1、第三单元从微观结构看物质的多样性单元规划实验探究和交流活动，可让学生了解进行科学探究的一般步骤，即从“提出假想、明白探究原理、设计探究方案、制定详细探究步骤、列出探究所用仪器和试剂、记录探究现象、处理探究数据、得出探究结论、进行误差分析、提出改进方案”等一系列的步骤，为以后进行其他的探究活动奠定基础。所以，凡是依靠学生自己的努力能够做成的事情就放手让学生去做，学生能够依靠自己的思维活动推导出的结论就不要拱手直接送给学生。在本单元中，就有许多的内容，可以由教师设计成探究任务，交给学生去探究和活动：在“同素异形现象”课时中，在学习红磷和白磷知识时，可以采用活动与探究方式，让学生带着问题去设计实验“
2、以红磷和白磷为例，设计实验，证明同素异形体的化学性质相同，而物理性质不同。” 在“同分异构现象”课时中，在学习分子式为C4H10的有机物的结构时，可以采用活动与探究方式，让学生用小球和短棍去尝试，去搭配出各种可能的结构，因为在前一单元中学习过了“有机物中碳原子的成键特点”，知道了“碳、碳之间可以形成“碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键”，还了解了“碳原子之间不仅可以通过共价键彼此结合形成碳链，也可以连接形成碳环。”当然，在搭配过程中，学生一定会出现这样那样的问题，比如，每个碳原子周围形成的共价键数不足4个、每个氧原子周围形成的共价键数只有1个、碳原子之间连接成了碳碳双键等等，不过，不用着急，发现了这
3、些问题后，正好可以当场解决，加深学生的印象，巩固他们对“烷烃中只含有碳碳单键”“每个碳原子周围均可形成4个共价键”“每个氧原子周围可以形成2个共价键”的认识，而且，只有在搭配的过程中，学生才会真正明白，不同原子的“连接线”个数可能不同，连接的方向也可能不同，更深地体会到直链和支链等原子间不同的连接方式，同时认识到空间伸展方向、键角等问题，加深对碳原子成键特点、微观结构不同的理解。在“不同类型的晶体”课时中，在学习同属碳族元素的碳和硅的氧化物干冰和二氧化硅晶体时，可以交给学生一个活动与探究任务，让他们去查阅资料，去了解干冰和二氧化硅晶体的晶体类型、构成微粒、空间结构以及物理性质，而后进行推广，找
4、到不同晶体类型的结构和性质特点。课时安排：同素异形现象1课时同分异构现象1课时不同类型的晶体1课时同素异形现象从容说课本节课的主要内容是“同素异形现象”。具体讲述的是碳元素、氧元素和磷元素的几种同素异形体。在本课时“同素异形现象”中，教材具体讲述了碳元素的几种单质金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等，讲述了氧元素的两种单质氧气和臭氧，还讲述了磷元素的两种单质红磷和白磷，如果说，这3组同素异形体都采用直接讲述的方法来教学的话，那么，若第1组同素异形体的学习学生还有新鲜的兴趣，到了第2组、第3组同素异形体，学生就无精打采了，此时，就要采用不同的教学方式：在学习氧气和臭氧时，着重介绍臭氧的强氧
5、化性，消毒剂、脱色剂的用途，臭氧作为“生命的卫士”以及“臭氧层空洞”的知识；在学习红磷和白磷知识时，可以采用活动与探究方式，让学生带着问题去设计实验“以红磷和白磷为例，设计实验，证明同素异形体的化学性质相同，而物理性质不同。这样的方式，学习的目标内容虽然没有改变，但是，学习的效率却提高了，真正达到了学习的目的。学习本节课，还应该经常使用实验对比、列表对比的方式。可以对比金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管的不同结构；可以对比氧气和臭氧的不同性质；还可以对比红磷和白磷的不同的物理性质。对比教学，可以使学生看得更清楚，学得更扎实。学习本节课，还应该经常运用三维空间结构模型，将微观的结构放大，使
