譚 飛 鄒小麗 譚育雷 張世勇

(1.深圳外國語學校，廣東 深圳 518083；2.贛南師范學院化學化工學院，江西 贛州 341000)

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高考化學晶體結構試題研究

譚 飛1鄒小麗2譚育雷2張世勇2

(1.深圳外國語學校，廣東 深圳 518083；2.贛南師范學院化學化工學院，江西 贛州 341000)

晶體結構這部分內(nèi)容不僅是化學教學的重點內(nèi)容之一，也是高考化學的重點之一。本文對近幾年新課程高考化學卷中晶體結構考題的基本類型、知識點進行研究，并提出高考化學晶體結構試題教學策略。

高考化學 晶體結構 教學策略

1 問題的提出

晶體結構是化學學科的核心內(nèi)容，其具有一定的抽象性和多樣性，需綜合運用相關概念、原理和邏輯關系解決問題，要學好晶體結構的知識，要將化學學科同圖形、文字、數(shù)字、計算等結合起來的知識學好。晶體結構不僅僅是高中化學教學的重點內(nèi)容，也是高考試題的熱門考點[1]。怎樣進行有效的高考化學晶體結構試題復習，提升學生的解題能力，已經(jīng)成為了化學教學的重點和難點。因此對高考化學晶體結構試題的研究很有必要，能為高考化學晶體結構試題的教學與復習提供參考。

2 高考常見晶體結構試題的基本類型

晶體結構試題所考的內(nèi)容并不多，大多是一些固定的知識點和一些較難的計算題。從近幾年高考真題試卷的考點內(nèi)容來看，其基本類型可歸納為8大類，如表1所示。

一般而言，晶體結構試題一般出現(xiàn)在計算題和填空題中，在選擇題中?？家恍┚w的物理性質(zhì)如熔沸點、硬度、質(zhì)地、導電性等，但也常考一些有關晶體的計算，涉及到計算往往有難度與學生的空間想象能力有關，不僅與知識本身的綜合度有關，也與學生能力和空間想象能力有關。近幾年，高考化學試卷中的一些綜合計算題通?？贾R、考水平、考能力。因此復習時應注意把重點放在對晶體結構核心知識的理解、分析及其應用上，由此形成正確解答晶體結構試題的思維方法。

表1 高考化學晶體結構試題類型

3 高考常見晶體結構試題的知識點研究

從近幾年全國各省市高考化學卷中的晶體結構試題考查可知，考查的較多的知識點有：判斷四大晶體微粒間的作用力(離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子間作用力)；四大晶體的主要物理性質(zhì)(熔沸點、硬度、導電性)；常見晶體類型的判斷(金屬晶體、原子晶體、分子晶體、離子晶體)；晶體的相關計算(晶體的密度、阿伏伽德羅常數(shù)、體積、空間占有率、原子個數(shù)、配位數(shù)、微粒間的距離等的運算)。在學習晶體結構時要先知道典型的物質(zhì)結構(四大晶體)，然后掌握構成晶體的微粒和作用力再是懂得影響晶體的因素。

3.1 四種晶體微粒間的作用力

本知識點主要是要了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構微粒、微粒間作用力的區(qū)別，對常見晶體的化學鍵及微粒間的作用力進行考查。是選擇題里的經(jīng)典題型，歷年來備受新課程高考的青睞?；瘜W鍵是存在于微粒之間的一種看不見摸不著的相互作用，具有極大的抽象性。晶體的形成是由微粒之間的作用力或化學鍵來決定的，所以對作用力及化學鍵的理解認識就直接關系到分子結構、晶體類型的掌握和應用。而且這類試題的涵蓋面廣，不但要求基本概念明確，還要求審題細密，思維嚴密。

高考試卷：通常會出現(xiàn)選擇題和填空題，通常出現(xiàn)四種晶體間的存在的作用力和化學鍵的選擇，填空題中常出現(xiàn)的是判斷所給晶體中的化學鍵或作用力。

答題要點：清楚各種晶體間的微粒的作用力和化學鍵，對金屬晶體、原子晶體、離子晶體這三大晶體中的各只存在金屬鍵、共價鍵、離子鍵；而在分子晶體中就會分兩種情況，在極性分子中有極性鍵而在非極性分子中為非極性鍵[2]。

