人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体教案设计

第三章晶体结构与性质

第三节金属晶体与离子晶体

第2课时教学设计

【教学目标】

1.借助离子晶体等模型认识晶体的结构特点。

2.认识离子晶体的物理性质与晶体结构的关系。

3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普通存在的。

【教学重难点】

离子晶体、过渡晶体、混合型晶体

【教学过程】

1.新课导入

[复习]上节课学习了金属晶体，我们知道金属除汞外在常温下都是晶体，在金属晶体中原子之间以金属键相结合。那么金属键的本质是什么？

[学生回答]金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起。这就是金属键的本质。

[过渡]除了我们学习过的金属晶体、分子晶体、共价晶体，还有哪些晶体呢？我们这节课将会学习离子晶体、过渡晶体、混合型晶体。

2.新课讲授

1.离子晶体

[展示]展示硫酸铜晶体、NaCl晶体

[提问]NaCl晶体是由哪些粒子构成？离子间的作用力是什么？

[学生回答]钠离子和氯离子；离子键。

[小结]离子晶体的定义、构成粒子、相互作用、常见离子晶体。

2.离子键

[提问]离子键的实质是什么？

[回答]离子键的本质是静电作用，它包括阴、阳离子之间的引力和两种离子的原子核之间以及它们的电子之间的斥力两个方面，当引力与斥力之间达到平衡时就形成了稳定的离子化合物，它不显电性。

[讲解]离子键的特征：没有方向性和饱和性。因此，以离子键结合的化合物倾向于形成紧密堆积，使每个离子周围尽可能多地排列异性电荷的离子，从而达到稳定的目的。

[设计意图]认识NaCl晶体的特点，初步建立关于“离子晶体”的认知模型。

[思考]为什么NaCl和CsCl的硬度大、熔沸点高？

[回答]离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和硬度大。

[提问]以NaCl晶体为例，分析离子晶体有哪些物理性质？

[回答]具有较高的熔、沸点，难挥发，硬度大，不导电，易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。

[小结](1)具有较高的熔、沸点，难挥发

离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用（离子键），要克服离子间的相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、沸点和难挥发的性质。

一般说来，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点越高。

(2)硬度

离子晶体的硬度较大，难于压缩。阴阳离子间有较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。

(3)导电性

离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而形成电流。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子（实质上是水合离子），在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。

(4)溶解性

大多数离子晶体易溶于极性溶剂（如水），难溶于非极性溶剂（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”规律。当把离子晶体放入水中时，极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引作用，使晶体中的离子克服了离子间的作用而电离，变成在水中自由移动的离子。

[学生活动]试比较四种晶体的结构和性质。

[过渡]我们已经讨论了分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等四类典型晶体。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。

[指导阅读]阅读教材中有关“过渡晶体”的内容。

[获取概念]原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。

[思考]分析第三周期前几种元素的氧化物中，化学键中离子键成分的百分数的变化趋势并解释其原因。进一步描述第三周期主族元素的氧化物的晶体类型的变化趋势。

[回答]Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5的离子键的百分数呈逐渐减小的趋势，原因是第三周期元素从左到右，电负性逐渐增强，与氧元素的电负性的差值逐渐减小。第三周期主族元素的氧化物的晶体的变化趋势为离子晶体→共价晶体→分子晶体。

[讲解]表中的氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。那么混合型晶体又是什么？

[获取概念]既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。

3.课堂小结

[梳理总结]引导学生对晶体知识进行梳理和总结。

[交流讨论]晶体的划分依据——构成晶体的粒子及粒子间的作用力。不同晶体体现出的性质也不同。

[引导反思]引导学生认识晶体结构的多样性和复杂性。

4.板书

3.3.2离子晶体、过渡晶体与混合型晶体

一、离子晶体

1.           定义：离子晶体是由阴离子和阳离子相互作用而形成的晶体
2.           构成粒子：阴离子和阳离子
3.           粒子间的相互作用力：离子键

二、过渡晶体

Na2O  MgO     Al2O3   SiO2    P2O5

离子晶体共价晶体分子晶体

三、混合型晶体

石墨晶体