高中化学3-1-1 认识晶体学案鲁科版选修3

第三章物质的聚集状态与物质性质第一节认识晶体（第三课时）【教学目标】1.知道晶胞是晶体的最小结构重复单元。

2.能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数【教学重难点】能用切割法计算一个晶胞中实际拥有的微粒数【教学方法】探究法【教学过程】【新课引入】【联想质疑】通过前面的学习你已经知道，晶体可以看成是微粒按照一定的规律无限堆积而得到的，整个晶体里排列着无数个微粒。

那么，如何研究晶体内部微粒的排列规律呢？【板书】三.晶体结构的基本单元1.晶胞定义：晶胞是晶体中最小的结构重复单元。

晶胞都是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的平行六面体。

【多媒体展示】各种类型的晶胞【问题讨论】晶胞必须符合两个条件？我们又如何去划分晶胞呢？【总结】晶胞必须符合两个条件：一是代表晶体的化学组成二是代表晶体的对称性。

划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反映晶体内结构的对称性；二是尽可能小【陈述】由A3密堆积中可以划分出六方晶胞，从A1密堆积中可以划分出立方面心晶胞。

整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞无隙并置而成，所谓无隙是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓并置是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。

晶胞是具有代表性的体积最小的平行六面体。

【交流研讨】既然晶体是由无数个晶胞堆积形成的，晶胞内威力的组成就能反映整个晶体的组成。

那么？应如何来分析一个晶胞中的微粒数呢？【板书】2.晶胞中原子个数的计算方法：（分割法）分割法是一种计算一个晶胞中实际拥有微粒数目的一种方法。

分割法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如被X个晶胞所共有，那么每个晶胞对这个原子分享1/X。

如对于立方晶胞（1）每个顶点上的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点的每个原子占有1/8。

（2）每条棱上的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对棱上的每个原子只占有1/4。

（3）每个面上的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对面上的每个原子只占有1/2。

（4）晶胞内部的原子属于晶胞自己，不与其它晶胞分享。

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第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(1)晶体与非晶体的区别(2)晶体与非晶体的区别方法(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不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是( )A．石墨和金刚石是同素异形体B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列C．石墨的熔点为3 625 ℃D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线答案 A解析原子在三维空间里呈有序排列、有自范性、有固定的熔点、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。

而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。

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。

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。

第3节原子晶体与分子晶体第1课时原子晶体【学习目标】1.掌握原子晶体的概念、性质特征以及原子晶体空间结构特点。

2.知道金刚石、二氧化硅等原子晶体结构与性质的关系。

一、原子晶体1．概念相邻原子间以________结合而成的具有空间____________结构的晶体。

2．结构特点(1)由于共价键的____________与____________，每个中心原子周围排列的原子数目是________的。

(2)由于所有原子间均以__________相结合，所以晶体中不存在单个________。

3．物理性质(1)原子晶体由于各原子均以强的__________相结合，因此一般熔点很高，硬度________。

(2)结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长__________，键能越大，晶体的熔点________。

二、典型的原子晶体通常情况下__________、____________、__________、________等都属于原子晶体。

1．水晶是由Si和O组成的空间立体网状的________晶体，一个硅原子与____个氧原子形成____个共价键，每个氧原子与____个硅原子形成____个共价键，从而形成以______________为骨架的结构，且只存在________键。

二氧化硅晶体中硅和氧原子个数比为________，不存在分子，可以把整个晶体看成巨型分子。

2．在金刚石晶体中，每个碳原子周围排列的碳原子只能有____个，这是由共价键的________性和________性决定的，且形成以碳原子为中心的____________结构。

正是因为中心原子周围排列的原子的数目是有限的，所以这种比较松散排列的结构与金属晶体和离子晶体中的____________排列有很大的不同。

1．下列物质中属于原子晶体的化合物是( )A．水晶B．晶体硅C．金刚石D．干冰2．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是( )A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B．Al<Mg<Na<KC．MgO>H2O>O2>N2D．金刚石>生铁>纯铁>钠3．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4．根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是( )A．熔点2700℃，导电性好，延展性强B．无色晶体，熔点3550℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800℃，熔化时能导电D．熔点－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电5．2008年9月25日，“神舟”七号太空飞船被“长征2号”F型火箭送入太空。

