高中化学选修物质结构与性质教案-3.2离子键离子晶体5-苏教版

基于问题驱动的核心概念构建 ——《离子晶体》教学设计 自然界中元素的种类并不多，物质世界丰富性的因素之一在于物质结构的多样性和复杂 性。以苏教版必修二专题 1 第三单元“离子晶体”为教学内容，带领学生认识物质，解剖物 质。本节课结合学生密切相关的生活现象，以问题中心理论和建构主义理论为基础，将教学 目标隐含在问题中，通过创设情景，构建模型，充分挖掘教材，引导学生自主探究，设计出 解决问题的路径和策略，帮助学生认识和初步掌握物质结构的知识，在科学探究过程中，培 养学生创新能力，提升化学素养。 1 教学设计的前端分析 1.1 教材解读和学情分析 物质是微观粒子的聚集体，物质的结构和性质是若干粒子的综合表现。虽然我们无法真 切地看见微观粒子，但是我们可以通过宏观辨识和微观探析的研究方式，透视物质的内部结 构。本节课是一节核心概念的构建课。从教学内容层面分析，涉及离子晶体的概念、结构特 点、物理性质等内容，学科认知难度较大；从教材特点分析，注重知识的类比、迁移、提升， 突出模型在概念结构中的引领作用；从教学实践层面分析，学生是本节课的主体，他们的空 间概念薄弱。因此，以 NaCl、CsCl 晶胞为载体，以问题驱动形式，引发学生思维，在构建 模型、动画引导基础上，为学生铺设学习台阶，通过观察、分析、交流等手段自主建构离子 晶体的核心知识和规律，深化对离子晶体这一知识点的理解。 1.2 教学目标 （一）宏观辨识与微观探析 1.理解离子键、离子晶体的概念，能判断离子键强弱及离子晶体类型； 2.认识 NaCl、CsCl 典型的离子晶体，掌握离子晶体的物理性质，能预测离子晶体熔沸点高低 顺序。 （二）变化观念与平衡思想 1.能通过空间模型均摊法，解决晶胞中微粒个数问题； 2.依据离子晶体价键强弱，判断物质硬度、溶解度大小。 （三）证据推理与模型认知 1.能利用实物、史实、数据、模型等证据，加深对晶体结构的认识； 2.能结合已学物质性质，围绕问题，构建空间模型，将微观结构宏观化。 （四）科学探究与创新意识 1.能通过对 NaCl 晶胞的体验观察，培养分析实验模型，归纳概括实验本质的能力； 2.能加深对化学与生活关系的认识，提高学生创新能力和学习兴趣。 （五）科学精神与社会责任 1.学会自主探究，通过小组合作，增强团队意识，取长补短，提升化学素养； 2.通过对 NaCl、CsCl 晶体的深入挖掘，领会离子晶体结构的周期性、对称性， 感受自然世 界的规则性、有序性。 1.3 设计思路 2 教学内容 2.1 教学重难点及教学方法 离子晶体的概念、结构特点及物理性质。 2.2 教学过程 课 题 基于问题驱动的核心概念构建 ——以《离子晶体》例 教 学 环 教师活动 学生活动 设计意 图 节 环 节 一 【引入】图片展示。猜猜看，哪个是食盐晶体？ 【老师】真相揭晓。从外观上很难判断食盐晶体，真正想要了解它， 需要从内部结构入手。想一想，我们学过什么反应可以制备氯化钠 呢？ 【回顾】钠在氯气中燃烧的实验现象及化学方程式 ？ 【问题驱动 1】钠原子和氯原子如何结合成氯化钠晶体的呢? 用电子式表示 NaCl 的形成过程： 【合作探究 1】一、离子晶体定义 由_________和__________通过________结合而成的晶体。 1、构成微粒： 2、相互作用力： 3、常见类型： 【PPT】图片展示。 【问题驱动 2】氯化钠晶体内部真实结构是什么样的呢? 【科学史料 1】1781 年法国科学家阿羽依打碎了一块方解石， 发现 每一碎块均为歪斜的“ 立方体”，他很惊奇， 于是他又敲碎了好几 块方解石，发现无论方解石原来是什么形状，那些敲下的碎块都成六 面体（ 即歪斜的“ 立方体”）形状，由此，他提出假设：晶体是由 一个个相同的几何体在空间平行、无间隙地堆砌而成的，这些相同的 “单元晶”成为 晶胞。 【科学史料 2】20 世纪劳厄、布拉格等物理学家通过晶体的 X-射线 衍射实验验证了晶体的空间点阵假说， 使人们得以观察到氯化钠晶 体中钠离子和氯离子在空间的排列方式。 【学生】倾听、思考 【学生】剧烈燃烧， 黄色火焰,生成大量 白烟。 【学生】书写 NaCl 的形成过程。 【学生】总结离子晶 体概念。 【合作探究 2】动手 试一试，组装氯化钠 模型。 