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选必2第3章第1节认识晶体第1课时导学案
【课标分析】
1．推测晶体具有不同于非晶体明显特征的原因（微观：微粒空间排列的周期性）。
2．借助晶体 X射线衍射验证推测，从微观角度得出了晶体与非晶体的区别。
【教学目标】
1.了解晶体的重要特征，能说出晶体与非晶体的区别。了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律。
2.知道晶体的微观结构特点，了解晶胞选取的原则，认识简单的晶胞，学会分析晶胞中包含的微粒数。
【评价目标】
1．知道晶体的重要特征，能说出晶体与非晶体的区别。
2．能从原子、分子、聚集状态等不同尺度认识物质结构特点及其与物质性质、用途之间的关系。
【教学重难点】
晶体的特征
【教法与学法】
课件素材、学案
【教学准备】
1．分子间作用力包括范德华力 和 氢键。分子间作用力 是普遍存在的一种分子间作用力，属于电性作用。对于结构和组成相似的物质，随着相对分子质量的增加， 增强。 范德华力 越强，物质的熔点和沸点越高。
2．氢键属于一种较强的分子间作用力，含有氢键使物质的熔、沸点升高，溶解性增大， 氢键使物质的熔、沸点降低。氢键存在于含 氢氟 键、 氢氧键、 氢氮键等化学键的分子间或分子内。
3．粒子间作用的强度：化学键 ＞ 氢键 ＞ 范德华力 。
4．范德华力、氢键只对物质的 物理性质有影响，物质的化学性质与 化学键 有关。
【教学过程】
[情境引入]
晶体的特性
【自主阅读】阅读教材第一部分，总结归纳晶体的特征以及类型。
[学生活动]
【归纳总结】1．晶体与非晶体
(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。
(2)非晶体：内部微粒无周期性重复排列的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。
2．晶体的特性
(1)自范性：晶体在适宜条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)各向异性：是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)对称性：晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有对称轴，也有对称面。
(4)晶体具有固定的熔、沸点。
3．晶体的分类
(1)分类依据：晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的不同。
(2)晶体类型
晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例
离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl
金属晶体 金属原子 金属键 Cu
共价晶体 原子 共价键 金刚石
分子晶体 分子 分子间作用力 冰
[驱动问题]
1．分析氯化钠、铜、金刚石、冰的组成及结构，说明这些固体构成微粒以及微粒间的相互作用各属于什么类型。
2．正误判断
(1)晶体有自范性但其微粒排列无序(　　)
(2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性(　　)
(3)晶体有固定的熔点(　　)
(4)晶体一定是固体，固体不一定是晶体(　　)
(5)粉末状固体也可能是晶体(　　)
(6)区分晶体与非晶体最可靠的方法是确定有没有固定的熔点(　　)
(7)有规则几何外形的固体一定是晶体(　　)
2．正误判断答案： (1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)×
[学习评价]
1．下列物质具有自范性、各向异性的是(　　)
A．钢化玻璃　　　B．塑料 C．水晶 D．陶瓷
2．下列有关晶体和非晶体的说法正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变为非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
3．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
4．下列叙述正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体一定是晶体
B．具有特定对称性的固体一定是晶体
C．具有各向异性的固体一定是晶体
D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体
5．下列叙述不属于晶体特性的是(　　)
A．有规则的几何外形 B．具有各向异性 C．有对称性 D．没有固定熔点
6．下列不能支持石墨是晶体这一事实的是(　　)
A．石墨和金刚石互为同素异形体
B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C．石墨的熔点为3 850 ℃
D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
[学习评价]答案
1．C【解析】晶体具有自范性和各向异性，钢化玻璃、塑料、陶瓷均不属于晶体。
2．B