6、学生清晰地认识到同素异形体的结构的不同。学习本节课，还应对学生进行实验能力的培养，由学生来设计实验，这本身就是回顾提炼旧知识、提升实验能力的一个很好的途径。 教学重点以金刚石、石墨等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构不同而导致的同素异形现象。教学难点金刚石、石墨和纳米碳管的结构。 教具准备电脑图片若干（“足球烯”）、三维空间结构模型（金刚石、石墨、纳米碳管）实物若干：金刚石、石墨、无定形碳化学仪器：酒精灯、火柴、长铜片、铁架台、铁夹化学试剂：白磷、红磷、二硫化碳三维目标知识与技能1.从同素异形现象认识物质的多样性与微观结构有关系。2.以金刚石、石墨等碳的同素异形体为例，认识由于微观结构不同而
7、导致的同素异形现象。过程与方法1.运用金刚石、石墨、无定形碳等实物，让学生感受同种元素可以形成不同的单质。2.运用电脑图片，向学生展示“足球烯”“纳米碳管”等碳的不同单质。3.运用三维空间结构模型，学习金刚石、石墨的结构知识。情感、态度与价值观认识“物质的结构决定性质、性质体现结构”这一观点。教学过程导入新课师 同学们知道，钻石的成分是什么吗？生 应该是用金刚石打磨、切削成多面体，这样反射光线的能力增强，在阳光或是灯光底下就会熠熠闪亮、发出夺目的光芒了。师 （展示一条钻石项链)正是如此！钻石在大家的心目中，是高贵、永恒的象征，不是有这样的描述嘛“钻石恒久远、一颗永流传”！如果我把“钻石”和“铅
8、笔芯”比喻成是同根同源的孪生兄弟，你们可能会觉得很滑稽，是风马牛不相及的事，其实，身份高贵的钻石与毫不起眼的灰黑色的铅笔芯即石墨是属于同种元素形成的不同结构的单质，是“同素异形体”。推进新课板书：一、同素异形现象1.同素异形体：同一种元素形成的不同的单质。师 金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等都是碳元素的单质，都是碳元素的同素异形体。板书：(1)同种元素(2)单质实例(1)：碳元素的不同单质金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等。（展示）实物金刚石、石墨、无定形碳（展示）金刚石、石墨、纳米碳管的三维空间结构模型生 观察并描述：构成金刚石的微粒是碳原子，碳原子间以共价键相连，结合成空
9、间网状结构，金刚石的基本结构单元为正四面体，每个碳原子与其余的4个碳原子以共价键相结合，在金刚石中，还有碳原子形成的碳原子环，最小环上有6个碳原子。石墨晶体呈层状结构。构成石墨的微粒是碳原子，碳原子间以共价键相连。在石墨的每一层内，每个碳原子与其余的3个碳原子以共价键相结合，碳原子排列成平面六边形，无数的平面六边形形成平面网状结构。石墨的不同层之间，存在着分子间作用力。 投影：表格物理性质金刚石石墨硬度很大较软熔沸点很高很高导电性不导电能导电师 为何金刚石、石墨在硬度和导电性方面有很大差异？生 金刚石中碳原子最外层的4个电子都参与形成了共价键，无自由电子，所以不能导电。而石墨中碳原子最外层只有
10、3个电子参与形成了共价键，每个碳原子核外有1个自由电子，所以能导电。在石墨的不同层之间，存在的是分子间作用力，相对于共价键来说，分子间作用力要弱得多，容易被破坏，所以，石墨的层与层之间，在外力的作用下，容易发生相对滑动，使层与层之间断裂。比如，用铅笔写字时，在纸上轻轻一划，就会留下痕迹，那痕迹就是石墨层与层之间断裂后留下的细小颗粒。（播放）电脑图片：足球烯插入图片Y25师 足球烯的结构与金刚石、石墨、纳米碳管又不相同。足球烯C60是60个碳原子形成的封闭的笼状分子，形似足球，所以，人们称它为“足球烯”。根据以上结构的观察和有关内容的学习，可以知道，同素异形体的结构是不同的。板书：(3)结构不同
