物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

人教版

│ ├ 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

│ │ ├ 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

│ │ ├ 第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

│ ├ 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

│ │ ├ 第一節(jié) 共價(jià)鍵

│ │ ├ 第二節(jié) 分子的立體結(jié)構(gòu)

│ │ ├ 第三節(jié) 分子的性質(zhì)

│ ├ 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

│ │ ├ 第一節(jié) 晶體的常識(shí)

│ │ ├ 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體

│ │ ├ 第三節(jié) 金屬晶體

│ │ ├ 第四節(jié) 離子晶體

蘇教版 分為:

│ ├ 專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘

│ ├ 專題2 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

│ │ ├ 第一單元 原子核外電子運(yùn)動(dòng)

│ │ ├ 第二單元 元素性的遞變規(guī)律

│ ├ 專題3 微粒間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)

│ │ ├ 第一單元 金屬鍵 金屬晶體

│ │ ├ 第二單元 離子鍵 離子晶體

│ │ ├ 第三單元 共價(jià)鍵 原子晶體

│ │ ├ 第四單元 分子間作用力分子晶體

│ ├ 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)

│ │ ├ 第一單元 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)

│ │ ├ 第二單元 配合物是如何形成的

├魯科版分為:

│ ├ 第1章 原子結(jié)構(gòu)

│ │ ├ 第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型

│ │ ├ 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

│ │ ├ 第3節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)

│ ├ 第2章 化學(xué)鍵與分子間作用力

│ │ ├ 第1節(jié) 共價(jià)鍵模型

│ │ ├ 第2節(jié) 共價(jià)鍵與分子的空間構(gòu)型

│ │ ├ 第3節(jié) 離子鍵、配位鍵與金屬鍵

│ │ ├ 第4節(jié) 分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)

│ ├ 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)

│ │ ├ 第1節(jié) 認(rèn)識(shí)晶體

│ │ ├ 第2節(jié) 金屬晶體與離子晶體

│ │ ├ 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體

│ │ ├ *第4節(jié) 幾類其他聚集狀態(tài)的物質(zhì)2100433B

高中化學(xué)分為:《必修1》 《必修2 》《選修1化學(xué)與生活》 《選修2化學(xué)與技術(shù)》 《選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》 （分為人教版,蘇教版 , 魯科版）《選修4化學(xué)反應(yīng)原理》 《選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》 《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》

第一課時(shí)

[新課引入]：前面我們討論過原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)，對于化學(xué)鍵的形成也有了初步的了解，同時(shí)也知道組成千萬種物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)可以是離子、原子或分子。又根據(jù)物質(zhì)在不同溫度和壓強(qiáng)下，物質(zhì)主要分為三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，下面我們觀察一些固態(tài)物質(zhì)的圖片。

[投影]：1、蠟狀白磷； 2、黃色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高錳酸鉀

[講述]：像上面這一類固體，有著自己有序的排列，我們把它們稱為晶體；而像玻璃這一類固體，本身原子排列雜亂無章，稱它為非晶體，今天我們的課題就是一起來探究晶體與非晶體的有關(guān)知識(shí)。

[板書]：一、晶體與非晶體

[板書]：1、晶體與非晶體的本質(zhì)差異

[提問]：在初中化學(xué)中，大家已學(xué)過晶體與非晶體，你知道它們之間有沒有差異？

[回答]：學(xué)生：晶體有固定熔點(diǎn)，而非晶體無固定熔點(diǎn)。

[講解]：晶體有固定熔點(diǎn)，而非晶體無固定熔點(diǎn)，這只是晶體與非晶體的表觀現(xiàn)象，那么他們在本質(zhì)上有哪些差異呢？

[投影] 晶體與非晶體的本質(zhì)差異

自范性 微觀結(jié)構(gòu) 晶體 有 原子在三維空間里呈周期性有序排列 非晶體 沒有 原子排列相對無序 [板書]：自范性：晶體能自發(fā)性地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。

自范性 微觀結(jié)構(gòu)