【解析】晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，A、D选项错误；组成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列，因此，晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体，C项错误；自范性是晶体和非晶体的本质区别，B项正确。
3．B
【解析】晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质，A项所述过程不可能实现；C项中的圆形并不是晶体本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。
4．C
【解析】晶体具有规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，故A、B错误；具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体的依据是构成晶体微粒的种类和微粒间相互作用的不同，D项错误。
5．D
【解析】晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性，而且晶体有固定的熔点。
6．A
【解析】原子在三维空间呈周期性有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也与金刚石、石墨互为同素异形体，但属于非晶体。
[归纳提升]
【交流研讨】说明氯化钠、铜、金刚石、冰各由说明微粒构成以及微粒间的相互作用各属于什么类型，并体会构成微粒空间排列的特点。
分类依据 晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用
晶体类型 离子晶体 金属晶体 共价晶体 分子晶体
构成微粒 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 原子 分子
微粒间作用力 离子键 金属键 共价键 分子间作用力（范德华力、氢键）
举例 NaCl、BaSO4等离子化合物 Al、Fe、Cu等金属单质和合金 SiO2、金刚石、晶体硅等 某些非金属单质，某些非金属氧化物、氢化物，含氧酸，大多数有机物等，如冰、干冰、I2、萘等(共14张PPT)
第1节 认识晶体 第1课时
第3章 不同聚集状态的物质与性质
核心素养发展目标
1.能从微观角度理解晶体的结构特征，
2.并能结合晶体的特点判断晶体与非晶体。
一、晶体的特性
1.晶体与非晶体
(1)晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做__________排列构成的固体物质。如金刚石、食盐、干冰等。
(2)非晶体：内部微粒 排列的固体物质。如橡胶、玻璃、松香等。
周期性重复
无周期性重复
2.晶体的特性
(1)自范性：晶体在适宜条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。
(2)各向异性：是指在不同的方向上表现出 的 性质，如强度、导热性、光学性质等。
(3)对称性：晶体具有特定的对称性，如规则的食盐晶体具有立方体外形，它既有 ，也有 。
(4)晶体具有 的熔、沸点。
不同
物理
对称轴
对称面
固定
3.晶体的分类
(1)分类依据：晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的不同。
(2)晶体类型
晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例
离子晶体 ____________ ________ NaCl
金属晶体 _________ _______ Cu
共价晶体 _____ _______ 金刚石
分子晶体 _____ ______________ 冰
阴、阳离子
金属原子
原子
分子
离子键
金属键
共价键
分子间作用力
正误判断
(1)晶体有自范性但其微粒排列无序(　　)
(2)晶体具有各向同性，非晶体具有各向异性(　　)
(3)晶体有固定的熔点(　　)
(4)晶体一定是固体，固体不一定是晶体(　　)
(5)粉末状固体也可能是晶体(　　)
(6)区分晶体与非晶体最可靠的方法是确定有没有固定的熔点(　　)
(7)有规则几何外形的固体一定是晶体(　　)
√
×
×
×
×
√
√
应用体验
1.下列物质中属于晶体的是
A.棉花 　　 B.玻璃　　 C.陶瓷 　　D.胆矾
√
解析　棉花内部微粒的排列是没有规则的，属于非晶体；玻璃、陶瓷没有固定的熔点，属于非晶体；胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，属于晶体。
2.下列叙述正确的是
A.具有规则几何外形的固体一定是晶体
B.具有特定对称性的固体一定是晶体
C.具有各向异性的固体一定是晶体
D.依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶
　体、共价晶体
√
解析　晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部粒子规律性排列的外部反映，有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，故A、B两项错误；
具有各向异性的固体一定是晶体，C项正确；