11、师 钠原子(Na)和钠离子(Na+）都是由同一种元素钠元素形成的，它们是同素异形体吗?为什么?生 不是，因为Na原子和Na+是同一元素的不同粒子，不属单质。师 Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗?为什么?生 不是，因为它们是由相同的两种元素组成的化合物，不是单质。师 与互为什么关系?生 互为同位素。师 同素异形体和同位素有何区别?投影：同素异形体和同位素的区别同素异形体同位素定义同一种元素的不同单质互称同素异形体同一元素的不同核素(或不同原子)互称同位素研究对象单质核素或原子举例O2和O3，石墨和金刚石师 除了碳元素能形成不同的单质金刚石、石墨、足球烯、纳米碳管、无定
12、形碳等等以外，同素异形体还有许多，比如，氧元素形成的单质氧气和臭氧。板书：实例(2)：氧元素形成的单质氧气和臭氧。师 大家有没有想过，你们家厨房中的消毒柜，它的消毒原理是怎样的？生 （议论纷纷）大概是高温消毒吧，也可能是紫外线消毒。师 也可以用臭氧消毒。对于一些塑料的餐具，高温消毒显然是不可行的。师 臭氧“O3”，是氧气的同根兄弟，号称生命的卫士。O3与O2，均由氧元素组成，在分子组成上只不过仅是一个O原子之差，但两兄弟的“脾气”和“外貌”却大相径庭。投影：O3与O2物理性质的对比O3O2色、嗅、态通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体，液态O3呈深蓝色，固态O3为紫黑色通常为一无色无气味的气体液态O
13、2呈淡蓝色，固态O2呈雪花状，淡蓝色溶解度(水中)大小熔点251 218 沸点112.4 183 师 O3、O2物理性质差别很大，那么，它们的化学性质如何呢?生 二者都具氧化性，而且O3比O2有着更强的氧化性；另O3不稳定，能分解。板书：臭氧的性质a.极强氧化性b.不稳定性：2O3=3O2师 上述反应是否为氧化还原反应?为什么?生 否，因无元素化合价的变化。师 O3具有极强的氧化性，如不活泼金属Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化，而在常温下却能被臭氧氧化，再如酒精、棉絮等易燃物，常温下遇较多的O3会立即着火，从而引起不可想象的火灾，不过天公作美，地面附近大气层中O3含量极微，仅占0.001
14、ppm。臭氧相对于O2不稳定，常温下能缓慢分解，若加热或高温或有催化剂时可迅速分解，而且O3生成O2的反应为一放热反应，这也说明O3比O2更为活泼。造成O3与O2化学性质差别的原因是什么?生 源于它们的分子组成、分子结构不同。师 大家熟知，O2的用途极为广泛，O3同样功不可没，其重要用途有哪些?板书：c.脱色剂、消毒剂师 O3用于脱色、消毒，是基于其什么性质?生 强氧化性师 臭氧与氧气虽然组成元素相同，但由于它们的分子组成及原子结合方式不同，造成分子结构的不同，引起两者性质上的很大差别。O3和O2互为同素异形体关系，O3具有更强的氧化性，且不稳定，空气中的少量O3对人体有益，过之则有害，而大气
15、平流层中的臭氧层则是人类的保护伞。师 根据以上碳元素和氧元素的同素异形体的学习，请归纳小结：同素异形体之间，什么性质相同？什么性质不同？为什么？生 归纳小结然后交流：师 同素异形体还有许多，比如，磷元素形成的单质红磷和白磷。板书：实例(3)：磷元素形成的单质红磷和白磷。师 白磷与红磷的分子结构：白磷分子是正四面体结构，4个磷原子排列在正四面体的4个顶点上，四面体的重心上没有原子，所以，白磷分子中磷与磷的共价键的键角为60，不同于金刚石正四面体中碳与碳的共价键的键角（10928）。红磷的分子结构较复杂，是由很多个小正四面体连接在一起而形成的结构。板书：2.同素异形体的化学性质基本相同，因为它们都
