第三章第二节分子晶体与原子晶体第1课时.doc

课题：（第三章第二节 分子晶体与原子晶体第一课时）
主备人： 秦继顺
教学任务分析
教学目标
知识与技能
1、了解分子晶体模型及其性质的一般特点。
2、理解分子晶类型与性质的关系
3．了解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响
4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别
过程与方法
使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。
情感态度
与价值观
培养学生的空间想象能力和团结协作能力。
教学重点
分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。
教学难点
分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。
教学方法
模型展示与多媒体相结合，练习、总结
教学媒体
模型、多媒体
教学过程设计
教学过程
二次备课
【引入】咱们在第二章中已学过分子间作用力，在必修中也学过离子键和共价键，有谁总结一下微粒间的作用力有哪些？（学生讨论）
【师生共同总结】
微粒间作用：
微粒为分子：分子间作用力（或范德华力）或氢键；
微粒为原子：极性共价键或非极性共价键；
微粒为离子：离子键。
【讲述】今天我们开始研究晶体中微粒间的作用力。
【板书】第二节 分子晶体与原子晶体
一、分子晶体
【讲述】只含分子的晶体称为分子晶体。如碘晶体只含I2分子，属于分子晶体。在分子晶体中，分子内的原子间以共价键结合，而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
【板书】1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
【问题】根据分子间作用力较弱的特点判断分子晶体的特性有哪些？参照教材P65表3-2。

【学生总结】
【板书】2、分子晶体特点：低熔点、易升华、硬度很小等。
【问题】分子晶体为什么有这样的特点呢？
【讲述】分子间作用力的大小决定了晶体的物理性质。分子晶体要熔化、要汽化都要克服分子间的作用力。分子的相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高，硬度越大。比如氧气分子间作用力比氮气分子间作用力大，氧气沸点比氮气沸点高。工业上制氧气，就是先把空气液化，然后使液态空气蒸发，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧气。由于分子间作用用很弱，克服分子间作用力使物质熔化、汽化所需要的能量较小，因此，分子晶体具有较低的熔沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力，不破坏分子内的化学键，但也有例外。如硫晶体熔化时，既破坏了分子间的作用力，同时部分S-S键断裂，形成更小的分子。
【问题】常见的物质中，那些是分子晶体呢？
【看书P65】第二自然段，对常见的分子晶体归类。
【板书】3、常见分子晶体分类：
(1)所有非金属氢化物
(2)部分非金属单质，
(3)部分非金属氧化物（SiO2是原子晶体）
(4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体 )
(5)绝大多数有机物的晶体。
【投影P65】图3-10
O2和C60是分子晶体：

【讲述】大多数分子晶体的结构有如下特征：如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有12个紧邻的分子，如图3—10，分子晶体的这一特征称为分子密堆积。
【板书】4、分子晶体结构特点：
分子密堆积：如O2和C60。
只有范德华力，无分子间氢键——分子密堆积。这类晶体每个分子周围一般有12个紧邻的分子，如：C60 、O2。分子密堆积属于面心立方结构。
【讲述】然而，分子间还有其他作用力的分子晶体，如我们最熟悉的冰，水分子之间的主要作用力是氢键(当然也存在范德华力)，从图3—11可见，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小。
【板书】（2）冰的晶体：氢键、每个水分子周围只有4个紧邻的水分子、正四面体形。
特点：4℃密度最大。
【看书P66】冰和液态水结构对比：

【讲述】水形成的晶体特征是所有水分子以氢键的结合一起形成链状或层状等结构。这属于氢键形晶体。当水形成冰晶体时，体积膨胀，密度减小。
【问题】已知氢键也有方向性，试分析为什么冬季河水总是从水面上开始结冰？
【讲述】由于氢键的方向性，使冰晶体中每个水分子与四面体顶点的4个分子相互吸引，形成空隙较大的网状体，密度比水小，所以结的冰会浮在水面上
【问题】为什么冰融化为水时,密度增大？
【讲述】在冰晶体中,每个分子周围只有4个紧邻的水分子,由于水分子之间的主要作用力是氢键,氢键跟共价键一样具有方向性,即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不变,留有相当大的空隙.当冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大。
【讲述】有一种晶体叫做干冰，是CO2的晶体，干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，而熔点却比冰低得多，在常压下极易升华。而且，由于干冰中的CO2分子之间只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂。
【板书】（3）干冰：CO2的晶体。分子间存在范德华力，熔点低，易升华，制冷剂。
【看书P66】干冰极其晶胞：

=
【问题】为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？
【讲述】由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高。由于水分子间氢键的方向性，导致冰晶体不具有分子密堆积特征，晶体中有相当大的空隙，所以相同状况下冰体积较大。由于CO2 分子的相对分子质量>H2O ，所以干冰的密度大。
【看书P67】
科学视野：天然气水合物—一种潜在的能源
许多气体可以与水形成水合物晶体。最早发现这类水合物晶体的是19世纪初的英国化学家戴维，他发现氯可形成化学式为Cl2·8H20的水合物晶体。20世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。这种晶体的主要气体成分是甲烷， 因而又称甲烷水合物。它的外形像冰，而且在常温常压下会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”………
P67

【例题】 第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类 1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳五个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成下两题：
1、．下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是
A、两种都是极性分子 B、两种都是非极性分子
C、CH4是极性分子，H2O是非极性分子
D、H2O是极性分子，CH4是非极性分子
2、若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为
A、CH4·14H2O B、 CH4·8H2O
C、 CH4·(23/3)H2O D、 CH4·6H2O
解析：ＣＨ4分子为正四面体构型，是含有极性键的非极性分子，Ｈ２Ｏ分子为折线型，是极性分子。第1题D正确。第2题中ＣＨ4和Ｈ２Ｏ的个数比为6∶（46＋2）＝1∶8，Ｂ正确。
[小结]略。

课堂作业：1、共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( )
A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘
解析：干冰是分子晶体，分于内存在共价键，分子间存在范德华力。NaCl是离子晶体只存在离子键。 NaOH是离子晶体，不仅存在离子键，还存在H—O间共价键。碘也是分子晶体，分子内存在共价键，分子间存在分子间作用力。
2．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( B )
A．固态氢 B．固态氖 C．磷 D．三氧化硫
3、在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是( CD )
A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低
C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点
4、结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( D )
A．6 B．8 C．10 D．12
5、12.石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( D )
A.10个 B.18个 C.24个 D.14个

板书设计：一、分子晶体
1、分子晶体：由分子构成。相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
2、分子晶体特点：低熔点、升华、硬度很小等。
3、常见分子晶体分类：(1)所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质， (3)部分非金属氧化物(4)几乎所有的酸(而碱和盐则是离子晶体 (5)绝大多数有机物的晶体。
4、分子晶体结构特点：
（1）12个紧邻的分子密堆积，如O2和C60。
（2）冰的晶体：氢键、每个水分子周围只有4个紧邻的水分子、正四面体形。特点：4℃密度最大。
（3）干冰：CO2的晶体。分子间存在范德华力，熔点低，易升华，制冷剂。
课外作业：教材P72习题4 练习册上作业
教后反思：