【模型】橡皮泥、牙 签 本 节 课 以 常 见 的 食 盐 晶 体 展 开，激发 学 生 学 习兴趣， 培 养 学 生 的 观 察、分析 能力 结 合 科 学 史 实 引 导 学 生 构 建 空 间 模 型 环 节 二 【PPT】动画展示 NaCl 晶胞模型。 【问题驱动 3】NaCl 是分子式，还是化学式? （1） 在 NaCl 晶体中，Na+ 和 Cl－分别处于晶胞的什么位置？ 【学生】交流讨论， 结 合 已 有知识， 启 发 学 生思考， 并 培 养 学 生 的 （2）在 NaCl 晶体中，与每个 Na+等距紧邻的 Cl－共有 个，与 每个 Cl－等距紧邻的 Na+共有 个； （3）与每个 Na+等距紧邻的 Na+共有 个，与每个 Cl－等距紧邻 Cl－共有 个。 （4）在一个 NaCl 晶胞中，有 个 Na+，有 个 Cl－； （5）一个 NaCl 晶胞中，Na+ 和 Cl－占有个数分别为 、 。 【老师】讲解晶胞空间模型均摊法。 【合作探究 3】二、离子晶体结构特点 1、阴阳离子按规律有序的排列，阴、阳离子间只存在 键； 2、晶胞中阴、阳离子个数，并不是实际所占个数，NaCl 晶体中不存 在 ， NaCl 不表示 ，而是 ，仅表示晶 体中阴、阳离子个数的最简比。 【合作探究 4】 （1）在一个 CsCl 晶胞中，Cs+和 Cl－分别处于晶胞的什么位置？ （2）在 CsCl 晶体中，每个 Cs+ 同时强烈吸引 个 Cl－,每个 Cl－ 同时强烈吸引 个 Cs+。 （3）在一个 CsCl 晶胞中，Cs+和 Cl－占有个数分别 为 、 。 回答问题。 动 手 能 力 培 养 学 生总结、 归 纳 能 力 注 重 知 识 的 类 比 、 迁 移 、 提 升，突出 模 型 在 概 念 结 构 中 的 引 领 作 用。 环 节 三 【问题驱动 4】结合氯化钠晶体的结构，你认为离子晶体有哪些物理 性质? 【合作探究 5】三、离子晶体物理性质 1、熔、沸点 ，难挥发，硬度较 ，难压缩。 2、导电性：离子晶体虽然有带电微粒，但不导电，这些带电微粒被 离子键紧紧束缚在一起，不能自由移动，只有在融化或溶于水的情况 下才能断裂离子键而游离出自由移动的带电微粒，所以离子晶体在固 体 导电，熔融状态下 导电，水溶液 导电。 3、溶解性：离子晶体是强极性键，在非极性或弱极性溶剂中不易断 裂，在极性溶剂中易断裂，所以离子晶体一般 溶于极性溶剂（如 【学生】交流讨论， 回答问题。 【学生】理解、记忆 加 深 学 生 对 结 构 决 定 性 质 的 理解，强 化 离 子 晶 体 结 构特点， 攻 克 教 学难点。 水），而 溶于非极性溶剂。 【当堂检测】 1、下列化学式表示的物质中，属于离子晶体并且含有极性共价键的 是（ ） A.KCl B.KOH C.H2O D.H2 2、下列性质中，可以证明某化合物形成的晶体一定是离子晶体的是 ( ) A.可溶于水 B.具有较高的熔点 C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电 3、下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是（ ） A．1mol 氯化钠中有 NA 个 NaCl 分子 B．氯化钠晶体中，每个 Na+周围距离相等的 Cl－共有 6 个 C．氯化铯晶体中，每个 Cs+周围紧邻 8 个 Cl－ D．平均每个 NaCl 晶胞中有 4 个 Na+、4 个 Cl－ 【学生】思考、交流 加 强 理 论 联 系 实际，学 以致用， 解 决 难 题。 【板书设计】 离子晶体 一、定义 1. 构成微粒 2. 相互作用力 3. 常见类型 二、结构特点 1.阴阳离子有序排列 2.离子晶体中不存在分子 三、物理性质 1. 熔沸点、硬度 2. 导电性 3. 溶解性 3 教学反思 本节课我们以 NaCl、CsCl 晶胞为例，讲解了离子晶体的基本结构、晶胞中微粒个数计 算及离子晶体的物理性质。可以看出，晶体的宏观性质是其内部结构的真实反映，结构决定 性质。通过创设问题的层层铺垫，让学生不断地分析问题、发现规律、得出结论，让学生作 为学习知识的探索者、学习规律的发现者，自始至终为学习的主体、课堂活动的主体，就能 比较自然地掌握知识。抓住离子晶体中存在较强的离子键这一基本特征，对于离子晶体的物 理性质，学生自己就可以自然得出，对硬度较大，熔沸点较高这一性质就有了更深的理解。