16、是由同种元素组成的单质。同素异形体的物理性质不同，因为它们的空间结构不同。请以红磷和白磷为例，设计实验，证明同素异形体的化学性质相同，而物理性质不同。生 思考、分析、讨论然后达成共识：选取红磷和白磷来做实验1.观察它们的颜色、状态的不同。2.观察它们的保存方法的不同。3.利用二硫化碳作溶剂，进行它们的溶解性实验。4.查阅资料，了解它们的毒性的不同。 5.进行实验，比较两者的着火点高低。6.进行两者的燃烧实验，观察产物是否相同。（具体的装置及操作方法如下）投影：磷的系列实验1.实验目的：（1）认识红磷转变成白磷的条件。（2）验证燃烧反应的条件，比较白磷和红磷的着火点，观察磷的燃烧反应现象。（3）
17、验证五氧化二磷的吸湿性及与水的反应。（4）验证五氧化二磷与碱的反应。2.实验装置：插入图片Y263.操作步骤及实验效果（1）取一直径1 cm，长为30 cm的硬质玻璃管，中间用石棉隔开（可通过空气），管口配以带直导管的胶塞，按装置图连接，检查气密性。（2）将玻璃管与打气球、集气瓶断开，在A、B两端各放入约0.3 g干燥的红磷，加热B端红磷部位，红磷受热不断变成蒸气，在玻璃管内壁凝结成一薄层淡黄色物质即白磷。待B处的红磷全部转变成白磷后，停止加热，让玻璃管适当降低温度。（3）迅速连接橡皮气唧和集气瓶，不加热鼓入空气，B端生成的白磷即燃烧生成大量白烟，而此时A端的红磷不反应。说明白磷的着火点比红磷
18、低。停止鼓气，白磷即停止燃烧，说明一般意义上的燃烧需满足两个条件，一是温度要达到着火点，二是要有氧气存在。（4）接着用大火加热A端红磷部位，同时鼓入空气，红磷也燃烧起来，和白磷一样生成大量白烟五氧化二磷。指出磷的一种用途：制烟幕弹。（5）生成的五氧化二磷依次通过甲、乙（石蕊）、丙（澄清石灰水）、丁（浓NaOH溶液）。甲瓶用于收集五氧化二磷，兼有安全瓶作用。实验完毕后，敞置甲瓶，瓶壁迅速潮湿，说明五氧化二磷有强烈的吸湿性。乙瓶溶液变红，说明五氧化二磷与水反应生成了酸性物质，它是一种酸性氧化物。丙瓶中澄清的石灰水变浑浊，说明五氧化二磷能与碱反应生成不溶于水的盐。丁中是浓氢氧化钠溶液，可将未反应的五
19、氧化二磷吸收。4.实验特点（1）装置简单，但综合性强。整个实验涉及磷、磷的氧化物、磷酸、磷酸盐等多种物质的性质。通过实验可达到多项目的。 （2）对环境不造成污染，有利于培养学生的环保意识，同时也有利于师生健康。 投影：白磷与红磷性质的比较：名称白磷红磷状态蜡状固体粉末状固体颜色白色红色毒性剧毒无毒溶解性不溶于水，易溶于CS2不溶于水，也不溶于CS2着火点40 240 相互转化师 以上的实验探究还说明了同素异形体之间是可以相互转化的。板书：3.同素异形体之间可以相互转化课堂小结本节课以碳元素、氧元素、磷元素的不同单质为例，学习了同素异形现象，认识了同素异形体的“物理性质不同而化学性质基本相同”的
20、特征。布置作业P245、7板书设计一、同素异形现象1.同素异形体：同一种元素形成的不同的单质。(1)同种元素(2)单质(3)结构不同实例(1)：碳元素的不同单质金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、纳米碳管等。实例(2)：氧元素形成的单质氧气和臭氧。臭氧:a.极强氧化性b.不稳定性：2O3=3O2c.脱色剂、消毒剂实例(3)：磷元素形成的单质红磷和白磷。2.同素异形体的化学性质基本相同，因为它们都是由同种元素组成的单质。同素异形体的物理性质不同，因为它们的空间结构不同。3.同素异形体之间可以相互转化活动与探究以红磷和白磷为例，设计实验，证明同素异形体的化学性质相同，而物理性质不同。探究内容探究方法探究结论1.它们的颜色、状态实验观察颜色不同，状态相同2.它们的保存方法实验观察保存方法不同3.比较它们的溶解性利用二硫化碳作溶剂，进行溶解性实验白磷易溶于二硫化碳4.它们的毒性查阅资料白磷有剧毒5.二者的着火点高低实验操作着火点不同，白磷的着火点低6.比较燃烧产物是否相同燃烧实验操作燃烧产物相同