3.2 四種晶體的主要物理性質(zhì)

晶體的主要物理性質(zhì)有熔點、沸點、金屬晶體的導電性、硬度、質(zhì)地等。晶體的熔沸點的考察的次數(shù)居多，考生需要了解晶體熔沸點的高低與晶體的晶格能有關，要對晶體的晶格能有足夠的了解。晶體的其他物理性質(zhì)是與其晶體結構有關，必須牢記各種晶體的物理性質(zhì)。其特點有概念性強、知識聯(lián)系廣、隱含條件多、靈活度大及思維層次高。

高考試卷：晶體熔沸點的比較是化學晶體中的一個重要的內(nèi)容，它所考察的知識點也比較廣，少數(shù)題目對晶體的其他物理性質(zhì)的考察較少，考生只需對四種晶體的物理性質(zhì)(如硬度、質(zhì)地、導電性等)記牢即可。此方面的試題的題型及方法與技巧主要有：首先對晶體的判斷，可由晶體的類型進行熔沸點比較的初步比較。如果是同類晶體熔沸點的比較，就需涉及多方面的知識。熔沸點大小的影響因素有：晶格能、極化率、離子半徑、色散力等。這些因素對晶體熔沸點的比較經(jīng)常能用到，而且高考晶體結構試題的考察中熔沸點的比較出現(xiàn)次數(shù)較多。因此在高中教學中要對這一方面的知識的講授是重點。

3.3 常見晶體類型的判斷

近幾年，有關晶體類型判斷的試題經(jīng)常在高考中出現(xiàn)。晶體類型的判斷涉及到多方面的內(nèi)容，從晶體的熔沸點的高低、硬度、晶體的化學鍵方面等判斷。

高考試卷：近幾年主要題型有：選擇題中常見晶體的類型的判斷；通過晶體的相關的性質(zhì)判斷晶體類型；

答題要點：在判斷晶體類型從多方面來做題據(jù)。例如，從四大晶體的物理性質(zhì)來判斷，從熔沸點的高低可知，原子晶體的熔點最大分子晶體的熔點最低，離子晶體和金屬晶體介于二者之間，再有金屬晶體為金屬。根據(jù)導電性可知，熔融或固態(tài)時都不導電的是分子晶體或原子晶體，熔融或固態(tài)都能導電的為金屬晶體；固態(tài)時不導電，熔化或溶于水時能導電的一般為離子晶體；液態(tài)、固態(tài)、熔融都不能導電，但溶于水后能導電的晶體是分子晶體。從晶體中的化學鍵來判斷，四中晶體中的作用力不同，離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體中的作用力分別為離子鍵、共價鍵、分子間力、金屬鍵。

3.4 有關晶體中常見的計算

晶體結構的計算題和推斷題通常要考查學生的觀察力和想象力，并且注重考查學生思維的靈活性和推斷性，是高考試題的熱點之一。

高考試卷：晶體中的相關計算一直是高考的熱點之一，由于其計算的較多，在計算時要要結合晶胞的空間構型來計算，而且計算比較復雜常會出錯，此類試題就成為一類難度大、綜合性強的題型，考查的知識點多、知識面廣，靈活性、綜合性都較強，有較好的區(qū)分度。

答題要點：熟悉分攤法，解題要抓住特點，知道晶胞中的粒子是多個晶胞公用的因此要用分攤法，但是用分攤法時經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，使用時需小心。在計算晶體的密度、空間占有率這些較難計算的題時，要與數(shù)學的幾何和物理相結合才更快的解決并且要了解晶體的空間結構，再此基礎上再運用計算公式。

4 高考化學晶體結構試題教學策略

4.1 培養(yǎng)學生空間想象能力，加強練習

高中生在學習化學晶體結構知識時由于缺乏空間想象能力從而導致在學習過程中會遇到瓶頸，所以為了提高學生的學習效率和形成良好的知識結構，就要提高學生的空間想象能力。例如：在2014年山東理綜試卷中的第33題的第四小問中提到石墨烯可轉化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為______，該材料的化學式為______。

