晶体与非晶体教案

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第三章晶体结构与性质第一节晶体常识第1课时教材分析本节内容是安排在原子结构、分子结构以及结构决定性质的内容之后来学习，对于学生的学习有一定的理论基础。本节内容主要是通过介绍各种各样的固体为出发点来过渡到本堂课的主题——晶体和非晶体。而晶体和非晶体的学习是以各自的自范性和微观结构比较为切入点，进而得出得到晶体的一般途径以及晶体的常见性质和区分晶体的方法。教学目标知识与技能1、掌握解晶体与非晶体的本质差异；2、掌握晶体的基本性质；3、知道获得晶体的几种途径。过程与方法通过生活常识、感情经验从宏观特征逐步过渡到微观特征，认真把握内部有序造就了外部有序情感态度价值观增强探究晶体结构的兴趣，强化结构决定性质的辨证思维，认识化学的实用价值，增强学习化学的兴趣。教学重难点1、晶体与非晶体的区别2、晶体的特征教学方法建议：探究法实验法教学过程设计[新课引入]前面我们讨论过原子结构、分子结构，对于化学键的形成也有了初步的了解，同时也知道由离子、原子或分子可以组成千万种物质。又根据物质在不同温度和压强下，物质主要分为三态：气态、液态和固态，下面我们观察一些固态物质的图片。［幻灯投影］雪花、烟水晶、石膏、绿柱石、云母等晶体实物（并配以相应的解说，给学生了解到这些固态物质都有规则的几何外形。）［教师讲述］我们就将这些有规则几何外形的固体称之为晶体，而另一些没有规则几何外形的固体称之为非晶体。（举例非晶体） （1）晶体的特点之一：自范性［过渡］为什么晶体有规则几何外形？而非晶体却没有规则几何外形？晶体和非晶体在本质上到底有什么区别呢？下面我们一起来探究一下晶体与非晶体的本质区别。［视频投影］水晶形成过程视频［教师提问］我们了解到水晶的天然规则几何外形是怎样形成的？（自然形成的）［教师讲述］化学上把这种自发地形成规则几何外形的性质称之为自范性。但我们也发现玛瑙没有像水晶那样形成规则的几何外形，这又是为什么呢？（因为冷却速度不同）［教师讲述］也就是说晶体的自范性是有条件的，是什么呢？［幻灯投影］自范性的概念及自范性的条件（2）晶体的形成途径［教师讲述］天然水晶球是由熔融态的二氧化硅凝固后得到的晶体，这是得到晶体的一种途径。［幻灯投影］途径之一：凝固（展示从熔融态凝固出来的硫晶体）［过渡］那么，要得到晶体还有哪些途径呢？现在老师在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。［学生观察］观察实验现象，并讨论获取晶体的途径。［教师］提示学生注意观察烧瓶内碘固体的状态改变情况及烧瓶底部有何物形成？然后，请一组同学汇报一下他们实验中观察到的现象，并总结获取晶体的途径。［学生汇报］烧杯内有紫色蒸汽产生，烧瓶底部有紫黑色针状晶体生成，根据物理课上学到的知识，我们认为这个途径是凝华。［教师评价］这位同学观察很仔细，总结也较到位。气体不经液体直接到固体，这种现象称之为凝华。 ［过渡］同学都知道“海水晒盐”，“百闻不如一见”，请看！［视频投影］介绍海水晒盐［教师提问］这又是一种获取晶体的途径，我们称之为？（学生齐声回答道：结晶）［幻灯投影］途径之三：结晶［教师讲述］向饱和硫酸铜溶液中加入无水硫酸铜也能结晶析出硫酸铜晶体（教师实验，学生观察）［过渡］我们能明显看到硫酸铜晶体的晶体外形，许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体外形，但我们可以借助于显微镜观察到规则的晶体外形。这充分证明固体粉末仍是晶体，只因晶粒太小了，肉眼看不到而已。（3）晶体的其他特点［过渡］前面我们从宏观世界探究了晶体的本质，接下来我们再进入微观世界去探究一下晶体的微观结构。［幻灯投影］晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的微观结构示意图。［教师提问］他们之间有什么区别？（晶体二氧化硅的粒子排列有序，而非晶体二氧化硅的粒子相对较乱。）［教师总结］这是晶体与非晶体的又一本质差异。通过刚才的共同探究，我们已经掌握了晶体与非晶体的本质差异。 ［幻灯投影］晶体与非晶体的本质差异（边请同学总结，边展示表格）自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体没有原子排列相对无序［教师提问］正是因为晶体中原子在三维空间成有序排列，所以晶体才有自范性，能自发呈现多面体外形的特点，此外，晶体还有那些特点呢？