高中化学课件：物质结构与性质集体备 29页

物质结构与性质区域教研之集体备课专题三第一单元金属键、金属晶体专题三第二单元离子键、离子晶体\n※教材内容※教学研读※教学案例※课程标准※典型例题※概况\n物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学，材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘。物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。在本课程模块中，我们将从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：1．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；2．进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；3．能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；4．在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。概况：课程标准及实际教学目标\n作为IB选修的作用作为高中化学学习内容的作用概况：课程标准及实际教学目标\n新课程标准中关于本模块内容要求的4个一级主题:主题1原子结构与元素性质主题2化学键与物质的性质主题3分子间作用力与物质的性质主题4研究物质结构的价值概况：课程标准主题\n概况：教材体系框架物质结构与性质揭示物质结构的奥秘微粒间作用力与物质性质物质结构的探索无止境结构探索的历史与意义金属键金属晶体离子键离子晶体共价键原子晶体分子间作用力分子晶体结构研究的新课题原子结构与元素的性质原子核外电子的运动元素性质的递变规律分子空间结构与物质性质分子构型与物质的性质配合物是如何形成的暂不作要求暂不作要求\n物质结构核外电子运动状态和排布原子半径化合价电离能电负性周期律的本质，元素性质递变规律及其原因晶体共价分子原子共价键σ、π键参数配位键键极性几何构型分子极性分子空间构型推测分子构型、极性对物质性质的影响离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体晶格能分子间作用力氢键堆积方式、金属键概况:模块化学知识体系\n内容结构知识性质知识结构性质关系原子结构与元素性质原子结构模型的演变，主族元素核外电子排布规律、结构示意图元素性质（金属性、非金属性、主要化合价、成键类型）的周期性变化—具体表现与规律性质周期性变化的本质；主族元素原子结构、（非）金属性、主要化合价、成键类型的判断微粒间作用力与物质性质三种化学键的本质、形成条件与类型、键的强弱，离子半径与电荷数，共价分子空间结构及其表示，分子间作用力的特征金属的通性；离子化合物的导电性；共价分子的热稳定性、分子空间构型、分子的极性，价键类型、强弱对物质热稳定性、分子空间结构的影响；分子间作用力大小对分子晶体对性质的影响晶体结构与物质性质四种晶体结构的构成微粒、作用力类型四种晶体结构的性质特点晶体结构对物质导电性、熔沸点、硬度等物理性质的影响概况：教材组织的三个层次的学习内容\n一、课标相关内容表达内容标准活动与探究建议1.能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2.了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。①制作典型的离子晶体结构模型。②比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征。③实验探究:熔融盐的导电性。④实验探究：明矾或铬钾矾晶体的生长条件⑤查阅资料：晶格能与岩浆晶出规则。8、知道金属键的涵义，能利用金属键理论解释金属的一些物理性质。9、能列举金属晶体的基本堆积模型⑾讨论：为什么金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性\n金属键与金属特性：金属共性（情景)----问题---金属键理论----金属键理论对物理性质的解释---金属的原子化热---影响金属键强弱的结构因素。金属晶体：化学史话：晶体结构的认识历史(情景）------有序的内部排列---晶胞的概念---等径圆球的堆积和密堆积方式(从一维到三维，配位数、空间利用率）---金属的4种基本堆积模型---堆积时晶胞中微粒的平均数目（切割法）----合金二：教材内容：知识的逻辑组织：\n离子键、离子晶体:熔融状态的导电性（情景）---离子键的形成与表示-----离子键无方向性和饱和性的理解----离子晶体的形成与性质---晶格能与离子键的强弱的微观分析。