高考化学晶体结构试题研究

谭 飞 邹小丽 谭育雷 张世勇

(1.深圳外国语学校，广东 深圳 518083；2.赣南师范学院化学化工学院，江西 赣州 341000)



高考化学晶体结构试题研究

谭 飞1邹小丽2谭育雷2张世勇2

(1.深圳外国语学校，广东 深圳 518083；2.赣南师范学院化学化工学院，江西 赣州 341000)

晶体结构这部分内容不仅是化学教学的重点内容之一，也是高考化学的重点之一。本文对近几年新课程高考化学卷中晶体结构考题的基本类型、知识点进行研究，并提出高考化学晶体结构试题教学策略。

高考化学 晶体结构 教学策略

1 问题的提出

晶体结构是化学学科的核心内容，其具有一定的抽象性和多样性，需综合运用相关概念、原理和逻辑关系解决问题，要学好晶体结构的知识，要将化学学科同图形、文字、数字、计算等结合起来的知识学好。晶体结构不仅仅是高中化学教学的重点内容，也是高考试题的热门考点[1]。怎样进行有效的高考化学晶体结构试题复习，提升学生的解题能力，已经成为了化学教学的重点和难点。因此对高考化学晶体结构试题的研究很有必要，能为高考化学晶体结构试题的教学与复习提供参考。

2 高考常见晶体结构试题的基本类型

晶体结构试题所考的内容并不多，大多是一些固定的知识点和一些较难的计算题。从近几年高考真题试卷的考点内容来看，其基本类型可归纳为8大类，如表1所示。

一般而言，晶体结构试题一般出现在计算题和填空题中，在选择题中常考一些晶体的物理性质如熔沸点、硬度、质地、导电性等，但也常考一些有关晶体的计算，涉及到计算往往有难度与学生的空间想象能力有关，不仅与知识本身的综合度有关，也与学生能力和空间想象能力有关。近几年，高考化学试卷中的一些综合计算题通常考知识、考水平、考能力。因此复习时应注意把重点放在对晶体结构核心知识的理解、分析及其应用上，由此形成正确解答晶体结构试题的思维方法。

表1 高考化学晶体结构试题类型

3 高考常见晶体结构试题的知识点研究

从近几年全国各省市高考化学卷中的晶体结构试题考查可知，考查的较多的知识点有：判断四大晶体微粒间的作用力(离子键、共价键、金属键、分子间作用力)；四大晶体的主要物理性质(熔沸点、硬度、导电性)；常见晶体类型的判断(金属晶体、原子晶体、分子晶体、离子晶体)；晶体的相关计算(晶体的密度、阿伏伽德罗常数、体积、空间占有率、原子个数、配位数、微粒间的距离等的运算)。在学习晶体结构时要先知道典型的物质结构(四大晶体)，然后掌握构成晶体的微粒和作用力再是懂得影响晶体的因素。

3.1 四种晶体微粒间的作用力

本知识点主要是要了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别，对常见晶体的化学键及微粒间的作用力进行考查。是选择题里的经典题型，历年来备受新课程高考的青睐。化学键是存在于微粒之间的一种看不见摸不着的相互作用，具有极大的抽象性。晶体的形成是由微粒之间的作用力或化学键来决定的，所以对作用力及化学键的理解认识就直接关系到分子结构、晶体类型的掌握和应用。而且这类试题的涵盖面广，不但要求基本概念明确，还要求审题细密，思维严密。

高考试卷：通常会出现选择题和填空题，通常出现四种晶体间的存在的作用力和化学键的选择，填空题中常出现的是判断所给晶体中的化学键或作用力。

答题要点：清楚各种晶体间的微粒的作用力和化学键，对金属晶体、原子晶体、离子晶体这三大晶体中的各只存在金属键、共价键、离子键；而在分子晶体中就会分两种情况，在极性分子中有极性键而在非极性分子中为非极性键[2]。

3.2 四种晶体的主要物理性质

晶体的主要物理性质有熔点、沸点、金属晶体的导电性、硬度、质地等。晶体的熔沸点的考察的次数居多，考生需要了解晶体熔沸点的高低与晶体的晶格能有关，要对晶体的晶格能有足够的了解。晶体的其他物理性质是与其晶体结构有关，必须牢记各种晶体的物理性质。其特点有概念性强、知识联系广、隐含条件多、灵活度大及思维层次高。

高考试卷：晶体熔沸点的比较是化学晶体中的一个重要的内容，它所考察的知识点也比较广，少数题目对晶体的其他物理性质的考察较少，考生只需对四种晶体的物理性质(如硬度、质地、导电性等)记牢即可。此方面的试题的题型及方法与技巧主要有：首先对晶体的判断，可由晶体的类型进行熔沸点比较的初步比较。如果是同类晶体熔沸点的比较，就需涉及多方面的知识。熔沸点大小的影响因素有：晶格能、极化率、离子半径、色散力等。这些因素对晶体熔沸点的比较经常能用到，而且高考晶体结构试题的考察中熔沸点的比较出现次数较多。因此在高中教学中要对这一方面的知识的讲授是重点。