晶体划分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、共价晶体是依据构成晶体的微粒的种类和微粒间相互作用的不同，故D项错误。
易错警示　晶体具有规则的几何外形，但具有规则几何外形的固体不一定是晶体。非晶体也可以打磨成规则的几何外形，但仍不是晶体。
归纳总结
(1)晶体与非晶体的区别
外观 微观结构 自范性 各向异 (同)性 熔、沸点
晶体 具有规则几何外形 微粒在三维空间呈周期性有序排列 有 各向异性 固定
非晶体 不具有规则几何外形 微粒排列相对无序 无 各向同性 不固定
本质区别 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列
(2)晶体与非晶体的区别方法
返回
间接方法 看是否有固定的熔、沸点
科学方法 对固体进行X射线衍射实验
归纳总结
返回第三章 不同聚集状态的物质与性质
第1节认识晶体第1课时晶体的特性教学设计
【教材分析】
本课时教材首先从实物出发，介绍了晶体的重要特征（宏观：规则的几何外形、各向异性），推测晶体具有不同于非晶体明显特征的原因（微观：微粒空间排列的周期性）。借助晶体 X射线衍射验证推测，从微观角度得出了晶体与非晶体的区别，并且指出正是由于晶体中微粒排列的重复性和有序性，使得人们只要认识了晶体中一个重复单元的空间结构，便可以推知整个晶体的结构特点，从而打开了认识物质结构的大门。这种由宏观到微观、由表象到本质的教材编排思路，有助于学生了解物质聚集状态和性质的一般分析方法和规律，便于学生建立一些晶体学的基本知识。重点促进学生"宏观辨识与微观探析""证据推理与模型认知"化学学科核心素养的发展。
【教学目标与核心素养】
宏观辨识与微观探析：
了解晶体的重要特征，能说出晶体与非晶体的区别。
能从原子、分子、聚集状态等不同尺度认识物质结构特点及其与物质性质、用途之间的关系。
【教学重难点】
晶体的特征及分类。
【课前准备】
课件素材、学案
【教学过程】
【知识回顾】根据学案学生回顾有关分子间作用力的有关知识。
【联想质疑】对于晶体，你一点也不陌生，食盐、冰、金属、宝石、水晶、大部分矿石等都是晶体。那么，究竟什么样的物质才能称为晶体 晶体与玻璃、橡胶等非晶体有什么不同 晶体为什么具有明显不同于非晶体的特性
【投影】
【板书】一.晶体的特征
1.晶体与非晶体
【自主阅读】学生阅读教材P91-93页内容，自主归纳有关晶体的特征和分类
【讲述】晶体和非晶体的本质区别是内部粒是否周期性重复排列。晶体内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。而非晶体内部粒无周期性重复排列。
【投影】晶体硅的规则性排列和非晶体硅的无序排列
【提问】通过阅读教材，总结归纳晶体具有哪些特性？
【板书】2.晶体的特性
【总结】①自范性：在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
②各向异性：晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质。
③对称性：晶体具有规则的几何外形。
④固定的熔、沸点：加热晶体，温度达到熔点时即开始熔化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高。
⑤能使X射线产生衍射：利用这种性质，人们建立了测定晶体的重要实验方法。
【投影】
【自主阅读】“化学与技术”栏目了解“X射线衍射与晶体结构”
【投影】
【讲述】根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同，可以将晶体分为离子晶体、金属晶体、共价晶体和分子晶体。
【投影】
【交流研讨】说明氯化钠、铜、金刚石、冰各由说明微粒构成以及微粒间的相互作用各属于什么类型，并体会构成微粒空间排列的特点。完成学案表格
【投影】
【讲述】晶体结构的特殊性，使晶体在某些方面具有一定的特殊性。人们常常利用晶体的性能制造各种材料。例如，某些晶体可以把机械能转变成电能，遥控器、石英表等都是利用晶体的这些性质来实现能量转换的;有些晶体对热特别用它们制作的红外夜视仪可以在伸手不见五指的黑夜观察到人、动物以及汽车、坦克等具有热辐射性能的物体，还可以辅助确定人体内病变的部位和形状。最神奇的还要数半导体晶体，现在已经能够在一块硅片上集成上亿个晶体管等电子元件了，从而推动了计算机技术的迅速发展。
【投影】
【讲述】非晶体和晶体的最大区别在于物质内部的微粒能否有序排列。橡胶、玻璃、石蜡、沥青等固体，其内部原子、离子或分子呈无序排列，都属于非晶体。非晶体没有规则的外形，缺少晶体所具有的对称性和各向异性。非晶体材料也常常表现出一些优异的性能。
【投影】
【讲述】除晶体和非晶体外，科学家还返现某些介于晶体和非晶体之间的固体，称为准晶体，阅读教材“拓展视野”，了解有关内容
【投影】
【课后思考】晶体可以看成是微粒按照一定规律无限堆积而得到的，整个晶体里排列着无数个微粒。那么，如何研究晶体内部微粒的排列规律呢
【教学反思】
本课时内容主要是主要是了解晶体的特征以及晶胞，内容较简单，难度不大，但对于晶胞以及晶胞微粒的计算需要学生具有一定的空间想象能力。第1节　认识晶体 第1课时 晶体的特性
课时作业设计
1．Al65Cu20Co15是一种十边形准晶体，准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体。区别晶体、准晶体及非晶体最可靠的科学方法是(　　)
A．X射线衍射实验 B．测定熔点
