2019-2020年高中化學(xué) 3.1.2《晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型》教案 魯科版選修4.doc
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第一節(jié) 2019-2020年高中化學(xué) 3.1.2《晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型》教案 魯科版選修4 【教學(xué)目標(biāo)】 1.了解最基本的兩種類型(A1 A3)的等徑圓球的密堆積型式 2.知道離子晶體的可視為不等徑圓球的密堆積 【教學(xué)重難點(diǎn)】 了解最基本的兩種類型(A1 A3)的等徑圓球的密堆積型式 【教學(xué)方法】探究法 【教學(xué)過程】 【新課引入】 【問題】晶體具有規(guī)則的幾何外形是有什么決定的? 【回答】晶體的內(nèi)部微粒按一定的規(guī)律周期性重復(fù)排列。 【聯(lián)想質(zhì)疑】晶體具有的規(guī)則幾何外形源于組成晶體的微粒按一定規(guī)律周期性地重復(fù)排列。 那么晶體中的微粒是如何排列的? 如何認(rèn)識晶體內(nèi)部微粒排列的規(guī)律性? 【板書】二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型 我們先來探討金屬晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 【講述】密堆積:由無方向性的金屬鍵、離子鍵和范德華力等結(jié)合的晶體中,原子、離子或分子等微觀粒子總是趨向于相互配位數(shù)高,能充分利用空間的堆積密度最大的那些結(jié)構(gòu)。 密堆積方式因充分利用了空間,而使體系的勢能盡可能降低,而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 1.等徑圓球的密堆積 【活動探究】把乒乓球裝入盒中,盒中的乒乓球怎樣排列才能使裝入的乒乓球數(shù)目最多? 【活動提示】 (1)將小球先排成列,然后排成一層,認(rèn)真觀察每一個小球周圍最多排幾個小球,有幾個空隙。 (2)將球擴(kuò)展到兩層有幾種方式,認(rèn)真觀察兩層球形成的空隙種類。 (3)擴(kuò)展到三層,有幾種排列方式,并尋找重復(fù)性排列的規(guī)律。 【思考】 1. 將等徑圓球在一列 上的最緊密排列有幾種? 如何排列? 2.等徑圓球在同一平面上的堆積方式是唯一的嗎? 最緊密堆積有幾種排列? 在最緊密堆積方式中每個等徑圓球與周圍幾個球相接觸? 【板書】密置層:在同一平面上,每個等徑圓球與周圍其它六個球相接觸形成最緊密堆積方式 【思考】取A、B兩個密置層,將B層放在A層的上面,有幾種堆積方式?最緊密的堆積方式是哪種?它有何特點(diǎn)? 【講述】 1.在第一層上堆積第二層時,要形成最密堆積,必須把球放在第二層的空隙上。這樣,僅有半數(shù)的三角形空隙放進(jìn)了球,而另一半空隙上方是第二層的空隙。 2.第一層上放了球的一半三角形空隙,被4個球包圍,形成四面體空隙;另一半其上方是第二層球的空隙,被6個球包圍,形成八面體空隙。 【板書】密置雙層:將B層放在A層上面時,兩層平行地錯開,使B層每個球的球心恰好對應(yīng)于A層中相鄰三個球所圍成的空隙中心,并使兩層緊密接觸 【思考】如果將密置層C放在剛才堆成的密置雙層的上面,有幾種最密堆積方式?如何堆積? 【講述】第二層堆積時形成了兩種空隙:四面體空隙和八面體空隙。那么,在堆積第三層時就會產(chǎn)生兩種方式: 1.第三層等徑圓球的突出部分落在正四面體空隙上,其排列方式與第一層相同,但與第二層錯開,形成ABAB…堆積。這種堆積方式可以從中劃出一個六方單位來,所以稱為六方最密堆積(A3)。 2.另一種堆積方式是第三層球的突出部分落在第二層的八面體空隙上。這樣,第三層與第一、第二層都不同而形成ABCABC…的結(jié)構(gòu)。這種堆積方式可以從中劃出一個立方面心單位來,所以稱為面心立方最密堆積(A1)。 【講述】一個原子或離子周圍所鄰接的原子或離子數(shù)目叫配位數(shù)。 【小結(jié)】 由于金屬鍵沒有方向性和飽和性,每個金屬原子周圍總是盡可能多的與鄰近金屬原子密堆積在一起,以使能量達(dá)到最低。 金屬晶體的結(jié)構(gòu)型式可以歸結(jié)為等徑圓球密堆積。 事實(shí)上,大部分金屬采用最密堆積方式,例如金屬鎂就屬于A3型密堆積,金屬銅就屬于A1型密堆積。只有少數(shù)金屬采用非密堆積的方式。金屬采取哪種堆積方式可以通過X射線衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 【過渡】構(gòu)成離子晶體的微粒是什么?它們的作用力是什么? 離子鍵的特點(diǎn)? 【回答】陽離子和陰離子,通過離子鍵(靜電引力)結(jié)合。 沒有方向性和飽和性。 【啟發(fā)】對比金屬晶體的結(jié)構(gòu),陽離子和陰離子之間怎樣排列最穩(wěn)定? 【講解】陽、陰離子也是球?qū)ΨQ的。但陽、陰離子半徑不同,一般情況下陰離子的半徑比陽離子的半徑大。因此,離子晶體的結(jié)構(gòu)可以看做不等徑圓球密堆積。 【板書】2.不等徑圓球密堆積 一個離子周圍盡可能多地吸引帶相反電荷的離子以降低能量。 堆積方式:大球先按一定方式做等徑圓球密堆積,小球再填入大球所形成的空隙中。 舉例:CsCl晶體、NaCl晶體、ZnS晶體。 配位數(shù)概念,三種晶體中離子配位數(shù)分別為:8:8,6:6,4:4。 同學(xué)們想深入了解離子晶體的結(jié)構(gòu),可以自學(xué)“知識點(diǎn)擊”部分。 【小結(jié)】晶體中的微粒通過沒有方向性的金屬鍵力、離子鍵力結(jié)合盡可能進(jìn)行緊密堆積,以使能量達(dá)到最低。 【講述】分子晶體屬非等徑圓球密堆積方式,分子晶體盡可能采取緊密堆積的方式,但受到分子形狀的影響。原子晶體不服從緊密堆積方式 【板書設(shè)計(jì)】 二、晶體結(jié)構(gòu)的堆積模型 1. 等徑圓球的密堆積 2.不等徑圓球密堆積- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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