人教版高中化学选修三 3.4 离子晶体 教案

第四节 离子晶体
教学目标：
（一）知识与技能：
（1）使学生了解离子晶体的晶体结构模型及其物理性质的一般特点。
（2）使学生理解离子晶体的晶体类型与性质的关系。
（3）使学生了解影响离子晶体结构的因素。
（4）使学生了解晶格能的定义与应用。
（二）过程与方法：
（1）阅读与探究学习离子晶体
（2）通过对比讨论的方法去学习离子晶体的结构与物理性质。
（3）观察表格学习晶格能。
（三）情感、态度与价值观：
（1）培养学生严谨的科学思维能力及空间想象能力。
（2）渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
（3）通过交流与讨论、问题解决等形式，启发学生思考。
（4）通过本节学习，激发学生学习自然科学的兴趣。
教学重点：（1）离子晶体的晶体结构模型及物理性质的特点；
（2）离子晶体的配位数及其影响因素；
（3）晶格能的定义和应用。
教学难点：（1）离子晶体的配位数及其影响因素；
（2）晶格能的定义和应用。
教具：典型离子晶体结构模型(NaCl、CsCl、CaF2)
课时：2课时
教学过程及内容：
(一)引入新课
[复习提问]
1、写出NaCl 、CO2 、H2O 的电子式 。
2、NaCl晶体是由Na+和Cl—通过 形成的晶体。
3、复习组成分子晶体和原子晶体的粒子和粒子间的相互作用是什么？它们有哪些物理特性？
[课题板书] 第四节 离子晶体（有课件）
[阅读理解]阅读教科书有关离子晶体的概念及离子晶体的物理性质，参照本章归纳与整理中的第四点的表格形式对比分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体。
[板书]一、离子晶体
1、概念：离子间通过离子键形成的晶体。
2、微粒：阴、阳离子。
3、相互作用：阴、阳离子间的静电作用—离子键（无方向性、无饱和性）。
判断：（1）凡是含有离子的晶体是离子晶体；
（2）凡是含有阳离子的晶体是离子晶体；
（3）凡是含有阴离子的晶体是离子晶体。
4、离子晶体的物理特性：硬度大；熔沸点较高；晶体不导电，熔融状态或水溶液里导电；大多数离子晶体易溶于极性溶剂难溶于非极性溶剂。
5、离子晶体结构对其性质的影响
（1）离子晶体熔、沸点的高低取决于离子键的强弱，而离子晶体的稳定性又取决于什么?在离子晶体中，构成晶体的粒子和构成离子键的粒子是相同的，即都是阴、阳离子。离子晶体发生三态变化，破坏的是离子键。也就是离子键强弱即决定了晶体熔、沸点的高低，又决定了晶体稳定性的强弱。
（2）离子晶体中为何不存在单个的小分子?
在离子晶体中，阴、阳离子既可以看作是带电的质点，又要以看作是带电的球体，其中，阳离子总是尽可能的多吸引阴离子、阴离子又总是尽可能多的吸引阴离子(只要空间条件允许的话)这种结构向空间延伸，即晶体多大，分子就有多大，晶体内根本不存在单个的小分子，整个晶体就是一个大分子。
6、离子晶体的判断：
如何判断一种晶体是离子晶体
方法一：由组成晶体的晶格质点种类分：离子化合物一定为离子晶体。
方法二：由晶体的性质来分：①根据导电性：固态时不导电而熔化或溶解时能导电的一般为离子晶体。
②根据机械性能：具有较高硬度，且脆的为离子晶体。
[模型展示与探究]展示氯化钠与氯化铯的晶胞模型，数出氯化钠与氯化铯的晶胞中阴阳离子配位数各是多少，完成教科书中表3-4；利用教科书中表3-5、3-6进行探究活动。
[板书]7、典型离子晶体的空间结构：
以NaCl 、CsCl、CaF2为例，以媒体为手段，攻克离子晶体空间结构这一难点。
阴离子配位数 阳离子配位数 一个晶胞所含的离子数目 最近且等距离的同性离子数目
NaCl
CsCl
CaF2
[针对性练习]
[例1]如图为NaCl晶体结构图，图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。
(1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点，以完成 NaCl晶体结构示意图。并确定晶体的晶胞，分析其构成。
(2)从晶胞中分Na+周围与它最近时且距离相等的 Na+共有多少个?
[阅读理解]阅读理解影响离子晶体结构的几何因素、电荷因素的相关内容，并展示CaF2的晶体结构模型或演示多媒体课件帮助学生理解。
[板书]5、影响离子晶体结构的因素：
（1）几何因素：
（2）电荷因素：
(3) 键性因素：（中学阶段不讨论）
[学生练习]
题目：在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示试回答：
(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个?
(2)在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数化是多少?
[阅读理解]阅读课本相关内容，理解晶格能的概念。
[观察表格]引导学生观察课本的表3-8，能得出什么结论？为什么？观察课本表3-9，能得出什么结论？为什么？
[交流讨论]分学习小组进行讨论，把各自观察表格得出的结论进行小组内交流，形成小组观点，进行全班交流。
[问题总结]影响晶格能大小的原因有哪些（可以从离子半径和离子所带电荷数进行分析）？晶格能大小与离子晶体的性质有什么关系？
[板书]二、晶格能（反映离子晶体稳定性的数据）
1、定义：气态离子形成1摩尔晶体释放的能量，通常取正值
2、影响晶格能大小的因素:1、离子半径 2、离子所带电荷数
晶格能大小与离子带电量成正比，与离子半径成反比。
晶格能大小与离子晶体性质的关系：
三、小结归纳：
1、离子间通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。构成离子晶体的微粒是阳离子和阴离子。离子晶体中，阳离子和阴离子间存在着较强的离子键，因此，离子晶体一般硬度较高，密度较大，熔、沸点较高。
2、一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴、阳离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。如：KCI3、影响离子晶体结构的因素：
（1）几何因素：（正负离子的半径比）一般情况下，比值越大，配位数越大。
（2）电荷因素：（正负离子的电荷比）一般情况下，比值越大，配位数越大。
(3) 键性因素：（中学阶段不讨论）
4、晶格能
（1）定义：气态离子形成1摩尔晶体释放的能量，通常取正值
（2）影响晶格能大小的因素:离子半径 、离子所带电荷数
晶格能大小与离子带电量成正比，与离子半径成反比。
晶格能大小与离子晶体性质的关系：