《第三单元共价键原子晶体》优质课教案设计

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二、教学重点

1.原子晶体的结构特征

2.金刚石晶胞的结构

3.原子晶体的性质和用途

三、教学难点

原子晶体的结构与金刚石晶胞的结构

四、教学流程设计

【心灵拷问】同学们，正式上课之前我想问大家一个问题。假如有一天，你在上学的路上捡到鸡蛋黄大小价值上亿元的钻石，请问接下来，你该怎么做？

【学生回答】

【讲述】对于你们的做法我暂不做评论，先让我们来看看当年魏振芳是怎么做的吧。上世纪七十年代，在山东临沭县常林村有个21岁的姑娘，她叫魏振芳。有一天她扛着锄头跟着生产队的队员出门去干活，结果一锄头下去，跳出来一块鸡蛋黄大小的东西，她捡起来一看，发现亮晶晶的，黄灿灿的，非常漂亮，猜测是个好东西，就拿上回家了。父亲一看，断定这是钻石。于是全家人商量后决定上缴国家。后经中国科学院鉴定：这颗钻石重158克拉，是我国现存最大的一颗天然金刚石。据专家估计这颗钻石的价值达上亿元。

为了表彰魏振芳的爱国精神，国家要给些物质奖励，但她只要了一台拖拉机，不是给他自己，而是给村里。故事讲到这儿，难道大家不觉得，这位姑娘的心灵与钻石一样闪耀吗？

然后,我们再回过头来想一想，当我提出先前的那个问题时，无论是刚才发言的同学还是没有发言的同学，你的真实想法到底是什么呢？跟这位姑娘的想法一样吗？符合我们当代的社会主义核心价值观吗？

【播放视频】钻石在打磨之前叫金刚石，那么大家一定会好奇：金刚石到底从哪儿来的呢？又是如何形成的呢？看一段小视频。

【播放视频】金刚石形成于亿万年前地球深处，后来人类是如何使用与认识以及研究金刚石的呢？我们接着看视频。（人类同金刚石打交道有悠久的历史。早在公元1世纪，当时罗马的文献中就有了关于金刚石的记载。那时，人们利用它们无比的硬度，当作雕琢工具使用。后来，随着技术的进步，金刚石才被当作宝石用于饰品。但人们对金刚石一无所知，伴随他的只是神话般具有宗教色彩的崇拜和畏惧的传说，同时，把它视为权利和尊贵的象征。然而，对金刚石的科学研究却相对比较迟缓。1600年过后，直到18世纪的70至90年代，才有法国化学家拉瓦锡等人进行的在氧气中燃烧金刚石的实验，结果发现得到的是二氧化碳气体。终于，这些实验证明了组成金刚石的元素是碳。那么金刚石为什么如此坚硬呢？

这个问题，是在1913年才由英国的物理学家威廉·亨利。布拉格和他的儿子做出了回答。布拉格父子用X射线观察金刚石，他们发现，在金刚石晶体内部，每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合，形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且，这种致密的结构，使得金刚石的密度为每立方厘米约3.5g/cm3克，大约是石墨密度的1.5倍。正是这种致密的结构，使得金刚石具有最大的硬度。

由于他们用X射线对晶体结构研究的贡献，一起分享了1915年的诺贝尔物理学奖。小布拉格获奖时，年仅25岁，是诺贝尔获奖史上最年轻的获奖者。

【讲解】布拉格父子通过X射线发现了金刚石内部结构，所有的碳原子都是以什么作用力结合在一起的？（共价键）而且形成了一种空间网状结构，（展示金刚石结构模型），形成了一个个六元环。我们就把所有原子间均以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。

【比较】（拿出两个C60模型），请问C60是原子晶体吗？为什么？

【学生回答】

【讲解】关键是所有原子都以共价键相连，原子晶体中除了共价键这种作用力之外，没有其他作用力。所以新教材中将原子晶体又叫做共价晶体。

构成原子晶体的微粒：原子（分子晶体的构成微粒是：分子）

微粒之间的作用力：共价键（构成分子晶体微粒之间的作用力是：分子间作用力）

原子晶体的结构特征：三维空间网状结构，不存在单个小分子，（我只是截取了晶体中一部分，它还可以向空间延伸），类似可以看成是一个“巨分子”。

【讲述】如果从科学美的角度来讲，原子晶体的结构其实很美，这种美是一种对称美、匀称美，接下来，就请同学们亲自动手搭一搭金刚石的结构，切身体会一下金刚石的内部碳原子排布的规律性。

【观察模型】搭建模型之前先认真观察，共3层，14个碳原子。整体上也是一个正四面体。