第1节认识晶体1．了解晶体的重要特征，简单了解晶体的分类。

2．通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识晶体中微粒排列的周期性规律。

(重点) 3．了解晶胞的概念，以及晶胞与晶体的关系，会用“切割法”确定晶胞中的粒子数目(或粒子数目比)和晶体的化学式。

(重难点)教材整理1 晶体1．晶体的概念内部微粒(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。

2．晶体的特性(1)晶体的自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。

(2)晶体的各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。

(3)晶体有特定的对称性：晶体具有规则的几何外形。

1．晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同？【提示】晶体与非晶体不同之处：晶体外观上有规则的几何外形；晶体的特性：自范性、各向异性、对称性；晶体的结构：内部微粒在空间按一定规律做周期性重复性排列。

2．用什么方法区别晶体和非晶体？【提示】测定熔点法。

晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点。

教材整理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相互作用的不同。

2．分类(1)1 mol NaCl晶体含N A个NaCl分子。

(×)(2)金属晶体是由金属键为基本作用形成的，还含有离子键。

(×)(3)SiO2属于原子晶体。

(√)(4)构成分子晶体的微粒是分子，故稀有气体形成的晶体不属于分子晶体。

(×)[核心·突破]晶体和非晶体的区别题组1 晶体1．下列物质具有自范性、各向异性的是( )A．钢化玻璃B．塑料C．水晶D．陶瓷【解析】晶体具有自范性和各向异性，钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体。

【答案】 C2．下列不属于晶体的特点的是( )A．一定有固定的几何外形B．一定有各向异性C．一定有固定的熔点D．一定是无色透明的固体【解析】晶体的特点有：有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。

第2课时 晶体结构的最小重复单元——晶胞[学习目标定位] 知道晶胞的概念及其与晶体的关系，会用“切割法”(或“均摊法”)确定晶胞中微粒的数目和晶体的化学式。

一、晶胞及其所含微粒数的计算方法 1．晶胞(1)晶体结构中最小的重复单元叫晶胞。

(2)一般来说，晶胞都是平行六面体。

(3)晶胞只是晶体微粒空间里的一个基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部含有的微粒种类、个数及几何排列都是完全相同的。

2．金属铜的晶胞为面心立方晶胞，如图所示铜晶体面心立方晶胞及其切割示意图观察分析上图，回答下列问题：(1)位于顶角上的铜原子为8个晶胞共有。

(2)位于面心上的铜原子为2个晶胞共有。

(3)晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是4。

3．晶胞中微粒数的计算计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，常用“切割法”(或“均摊法”)。

即某个微粒为n 个晶胞所共有，那么切割后的每个晶胞对这个微粒分得的份额是1n。

(1)平行六面体形(正方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算①处于顶点上的微粒，同时为8个晶胞所共有，每个微粒有18属于该晶胞。

②处于棱边上的微粒，同时为4个晶胞所共有，每个微粒有14属于该晶胞。

③处于晶面上的微粒，同时为2个晶胞所共有，每个微粒有12属于该晶胞。

④处于晶胞内部的微粒，则完全属于该晶胞。

(2)非平行六面体形晶胞中微粒数的计算非平行六面体形晶胞中微粒数的计算方法要根据具体情况而定。

如计算六方晶胞中的微粒数：①处于顶点的微粒，为6个晶胞共用，每个微粒有16 属于该晶胞。

②处于面心的微粒，为2个晶胞共用，每个微粒有12属于该晶胞。

③处于体内的微粒，完全属于该晶胞。

如下图，六方晶胞中所含的微粒数为12×16＋3＋2×12＝6。

(1)晶体是由无数个晶胞堆积得到的。

知道晶胞的大小和形状以及晶胞中粒子的种类、数目和粒子所处的空间位置，就可以认识整个晶体的结构。

第三章物质的聚集状态与物质性质第一节认识晶体第二课时【学习目标】1.了解最基本的两种类型（A1 A3）的等径圆球的密堆积型式2.知道离子晶体的可视为不等径圆球的密堆积【学习过程】二、晶体结构的堆积模型1. 等径圆球的密堆积1）等径圆球在一列上进行最紧密堆积的方式只有一种，即。