NaCl和CsCl的晶体结构分析---离子晶体中的配位数、结构类型和离子半径的关系二：教材内容：知识的逻辑组织：\n二：教材内容：学习材料基本呈现方式：金属金属键、金属键的强弱金属晶体金属原子在晶体中的堆积方式晶体物理性质特点（金属原子化热）离子化合物离子键的形成、特点离子晶体离子晶体的晶格能、晶胞、配位数晶体物理性质特点（晶格能）学习情景作用力物质性质晶体结构\n1、金属的电子气理论和能带理论及对金属性质的解释。2、等径球的密堆积：三维空间的非密置层、密置层的区别，面心立方与六方密堆积的区别（延伸方式、晶胞、空隙、空间利用率、常见金属的堆积方式）。3、薄弱知识：从结构角度认识合金(填隙式和置换式固溶体、金属化合物）4、非晶体（玻璃体）与晶体的微观结构的不同点。（过冷液体，短程有序，长程无序）三、教学研读---教师层面：应再深入的学科逻辑知识\n5、晶胞纵深要求：知道7大晶系（晶轴长度和晶面夹角）和14种布拉维空间格子。6、阳阴离子半径比和离子配位数的内在关系（几何计算过程的理解）。7、晶格能与伯恩哈伯循环（盖斯定律、焓变的整合）三、教学研读---教师层面：应再深入的学科逻辑知识\n1、金属的通性----为什么----对微观的想象?(易激发）（难叙述）2、从粒子间相互作用的本质理解强弱的经验-----迁移到金属键的强弱理解。（难迁移）3、从反应热到金属的原子化热（易形成，但注意单位）3、金属的空间堆积方式是好像没有知识可类比，二维密置层和非密置层的对比迁移到三维（难形成）4、晶胞的叠加是较难想象的（难形成）5、可能产生对合金性质优化的结构疑问.(拓展）6、可能会类比迁移到对非晶体的好奇（拓展）三、教学研读---学生层面：知识结构和新知识生长点金属键和金属晶体\n离子键和离子晶体三、教学研读---学生层面：知识结构和新知识生长点1、物质的电子式----用电子式表示离子键的形成过程（迷糊）（难）2、阴阳离子间离子键形成的理解（易形成）3、离子键的无方向性和饱和性(易形成，名称新）4、原子化热-----晶格能(易迁移），晶格能、离子键强弱与离子微观结构的关系（易建构但应用繁杂）5、AB型离子化合物NaCl、CsCl的晶胞分析（较难）6、可能会对离子晶体中离子配位数和离子半径的关系的内在原因好奇。\n金属键　金属晶体基本要求1、了解金属晶体模型和金属键的本质。2、能用金属键理论解释金属的有关物理性质。3、知道影响金属键强弱的主要因素。4、认识金属物理性质的共性。5、认识合金的性能及应用。发展要求了解金属原子化热的概念。说明金属晶体的晶胞及三种堆积方式不作要求。三、教学解读---学生层面：考试要求\n离子键　　离子晶体基本要求1、在《化学2》的基础上进一步认识离子键，理解离子键没有方向性和饱和性的特点。2、在《化学2》的基础上进一步认识NaCl、CsCl晶体。3、能用电子式表示离子化合物及其形成过程。发展要求知道晶格能的概念，了解晶格能的大小与离子键的牢固性、离子晶体熔点的高低和硬度大小的关系。说明1、对于晶格能的概念不宜拓展。2、离子晶体中离子的配位数不作要求。三、教学解读---学生层面：考试要求\n1、充分应用实物、模型、媒体、学生动手制作等直观教育手段，用形象让学生感性认识微观结构。(如：金属原子的堆积方式）2、合理运用类比方法启迪学生思维，利用先行者组织策略，建立新旧知识的桥梁。(如：导电性、延展性）3、不宜对微观结构知识进行过度挖掘，但是可适当结合学生已经具有的物理、数学工具进行抽象，适当演绎。（如：空间利用率的计算、晶胞的切割原理）4、创设思维空间提高学生“宏观－微观”转换的能力，培养学生良好的化学思维品质。（晶胞的叠加、平均数概念与切割原理希望让学生自主得出）5、注意学生学习兴趣的激发与保持。（知识枯燥，思维的兴奋，少讲，多问，多用交流与讨论，知其所以然的乐趣，如：晶格能与离子的微观结构的关系）三、教学解读---教学层面：建议\n6、要用立表方式多总结、对比、归纳。把深入的逻辑过程变线为面，建立知识体系。（如金属晶体和离子晶体的比较，堆积方式的比较。7、注意IB模块的特殊性，必须通过练习来巩固理解，形成知识的外延与变形。但要注意习题形式与考试方向，试题编制与选择要注意浙江省的要求。（不知道教材中例举的具体金属晶体堆积方式是否做记忆要求？习题中有）8、注意教学语言的科学性。三、教学解读---教学层面：建议\n1、（2010高考样题展示）NaCl晶体中最小重复单元(晶胞)如右图所示。已知：氯化钠的摩尔质量为Mg/mol，某一定条件下NaCl晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为acm，晶体的密度为bg/cm3。