晶體 有 原子在三維空間里呈周期性有序排列

非晶體 沒有 原子排列相對無序

[解釋]：所謂自范性即“自發(fā)”進(jìn)行，但這里得注意，“自發(fā)”過程的實(shí)現(xiàn)仍需一定的條件。

例如：水能自發(fā)地從高處流向低處，但不打開攔截水流的閘門，水庫里的水不能下瀉。

[板書]：注意：自范性需要一定的條件，其中最重要的條件是晶體的生長速率適當(dāng)。

[投影]：通過影片播放出，同樣是熔融態(tài)的二氧化硅，快速的冷卻得到瑪瑙，而緩慢冷卻得到水晶過程。

[設(shè)問]：那么得到晶體的途徑，除了用上述的冷卻的方法，還有沒有其它途徑呢？你能列舉哪些？

[板書]：2、晶體形成的一段途徑：

（1）熔融態(tài)物質(zhì)凝固；

（2）氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固（凝華）；

（3）溶質(zhì)從溶液中析出。

[投影圖片]：

1、從熔融態(tài)結(jié)晶出來的硫晶體；

2、凝華得到的碘晶體；

3、從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體。

[探究實(shí)驗(yàn)]：完成教材實(shí)驗(yàn)3-1，請同學(xué)們認(rèn)真觀察，并提問同學(xué)觀察到什么現(xiàn)象。

[回答]：首先碘升華，然后在表面皿下面出現(xiàn)碘的固體。

[講解]：事實(shí)上，這里提到的固體就是凝華得到的碘晶體。

[過渡]：許多固體的粉末用肉眼是看不見晶體的，但我們可以借助于顯微鏡觀察，這也證

明固體粉末仍是晶體，只不過晶粒太小了！

[投影]：晶體二氧化硅和非晶體二氧化硅的示意圖

[提問]：小組討論，通過比較，可以得出什么樣結(jié)論。

[回答]：晶體的原子排列有序，而非晶體則不是。

[講述]：從本質(zhì)上來說，晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里所呈的現(xiàn)周期性。

[講述]：通過前面對晶體與非晶體的討論，現(xiàn)在我們來總結(jié)一下，晶體有哪些特點(diǎn)：

[板書]：3、晶體的特點(diǎn)：

（1）有固定的幾何外形；

（2）有固定的熔點(diǎn)；

（3）有各向異性。

[解析]：對于同一幅圖案來說,從不同的方向?qū)徱?也會(huì)產(chǎn)生不同的感受,那么對于晶體來說,許多物理性質(zhì)：如硬度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等，因研究角度不同而產(chǎn)生差異，即為各向異性。

例如：藍(lán)晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在與層垂直的方向上的導(dǎo)電率與層平行的方向上的導(dǎo)電率1∕10。

[小結(jié)]：可以根據(jù)晶體特點(diǎn)區(qū)別某一固體屬于晶體還是非晶體。然而，得出區(qū)別晶體與非晶體最可靠的方法是利用x-射線衍射實(shí)驗(yàn)。

[提問]：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在請你用一句話來定義晶體，應(yīng)該怎么說？

[回答]：學(xué)生1、內(nèi)部原子有規(guī)律的排列的物質(zhì)；

學(xué)生2、內(nèi)部原子有規(guī)律的排列，且外觀為多面體的固體物質(zhì)。

[板書]：4、晶體的定義：

質(zhì)點(diǎn)（分子、離子、原子）在空間有規(guī)則地排列成的，具有整齊外型，以多面體出

現(xiàn)的固體物質(zhì)。

練習(xí)：

1、下列關(guān)于晶體與非晶體的說法正確的是：

A、 晶體一定比非晶體的熔點(diǎn)高

B、 晶體有自范性但排列無序

C、 非晶體無自范性而且排列無序

D、 固體SiO2一定是晶體

2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是：

A、 熔沸點(diǎn)

B、 硬度

C、 顏色

D、 x-射線衍射實(shí)驗(yàn)

第二課時(shí)：晶胞、原子在晶胞中的位置及其對晶胞的貢獻(xiàn)

[過渡]通過上面的學(xué)習(xí)，我們了解了晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別，那我們?nèi)绾蝸砻枋鼍w在微觀空間里原子的排列呢？有必要畫出千千萬萬個(gè)原子嗎？當(dāng)然不必，也是不可能的。

[講述]我們只需在晶體微觀空間里取出一個(gè)基本單元即可。

[實(shí)物展示]蜂巢

[講述]這就好比我們要研究蜂巢，因?yàn)榉涑彩怯蔁o數(shù)多個(gè)蜂室構(gòu)成的，所以我們只需研究一個(gè)個(gè)基本單元——蜂室就可以了。晶體和其基本單元的關(guān)系就和蜂巢與蜂室的關(guān)系一樣。晶體也是由無數(shù)多個(gè)重復(fù)的基本單元“無隙并置”而成。這些基本單元我們稱之為晶胞。

[板書]二、晶胞

[教師講述]“無隙”即無間隙，“并置”指晶胞都是平行排列，取向相同。

設(shè)計(jì)意圖：“晶胞”、“無隙并置”又是比較抽象、難以理解的概念，通過蜂巢實(shí)物展示，運(yùn)用比喻的方式介紹“晶體和晶胞”的關(guān)系，化抽象為形象，讓學(xué)生輕松掌握“晶胞”、“無隙并置”，并很好地理解晶胞和晶體的關(guān)系。

[幻燈投影]晶胞（一般都為平行六面體）

[師生活動(dòng)]首先由老師展示晶胞實(shí)物模型——一個(gè)平行六面體和一只乒乓球。乒乓球好比是晶體中的某個(gè)原子，請同學(xué)分組討論，這個(gè)原子在六面體上可以有幾個(gè)不同的位置出現(xiàn)？（學(xué)生分組討論，教師巡視指導(dǎo)）

[學(xué)生匯報(bào)]請一組同學(xué)代表匯報(bào)討論結(jié)果（結(jié)合實(shí)物，效果很好）

[動(dòng)畫投影]晶胞中原子可能在晶胞出現(xiàn)的不同位置包括：晶胞的頂點(diǎn)、棱上、面上、體內(nèi)

