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DSE 化学|化学键与物质结构 备课指引(导师用)|熔点、导电性与晶格能比较

DSE 化学|化学键与物质结构 备课指引(导师用)|熔点、导电性与晶格能比较

  • 2026-11-04

学生识讲“金属加非金属就系离子键”,但一问“点解氧化镁比氯化钠难熔”就哑住。这一堂要给他们两个变数:电荷积与离子距离。

本堂目标 学生能够:① 由元素位置与电子转移判断键型;② 用电荷积除以距离比较晶格能,再推熔点高低;③ 由结构讲出导电性、延展性与硬度的来源。

01 先备知识(开课前 3 分钟快检)

以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:

技能 快检题 过关标准
离子电荷 氧化镁中镁与氧各带什么电荷 Mg²⁺ 与 O²⁻
单位换算 1 nm 等于多少 pm 1 000 pm
电子排布 钠失去一个电子后的排布 2,8

02 课堂流程(60 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–8 分 四种结构 离子、简单分子、巨型共价、金属 每种举两例
8–20 分 键型判断 金属与非金属、电子转移或共用 判断六个化合物
20–34 分 熔点比较 电荷积除以距离 算出约 5.0 倍
34–46 分 巨型结构 钻石、石墨、二氧化硅 解释石墨导电
46–54 分 导电与延展 离域电子与离子移动 改写一段答案
54–60 分 离场检查 三题收回即批 独立完成

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:四种结构:一张表看完

离子结构:金属阳离子与非金属阴离子以静电引力排列成三维晶格,硬而脆,固态不导电、熔融或溶于水才导电。
简单分子结构:分子内共价键、分子间只有弱范德华力,所以熔沸点低,例:水、二氧化碳。
巨型共价结构:整块由共价键连成网络,熔点极高,例:钻石、石墨、二氧化硅。
金属结构:阳离子排列在离域电子海中,导电、导热、有延展性。

导师做法:先在白板画四格,每格只写一个代表物,之后所有题目都叫学生讲“入边一格”。

第二幕:熔点:电荷积除以距离

氯化钠:Na⁺ 半径 102 pm、Cl⁻ 181 pm,离子距离约 283 pm,电荷积 1×1。氧化镁:Mg²⁺ 86 pm、O²⁻ 140 pm,距离约 226 pm,电荷积 2×2 = 4。
相对晶格能 = 4 × 283 ÷ 226 ≈ 5.0 倍,所以熔点由 801 °C 升到 2852 °C。

要学生计:若两个离子电荷都是 2、距离再缩短一半,晶格能约变几倍(4 ÷ 0.5 = 8 倍)。

第三幕:巨型共价与金属:结构决定性质

钻石:每个碳与另外四个碳以 154 pm 的共价键连成三维网络,所以极硬、不导电。
石墨:层内碳碳 154 pm 共价键,层与层相距 335 pm 只有范德华力,所以层与层易滑动、柔软,而每个碳剩下一个离域电子沿层导电。
二氧化硅:巨型共价网络,熔点 1710 °C,所以做砂石与玻璃。
金属:离域电子可自由移动,所以导电;离子层可以滑动而不断裂,所以有延展性。

提醒:石墨导电不是因为“有自由离子”,是因为层内有离域电子。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
判断 由式判断键型与结构 看元素位置,再看是否巨型 NaCl 离子、CO₂ 简单分子
比较 熔点高低排序 先比结构类型,再比电荷与距离 MgO 2852 °C 高于 NaCl 801 °C
解释 为何固态氯化钠不导电 离子被固定,不能移动 熔融或溶解后才导电
绘图 画电子点横图 先算最外层电子,再配对 MgO 要画 2+ 与 2−
合理性检查(一定要教):熔点先看结构类型:巨型结构一律高(二氧化硅 1710 °C),简单分子一律低。同为离子结构才比电荷与距离;晶格能与距离成反比,所以离子越大熔点越低。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
氯化钠与氧化镁的离子距离 283 pm 与 226 pm 半径相加,不是相减
氧化镁相对氯化钠的晶格能倍数 约 5.0 倍 电荷积 4 倍再乘距离比
石墨为何导电而钻石不导电 层内有离域电子 要讲“层内”不是“层间”

06 学生常见错误与纠正句

错误 学生通常这样写 导师这样说
把石墨当简单分子 答“石墨熔点低因为层间弱” “层间弱所以软,但层内共价键要断开才熔,所以熔点极高。”
熔点只看电荷 答“氧化镁熔点高只因电荷大” “仲要看距离,电荷除距离才系晶格能。”
固态离子导电 答“食盐固态都导电” “离子锁死在晶格,要熔或者溶先走得。”
金属延展讲成离子滑动 答“金属离子滑动所以不断” “金属系离子层滑动加电子海,不系离子键。”

07 家课建议(直接指到练习卷题号)

08 离场检查(最后 5 分钟)

题目 答案 判定
氧化镁与氯化钠哪个熔点高 氧化镁,2852 °C 三题全对=可进酸碱
钻石与石墨的层内键长 两者皆约 154 pm 错一题=下堂前重讲结构
固态氯化钠导电吗 不导电 错两题以上=回到第一幕

09 导师常问

要背离子半径数值吗?

不必背,但要知道同族由上而下半径增大,所以熔点下降。

为何二氧化硅熔点比氯化钠高?

巨型共价网络要断开大量共价键,比拆离子晶格更耗能。

水为何沸点比硫化氢高?

水有氢键,硫化氢只有范德华力,所以 100 °C 对 -60 °C。

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本页为 TutorZone 导师备课指引,内容由 TutorZone 团队编写;题目与流程为原创,并非任何学校或出版社的教材。

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