则下列叙述正确的是A．每个Na＋周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正六面体B．每个Na＋周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正十二面体C．阿伏加德罗常数NA可表示为M/2a3bD．阿伏加德罗常数NA可表示为4M/a3b答案:C四、典型例题：\n2、（2010高考样题展示）下列图像是NaCl、CsCl、干冰的晶体结构图或是从其中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl的晶体结构图像的是答案:A四、典型例题：\n3.（2010江苏高考）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但晶体中含有的中哑铃形的C22-存在，使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为4。\n3、（苏州实验中学）（11分）A、B、C、D、E、F、G七种元素，它们的原子序数依次增大，除G外均为前20号元素。A原子基态时p能级原子轨道上电子数等于次外能层电子数，C元素的原子基态时s能级与p能级上的电子数相等，C、D处于相同的能级，且D是同期中电负性最大的元素，E原子的第一至第四电离能（kJ·mol－1）分别为：578、1817、2745、11575，F元素原子中4s能级有2个电子。G元素的离子形成的硫酸盐结晶水合物呈蓝色。(1)B形成的单质中有__1个σ键，2_个Π键，上述元素形成的化合物中和B的单质是等电子的是_CO__(填化学式(2)G元素的基态原子的外围电子排布式为3d104s1(3)常温下，E单质投入到B的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中的现象是无明显现象。四、典型例题：\n(4)D、F组成的晶体FD2结构如图Ⅰ所示，G形成晶体的结构如Ⅲ所示，Ⅱ为H3BO3（硼酸）晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。图Ⅰ图Ⅱ图Ⅲ①图I所示的FD2晶体中与F离子最近且等距离的F离子数为，图III中未标号的G原子形成晶体后周围最紧邻的G原子数为；②图II所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为；③三种晶体中熔点高低的顺序为(填空化学式)，H3BO3晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为。(4)①1212②O1∶6③CaF2>Cu>H3BO3分子间作用力\n5.（2010江苏训练题）不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%，不然就不能生成致密氧化膜CrO3防止腐蚀。(1)基态碳（C）原子的轨道表示式为。(2)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为；已知CrO5中Cr为+6价，则CrO5的结构式。(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈四面体构型。423K时，Ni(CO)4分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测：四羰基镍的晶体类型是，Ni(CO)4易溶于下列。A．水B．四氯化碳C．苯D．硫酸镍溶液（1）(2分)（2）6（1分）　　　　　（1分）（3）　分子晶体　（1分）bc(2分)\n(4)Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A~B图中正确的是。(5)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方密堆积，试写出该晶体的化学式。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有个。图中：碳原子用小球，镍原子用大球，镁原子用大球答案、（4）A（2分）（5）MgCNi3(2分)12(1分)\n四、典型例题：5、（作业本练习）金属钨晶体为体心立方晶格，如图所示，实验测得钨的密度为19.30g·cm-3，原子的相对质量为183，假定金属钨原子为等径的刚性球。（1）试计算晶胞的边长；（2）试计算钨原子的半径。\n总体感觉：1、注意内容衔接2、抓住一条主线3、关注方法分析4、加强知识融合5、突出强弱分析6、运用直观教具