[師生活動(dòng)]這四個(gè)不同位置的原子對晶體的貢獻(xiàn)也不盡相同。分四組同學(xué)分別討論后告訴大家。（教師巡視，學(xué)生交流）

[學(xué)生匯報(bào)]學(xué)生分別匯報(bào)討論結(jié)果。（在投影上同步展示討論結(jié)論）

[幻燈投影]原子在晶胞的頂角、棱、面上及晶胞內(nèi)時(shí)，一個(gè)晶胞平均擁有的原子情況。并對學(xué)生的討論結(jié)果一一驗(yàn)證。

設(shè)計(jì)意圖：有關(guān)晶胞中原子的位置及其對晶胞的貢獻(xiàn)是一個(gè)抽象，難以理解的問題；用平行六面體和乒乓球作為實(shí)物模型，學(xué)生能很好地借助模型發(fā)揮空間想象；在學(xué)生討論、分析、匯報(bào)以后，再結(jié)合動(dòng)畫加以驗(yàn)證，將抽象的事物具體化，使學(xué)生學(xué)得輕松而又能很好地掌握相關(guān)知識(shí)；整個(gè)過程均由學(xué)生完成，學(xué)生真正地“動(dòng)”起來，課堂真正地“活”起來，真正培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力，分析處理問題的能力。

人類對物質(zhì)層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展的。

19世紀(jì)以來的物理學(xué)，先后揭示了微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子和分子、原子核和基本粒子層次，并在更深入地揭示基本粒子的組成（層子）及其結(jié)構(gòu)。在對天體的認(rèn)識(shí)方面，人類先后達(dá)到了三個(gè)新的層次，即銀河系、星系團(tuán)和總星系，并正在進(jìn)一步揭示總星系演化規(guī)律。

與此同時(shí)，生物學(xué)也揭示了一些新的層次。綜合人類在這方面的認(rèn)識(shí)成果，可以大致畫出一幅人類迄今已認(rèn)識(shí)到的物質(zhì)層次結(jié)構(gòu)示意圖：　隨著物質(zhì)系統(tǒng)空間尺度數(shù)量級(jí)的變化，就有新的物質(zhì)單元出現(xiàn)。各級(jí)物質(zhì)單元就是物質(zhì)結(jié)構(gòu)不連續(xù)系列中的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)單元對于它所由以構(gòu)成的單元來講，是復(fù)雜的系統(tǒng);對于由它所構(gòu)成的更復(fù)雜的單元而言,又是簡單的組成部分。這樣，物質(zhì)結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了層次性和系統(tǒng)性。有多少級(jí)物質(zhì)單元（或系統(tǒng)），相應(yīng)地就有多少個(gè)層次。在所列各級(jí)物質(zhì)單元內(nèi)部，還可細(xì)分出許多層級(jí)，如生物按其空間尺度由小到大可分為：生物大分子──細(xì)胞──器官──個(gè)體──群落──生物圈等。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同層次具有不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有不同的時(shí)空形式，其中也有共同的方面。所以物質(zhì)層次和時(shí)空形式并非簡單地一一對應(yīng)。例如，從牛頓力學(xué)（見I.牛頓到經(jīng)典電磁學(xué)再到經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué),盡管涉及到幾個(gè)物質(zhì)層次，但都是在牛頓絕對時(shí)空的框架內(nèi)展開的。直到相對論的建立，才打破了這個(gè)框架。所以一般說來，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)空形式較之物質(zhì)存在的具體形態(tài)更加普遍、更加穩(wěn)定。

一定物質(zhì)層次的存在適應(yīng)于一定的能量狀態(tài)。物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)合能越大，就越穩(wěn)定。當(dāng)外加能量在數(shù)值上大于這個(gè)結(jié)合能時(shí)，系統(tǒng)就解體，而顯露其內(nèi)部的組成部分，即更深一個(gè)層次的物質(zhì)單元。在繼續(xù)加能的過程中，物質(zhì)系統(tǒng)就被一層層地剝開。相反地，在不斷減能的過程中，物質(zhì)外殼則一層層地套上去，而且后套上去的層次把先前的層次包含在內(nèi)，作為自己的結(jié)構(gòu)成分和從屬要素。這種物質(zhì)系統(tǒng)分解和復(fù)合中的能態(tài)突變，更深刻地反映了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性。

由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的高級(jí)層次由低級(jí)層次構(gòu)成，所以高級(jí)層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)當(dāng)由低級(jí)層次的運(yùn)動(dòng)規(guī)律加以闡明。這種方法被稱為還原方法，它在科學(xué)研究中具有重要的意義。但是，高級(jí)層次與低級(jí)層次之間在物質(zhì)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、屬性等方面又存在質(zhì)的差別,在層次過渡時(shí),這些因素的變化帶有間斷性。因此，那種企圖把高級(jí)運(yùn)動(dòng)形式歸結(jié)為低級(jí)運(yùn)動(dòng)形式的還原論的想法是錯(cuò)誤的，是形而上學(xué)的一種表現(xiàn)。