C．测定密度 D．观察外形
1．A
2．下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是(　　)
A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体几何外形
B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果
D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
2．B
【解析】晶体在不同方向上微粒的排列情况不同，即为各向异性，晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列，两者不矛盾，故B错误。
3．普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　)
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成粒子无规则排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性有序排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
3．B
【解析】普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性有序排列，即晶体具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。
4．下列有关晶体和非晶体的说法正确的是(　　)
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变为非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
4．B
【解析】晶体的几何外形比较规则属于晶体的一般特性，但并不是所有具有规则几何外形的固体都是晶体，故A项错误；晶体研碎后还是晶体，故C项错误；玻璃是非晶体，加工成规则的固体不会变成晶体，故D项错误。
5．下表列出了有关晶体的知识，其中错误的是(　　)
选项 A B C D
晶体 硫化钾 干冰 金刚石 碘
构成晶体的微粒 阴、阳离子 分子 原子 分子
晶体微粒间存在的作用力 离子键 共价键 共价键 范德华力
5．B
【解析】干冰为分子晶体，构成微粒为分子，微粒间作用力为范德华力。
6．以色列科学家因发现准晶体独享2011年诺贝尔化学奖。已知的准晶体都是金属化合物(又称金属互化物)，当形成合金的元素原子的电子层结构、原子半径和晶体类型相差较大时，易形成金属化合物。人们发现组成为铝 铜 铁 铬的准晶体具有低摩擦系数、高硬度、低表面能，正被开发为炒菜锅的镀层，Al65Cu23Fe12十分耐磨，被开发为高温电弧喷嘴的镀层。下列说法正确的是(　　)
A．已知的准晶体是离子化合物
B．Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．合金的硬度一般比各组分金属的硬度小
D．准晶体可开发成为新型材料
6．D
【解析】已知的准晶体都是合金，不存在离子键，不是离子化合物，A项错误；Al单质放置在空气中只生成氧化铝，而Fe单质放置在空气中会形成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁的水合物，Cu单质放置在空气中会形成碱式碳酸铜，B项错误；合金的硬度一般比各组分金属的硬度大，C项错误；由题给信息可知，准晶体具有开发为新型材料的价值，D项正确。
7．如图甲、乙所示分别为a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是(　　)
A．a是晶体 B．a是非晶体
C．b是晶体 D．a、b都是非晶体
7．A
【解析】晶体有固定的熔点，由题图甲可知，曲线中间有一段所对应的温度不变，但一直在吸收热量，该段所对应的温度即为a物质的熔点，则a为晶体；由题图乙可知，曲线对应的温度一直在升高，说明b物质没有固定的熔点，为非晶体。
8．非晶硅光电薄膜产业的研发成长，在转换效率上已逐渐接近于多晶硅太阳能电池，发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率，将比多晶硅太阳能产业更为快速，非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。
试探究下列问题：
(1)下图中a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅？
a：________________；b：________________。
(2)有关晶体常识的相关说法正确的是________(填字母)。
A．玻璃是非晶体
B．固体粉末都是非晶体
C．晶体内部质点具有有序性的特征，有固定的熔、沸点和各向异性
D．区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X射线衍射实验
8．(1)非晶硅　晶体硅　(2)ACD
【解析】(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。

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