［幻灯投影］多媒体模拟一组有关晶体与非晶体导热性的比较实验。（从而引出“各向异性”的概念。）［学生阅读］请同学阅读课本p64，总结晶体还有哪些特点?［学生汇报］还有：强度、光学性质等物理性质的各向异性，固定的熔沸点，X——射线衍射出现明锐的谱线。［教师讲述］由于晶格各个方向上的排列的质点的距离不同，而导致晶体各个方向上的性质也不一定相同，这就是晶体的各向异性。如：云母的离解性（晶体容易沿着某一平面剥离的现象）就不同。如沿两层平面的平行方向剥离就容易，沿着垂直于平面的方向剥离就困难得多。蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同。石墨在与层垂直的方向上的导电率为与层平行方向上导电率的1/10000。［教师讲述］加热晶体，温度达到晶体熔点时即开始熔化，在完全没有熔化之前，继续加热，温度不现升高。这时所供给的热都用来使晶体熔化，完全熔化后，温度才开始升高。加热非晶体，温度升高到某一程度后开始软化，流动性增强，最后变为液体。从软化到完全熔化，中间经一定的较长的温度范围。也就是说，非晶体没有固定的熔点。［幻灯投影］晶态SiO2和非晶态SiO2X——射线衍射图 ［师生活动］根据晶体的这些特点，我们就可以区分哪些是晶体，哪些是非晶体。（请学生总结晶体的特点，同时举例说明如何用该特点来区别晶体和非晶体）［幻灯投影］晶体的特点总结［教师讲述］可以根据晶体特点区别某一固体属于晶体还是非晶体。然而，得出区别晶体与非晶体最可靠的方法是利用x-射线衍射实验。［教师提问］通过这节课的学习，现在请你用一句话来定义晶体，应该怎么说？［学生回答］内部粒子在三维空间按一定规律周期性的有序排列的固体物质。［幻灯投影］晶体的定义：内部粒子（分子、离子、原子）在三维空间按一定规律周期性的有序排列的固体物质。非晶体的定义：内部粒子在三维空间呈杂乱无章的分布状态的固体物质。［幻灯投影］晶体按照内部粒子的组成分类［学与问］1.某同学在网站上找到一张玻璃的结构示意图如图所示，这张图说明玻璃是不是晶体？为什么？（玻璃不是晶体，因为从结构上看是无序的，不满足晶体的微观结构特点）2．根据晶体物理性质的各向异性的特点，人们很容易识别用玻璃仿造的假宝石。你能列举出一些可能有效的方法鉴别假宝石吗?⑴采用X－衍射衍射实验。当X－衍射照射假宝石时，不能使X－衍射产生衍射，只有散射效应。⑵观察是否具有对称性。在外形上，假宝石没有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现。⑶用来划玻璃。真宝石硬度大，可划刻玻璃；而假宝石硬度小，不能用来刻划玻璃。⑷加热。真宝石熔、沸点很高；而假宝石无固定熔点，在一沔温度范围内便开始熔化。［幻灯投影］教师小结 随堂作业：1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（）A、晶体一定比非晶体的熔点高B、晶体有自范性但排列无序C、非晶体无自范性而且排列无序D、固体SiO2一定是晶体2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是（）A、熔沸点B、硬度C、颜色D、x-射线衍射实验3、在我们的生活中遇到许多固体，通过今天这节课的学习，我们知道固体可以分为晶体与非晶体。请你举出常见的晶体与非晶体的实例。答案：1、C；2、D；3、晶体：玛瑙、水晶、硫晶体等等；非晶体玻璃、水泥等等。课外作业：1、下列不属于晶体的特点是（）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2、下列过程可以得到晶体的有（）A、对NaCl饱和溶液降温，所得到的固体B、气态H2O冷却为液态，然后再冷却成的固态C、熔融的KNO3冷却后所得的固体D、将液态的玻璃冷却成所得到的固体3、晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率与层平行的方向上的导电率1∕104。晶体的各向异性主要表现在是（）①硬度②导热性③导电性④光学性质A、①③B、②④C、①②③D、①②③④4、一些不法商人制造假宝石来牟取暴利，你能否根据晶体物理性质的各向异性的特点，列举出一些可能有效鉴别假宝石的方法？答案：1、D；2、AC；3、D。