在培養(yǎng)學生的空間想象能力首先要培養(yǎng)學生觀察能力，觀察能力影響著其對晶體結構構型的想象。觀察是學生的認識的窗口，當學生觀察的越多，感性知識就越豐富，這樣才能觸類旁通。培養(yǎng)學生觀察能力就要正確指導學生學習的方法。如教師在上課時應多展示模型、使用多媒體來幫助學生進行想象。在展示模型時要求學生注意模型中代表著的不同原子，教師應適時啟發(fā)學生的探究興趣和想象力。教師還要引導學生注意理論聯(lián)系實際。把晶體的空間構型與現(xiàn)實生活中常見的物體相聯(lián)系，這樣以便于學生掌握比較抽象的知識，最后要將學生腦中已有的知識與記憶的空間結構聯(lián)系起來，做融會貫通。其次，要培養(yǎng)學生解讀圖形的能力，讓學生在理解晶體空間結構時能將抽象知識轉化為具體知識，適當?shù)膶W生進行圖形訓練，對晶體的空間結構能有更深刻的認識，便于學生結合圖形解決相關的問題[4]。

4.2 抓住晶體結構本質(zhì)、靈活變通

重視基礎知識并不是讓我們死記硬背，生搬硬套，而是學生應在晶體結構知識的學習中，抓住本質(zhì)，了解一種物質(zhì)的性質(zhì)是由什么來決定的，以后遇到類似的物質(zhì)時我們就會明白該物質(zhì)的性質(zhì)了，要學會舉一反三，靈活變通，這樣才能學好知識，取得理想的成績。若學生會不會舉一反三處理問題，關鍵就在于所采用的方法。首先，晶體結構主干知識的教授依然是教師教授的重點。因此，平常教師應注重對基礎題的練習，而不是一味的讓學生做那些難題、怪題，這樣反而會適得其反，只有基礎知識牢固的掌握住了，才會更有利于那些難題、怪題的解答。其次，教師在平常的教學工作中也要也要注重學生的審題能力。教師要教會學生如何抓住題目中的有利信息，提取對考生解題有幫助的信息，這樣考生在解題時既能提高速度和解題效率，又能夠提高考生答題的準確率。教師在平常的教學中應多讓學習做一些類似這樣的信息題，提高學生提取重要信息的能力。最后教師要不斷優(yōu)化教學過程，培養(yǎng)學生的探究意識。教師在教學過程中不應循規(guī)蹈矩，生搬硬套，而是應該根據(jù)時代的發(fā)展、科技的進步、教學工具的改進和學生接受能力和生活的背景相聯(lián)系，不斷更新和改善教學理念和教學方法，創(chuàng)新性的進行教學。要改變傳統(tǒng)的題海戰(zhàn)術，充分的讓學生參與到教學和學習的樂趣中來，不斷提高學生的探究能力，提高學生的解題能力和解題思維。

4.3 創(chuàng)設情境，激發(fā)學生學習興趣

晶體結構的學習因為都是比較有原理性的知識，學生學習起來可能會很枯燥無味而且比較難，學生在學習過程中會缺乏學習興趣。教師在上課時可以先向?qū)W生展示實驗，比如鈉和氯氣燃燒的實驗，燃燒的產(chǎn)物是什么?這類產(chǎn)物屬于哪種晶體？有什么性質(zhì)等？對學生提出問題，創(chuàng)設問題情境并帶入即將講授的知識點，使學生對這節(jié)課的內(nèi)容產(chǎn)生興趣。學生對這一部分的抽象內(nèi)容能產(chǎn)生濃厚的興趣，不回因為知識點太難而厭學。因此對于這部分的內(nèi)容，教師要激發(fā)學生的學習興趣要從創(chuàng)設學習情境開始，在教學時要將化學知識和生產(chǎn)生活經(jīng)驗相結合，引出所要教學的內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣。

[1]姜建文，盛壽日.高中化學解題研究與備考指導[M].南昌：江西高校出版社，2011.

[2]張姝，蔡莉.高中化學教材、教學中有關結構化學的幾個問題[J].化學教育，2012(11).

[3]趙波，周志華．密堆積與中學化學中的晶體結構[J]化學教育，2006(8).

[4]張巍.“晶體結構與性質(zhì)”自主學習的研究和實踐[D]內(nèi)蒙古師范大學，2014.6.