2023-2024学年高中化学苏教版2019必修第一册同步教案 5.3从微观结构看物质的多样性

5.3 从微观结构看物质的多样性
一、核心素养发展目标
1.以同素异形现象、同分异构现象为例认识物质的多样性与微观结构有关。
2.认识物质的结构决定物质的性质，性质的特点体现了结构的特点。
3.利用结构模型，研究物质的微观结构。
二、教学重难点
重点：1.同素异形现象、同分异构现象；2、晶体与非晶体
难点：同素异形现象、同分异构现象。
三、教学方法
探究法、总结归纳法、分组讨论法等
四、教学过程
【导入】人造钻石的过程视频，石墨转化为钻石。
【讲解】碳元素形成的单质不仅有金刚石、石墨，还有富勒烯（包括C60、C70和单层或多层的纳米碳管）等。
同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象称为同素异形现象。
这些单质之间互称为该元素的同素异形体。
【展示】碳的不同单质的结构与用途
【讲解】金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式均不同。
金刚石晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构。
而石墨晶体为层状结构，层内碳原子间以共价键结合，每一层内碳原子排列成平面六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，层间存在分子间作用力。
C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯”。
石墨烯，是一种由碳原子构成的二维层状的碳材料，是目前最理想的纳米材料之一，是构成其他石墨材料的基本单元。它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学和药物传递等方面具有广泛的应用前景。
【展示】其他同素异形体：氧气和臭氧，红磷和白磷。
【展示】正丁烷和异丁烷的结构与沸点
【问】正丁烷和异丁烷分子式相同，为什么性质上有差异？
【生】因为它们的结构不同，结构决定性质。
【讲解】同分异构现象
(1)概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。
(2)常见实例：正丁烷和异丁烷，乙醇和二甲醚(C2H6O)等。
(3)存在：在有机化合物中普遍存在，是有机化合物种类繁多的原因之一。
【展示】乙醇和二甲醚的结构与球棍模型
【讲解】
同素异形体 同分异构体 同位素
相同点 同一种元素 分子式相同 质子数相同
不同点 结构不同 结构不同 中子数不同
研究对象 单质 化合物 原子
【生】分别举例
【展示】各种晶体图片
【讲解】常见的固态物质一般可分为晶体和非晶体。
氯化钠、金刚石、干冰等物质属于晶体。石蜡、玻璃、橡胶等物质属于非晶体，它们没有固定的熔点，一般也不具备规则的几何外形。
晶体具有规则的几何外形，用X射线进行衍射实验时发现，在晶体内部，构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列。晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。
【展示】氯化钠晶体及其离子的排列方式
【讲解】离子晶体
由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
在食盐晶体中，带正电的钠离子与带负电的氯离子相互作用，形成了如图所示的立方体结构。
【展示】干冰晶体及其分子的排列方式
【讲解】分子晶体
干冰等由分子构成的物质所形成的晶体属于分子晶体体结构。
分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列形成的。
【展示】石英晶体、金刚石晶体及其原子的排列方式
【讲解】共价晶体
在石英晶体中，硅原子和相邻的氧原子以共价键结合。
每个硅原子和相邻的四个氧原子结合，每个氧原子和相邻的两个硅原子结合，向空间伸展，形成彼此连接的空间网状结构，因此石英晶体中不存在单个分子。
金刚石晶体中每个碳原子与相邻的四个碳原子也以共价键结合，形成空间网状结构。
【展示】金属银晶体、铜晶体
【讲解】金属晶体有共同的物理特性，如有金属光泽、能导电和传热、有延展性等。
【课堂小结】师生共同完成。
一、同素异形现象
二、同分异构现象
三、晶体与非晶体
【课堂练习】
1、下列各组物质中，关系不正确的是(　　)
A．H2和D2互为同素异形体
B．Pt和Pt互为同位素
C．CH3CH2OH和CH3—O—CH3互为同分异构体
D．水和冰是同一种物质
答案　A
答案：D