问】碳原子如何成键?

回答问题:碳原子通过4条共价键与其它原子成键。

【提问】每个碳原子拥有多少条C-C单键和多少条C=C双键才能满足碳原子的成键方式?画出碳原子的成键方式图。

思考问题,画出碳原子的成键方式图:

晶体中的微粒个数比=“微粒提供给每个晶胞的数值×晶胞中微粒个数”之比。</PGN0057.TXT/PGN>

教师活动

【板书】

【软件或模型展示】金刚石的结构。

【提问】观察金刚石结构,思考其键角是多少度?构成最小碳环所需碳原子数为多少?

学生活动

观察并回答问题:键角为109°28′,构成最小碳环所需的碳原子数为6个。

【信息给予】请运用元素周期律的知识想象并描述晶体硅结构。

描述晶体硅的结构:硅原子与硅原子之间通过非极性共价键形成的空间网状结构,键角为109°28′,形成最小圆环需6个硅原子。

【提问】比较晶体硅与金刚石的不同之处,它将影响晶体硅的哪些不同于金刚石的性质?

思考并回答问题:由于硅原子的半径大于碳原子,所以硅―硅键的键长大于碳―碳键的键长,使得其键能小于碳―碳键的键能,这将使晶体硅的熔、沸点低于金刚石。

【讲述】石英与金刚石、晶体硅一样,也具有空间网状结构,如果我们把每个原子在平面上的投影点连接,就得到石英的平面结构图。

【软件或图片展示】石英平面结构图。

【提问】根据石英的平面结构图分析石英晶体化学式的由来?能否称之为分子式?

观察、分析、回答问题:

在石英晶体中每个Si原子通过Si―O极性键与4个O原子作用,而每个O原子也通过Si―O极性键与2个Si原子作用,所以在石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,可用“SiO2”来表示石英的组成。因在晶体中不存在石英分子,故只能称其为化学式,不能叫分子式。

【提问】根据石英晶体的平面结构图分析:在石英晶体中,每个Si原子独有多少个Si―O键?由此分析nmolSiO2晶体中约含多少摩Si―O键?

分析并回答问题:在石英晶体中,每个Si原子独有4个Si―O键,n molSiO2中含有n molSi原子,故约含4nmolSi―O键。

【信息给予】我们也可以将SiO2的晶体结构想象为:在晶体硅的Si―Si键之间插入O原子。请想象SiO2的空间结构。

想象SiO2的空间结构。

观察证实结论。

【软件或模型展示】SiO2晶体结构图。

【引导】在每个NaCl晶胞中,平均占有Na+ 离子多少个?Cl-离子多少个?能否从晶胞的角度出发,再分析氯化钠化学式的由来?

思考、讨论问题,得出答案:在每个NaCl晶胞中,平均占有Na+离子: 1/8×8+/2×6=4;Cl-离子:1/4×12+1=4。由此可见,NaCl晶胞中Na+离子与Cl-离子的个数比为1∶1,故晶体中Na+离子与Cl-离子的个数比为1∶1,所以可用“NaCl”来表示氯化钠的组成。

教师活动

【提问】在NaCl晶体中:每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有个;每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有______个?

学生活动

观察模型,得出答案:每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有12个;每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有12个。

【软件或模型展示】给出CsCl晶胞。

【提问】观察CsCl的晶胞,想象CsCl晶体结构,试从两个不同角度分析“CsCl”化学式的由来?

观察CsCl晶胞、想象晶体结构、思考并回答问题:在CsCl晶胞中占有Cs+离子的个数为1个,Cl-离子1个,故Cs+与Cl-的个数比为1∶1;由CsCl晶胞可想象其晶体结构,在晶体中,每个Cs+吸引着8个Cl-离子,每个Cl-离子吸引着8个Cs+离子,故可用“CsCl”来表示其化学组成,称之为化学式。

【提问】在CsCl晶体中:每个Cs+周围与之等距离且最近的Cs+有______个?每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有______个?

想象CsCl晶体结构,回答问题:在CsCl晶体中:每个Cs+周围与之等距离且最近的Cs+有6个,每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有6个。

请根据以上两种晶体中微粒个数的求算方法,小结如何计算立方晶体中的微粒个数比?

归纳小结。

要点如下:

(1)找到晶体的晶胞;

(2)分析晶胞中各微粒的位置:

位于晶胞顶点的微粒,实际提供给晶胞的只有______个;

位于晶胞棱边的微粒,实际提供给晶胞的只有______个;

位于晶胞面心的微粒,实际提供给晶胞的只有______个;

位于晶胞中心的微粒,实际提供给晶胞的只有______个。

(3)数清晶胞中各微粒的个数:

【投影】将学生的小结内容投影展示

(1)找到晶体的最小重复单元――晶胞;

(2)分析晶胞中各微粒的位置:

位于晶胞顶点的微粒,实际提供给晶胞的只有1/8;

位于晶胞棱边的微粒,实际提供给晶胞的只有1/4;

位于晶胞面心的微粒,实际提供给晶胞的只有1/2;

位于晶胞中心的微粒,实际提供给晶胞的只有1。

(3)数清晶胞中各微粒的个数:

 0  28541  28549  28555  28559  28565  28567  28571  28577  28579  28585  28591  28595  28597  28601  28607  28609  28615  28619  28621  28625  28627  28631  28633  28635  28636  28637  28639  28640  28641  28643  28645  28649  28651  28655  28657  28661  28667  28669  28675  28679  28681  28685  28691  28697  28699  28705  28709  28711  28717  28721  28727  28735  447090 

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