2）等径圆球在平面上的堆积方式很多，但是最紧密堆积方式只有一种，即，这称为，试画出该排列方式。

3）两个密置层A与B的最紧密堆积形式只有一种，为。

在此基础上再堆积第三层C时，最紧密堆积的方式有种，最终可以得到型的最密堆积和型的最密堆积。

金属镁为，金属铜为。

2. 非等径圆球的密堆积1）配位数是指。

2）在离子晶体中，阴、阳离子半径是不相同的，可以看成将半径的离子按一定方式做等径圆球的密堆积，然后将半径的填充在空隙中，例如，氯化钠晶体中按型方式进行最密堆积，填在空隙中；硫化锌晶体中的按型方式进行最密堆积，填在空隙中。

3）分子晶体中，原子先，分子间再形成晶体。

分子的排列与有关。

例如，干冰的密堆积方式为。

【典题解悟】例1. 下列叙述，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－所构成的空隙中，因此NaCl晶体结构为非等径圆球密堆积，A选项正确。

密堆积原理适合于没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体，而不适合于具有方向性和饱和性的共价键所形成的原子晶体以及氢键所形成的分子晶体，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和C两选项都正确。

金属铜采用“…ABCABC…”方式堆积，金属镁采用“…ABAB…”方式堆积，所以D选项错误。

答案:D例2. 晶体结构型式和晶胞匹配的是（）A．A3型最密堆积——六方晶胞 B．A2型密堆积——面心立方晶胞C．A1型最密堆积——体心立方晶胞 D．NaCl型离子晶体——简单立方晶胞解析：对应关系为：A1型最密堆积——面心立方晶胞，A2型密堆积——体心立方晶胞，NaCl型离子晶体——六方晶胞。

第三章物质的聚集状态与物质的性质第一节认识晶体（第二课时）【教学目标】1.了解最基本的两种类型（A1 A3）的等径圆球的密堆积型式2.知道离子晶体的可视为不等径圆球的密堆积【教学重难点】了解最基本的两种类型（A1 A3）的等径圆球的密堆积型式【教学方法】探究法【教学过程】【新课引入】【问题】晶体具有规则的几何外形是有什么决定的？【回答】晶体的内部微粒按一定的规律周期性重复排列。

【联想质疑】晶体具有的规则几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性地重复排列。

那么晶体中的微粒是如何排列的？如何认识晶体内部微粒排列的规律性？【板书】二、晶体结构的堆积模型我们先来探讨金属晶体的内部结构【讲述】密堆积：由无方向性的金属键、离子键和范德华力等结合的晶体中，原子、离子或分子等微观粒子总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的堆积密度最大的那些结构。

密堆积方式因充分利用了空间，而使体系的势能尽可能降低，而结构稳定。

1.等径圆球的密堆积【活动探究】把乒乓球装入盒中，盒中的乒乓球怎样排列才能使装入的乒乓球数目最多？【活动提示】（1）将小球先排成列，然后排成一层，认真观察每一个小球周围最多排几个小球，有几个空隙。

（2）将球扩展到两层有几种方式，认真观察两层球形成的空隙种类。

（3）扩展到三层，有几种排列方式，并寻找重复性排列的规律。

【思考】1. 将等径圆球在一列上的最紧密排列有几种？如何排列？2.等径圆球在同一平面上的堆积方式是唯一的吗？最紧密堆积有几种排列？在最紧密堆积方式中每个等径圆球与周围几个球相接触？【板书】密置层：在同一平面上，每个等径圆球与周围其它六个球相接触形成最紧密堆积方式【思考】取A、B两个密置层，将B层放在A层的上面，有几种堆积方式？最紧密的堆积方式是哪种？它有何特点？【讲述】1.在第一层上堆积第二层时，要形成最密堆积，必须把球放在第二层的空隙上。

这样，仅有半数的三角形空隙放进了球，而另一半空隙上方是第二层的空隙。

化学：3.1《认识晶体》教案（鲁科版选修3）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。