3.3 常见晶体类型的判断

近几年，有关晶体类型判断的试题经常在高考中出现。晶体类型的判断涉及到多方面的内容，从晶体的熔沸点的高低、硬度、晶体的化学键方面等判断。

高考试卷：近几年主要题型有：选择题中常见晶体的类型的判断；通过晶体的相关的性质判断晶体类型；

答题要点：在判断晶体类型从多方面来做题据。例如，从四大晶体的物理性质来判断，从熔沸点的高低可知，原子晶体的熔点最大分子晶体的熔点最低，离子晶体和金属晶体介于二者之间，再有金属晶体为金属。根据导电性可知，熔融或固态时都不导电的是分子晶体或原子晶体，熔融或固态都能导电的为金属晶体；固态时不导电，熔化或溶于水时能导电的一般为离子晶体；液态、固态、熔融都不能导电，但溶于水后能导电的晶体是分子晶体。从晶体中的化学键来判断，四中晶体中的作用力不同，离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体中的作用力分别为离子键、共价键、分子间力、金属键。

3.4 有关晶体中常见的计算

晶体结构的计算题和推断题通常要考查学生的观察力和想象力，并且注重考查学生思维的灵活性和推断性，是高考试题的热点之一。

高考试卷：晶体中的相关计算一直是高考的热点之一，由于其计算的较多，在计算时要要结合晶胞的空间构型来计算，而且计算比较复杂常会出错，此类试题就成为一类难度大、综合性强的题型，考查的知识点多、知识面广，灵活性、综合性都较强，有较好的区分度。

答题要点：熟悉分摊法，解题要抓住特点，知道晶胞中的粒子是多个晶胞公用的因此要用分摊法，但是用分摊法时经常会出现错误，使用时需小心。在计算晶体的密度、空间占有率这些较难计算的题时，要与数学的几何和物理相结合才更快的解决并且要了解晶体的空间结构，再此基础上再运用计算公式。

4 高考化学晶体结构试题教学策略

4.1 培养学生空间想象能力，加强练习

高中生在学习化学晶体结构知识时由于缺乏空间想象能力从而导致在学习过程中会遇到瓶颈，所以为了提高学生的学习效率和形成良好的知识结构，就要提高学生的空间想象能力。例如：在2014年山东理综试卷中的第33题的第四小问中提到石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为______，该材料的化学式为______。

在培养学生的空间想象能力首先要培养学生观察能力，观察能力影响着其对晶体结构构型的想象。观察是学生的认识的窗口，当学生观察的越多，感性知识就越丰富，这样才能触类旁通。培养学生观察能力就要正确指导学生学习的方法。如教师在上课时应多展示模型、使用多媒体来帮助学生进行想象。在展示模型时要求学生注意模型中代表着的不同原子，教师应适时启发学生的探究兴趣和想象力。教师还要引导学生注意理论联系实际。把晶体的空间构型与现实生活中常见的物体相联系，这样以便于学生掌握比较抽象的知识，最后要将学生脑中已有的知识与记忆的空间结构联系起来，做融会贯通。其次，要培养学生解读图形的能力，让学生在理解晶体空间结构时能将抽象知识转化为具体知识，适当的对学生进行图形训练，对晶体的空间结构能有更深刻的认识，便于学生结合图形解决相关的问题[4]。

4.2 抓住晶体结构本质、灵活变通

重视基础知识并不是让我们死记硬背，生搬硬套，而是学生应在晶体结构知识的学习中，抓住本质，了解一种物质的性质是由什么来决定的，以后遇到类似的物质时我们就会明白该物质的性质了，要学会举一反三，灵活变通，这样才能学好知识，取得理想的成绩。若学生会不会举一反三处理问题，关键就在于所采用的方法。首先，晶体结构主干知识的教授依然是教师教授的重点。因此，平常教师应注重对基础题的练习，而不是一味的让学生做那些难题、怪题，这样反而会适得其反，只有基础知识牢固的掌握住了，才会更有利于那些难题、怪题的解答。其次，教师在平常的教学工作中也要也要注重学生的审题能力。教师要教会学生如何抓住题目中的有利信息，提取对考生解题有帮助的信息，这样考生在解题时既能提高速度和解题效率，又能够提高考生答题的准确率。教师在平常的教学中应多让学习做一些类似这样的信息题，提高学生提取重要信息的能力。最后教师要不断优化教学过程，培养学生的探究意识。教师在教学过程中不应循规蹈矩，生搬硬套，而是应该根据时代的发展、科技的进步、教学工具的改进和学生接受能力和生活的背景相联系，不断更新和改善教学理念和教学方法，创新性的进行教学。要改变传统的题海战术，充分的让学生参与到教学和学习的乐趣中来，不断提高学生的探究能力，提高学生的解题能力和解题思维。

4.3 创设情境，激发学生学习兴趣

晶体结构的学习因为都是比较有原理性的知识，学生学习起来可能会很枯燥无味而且比较难，学生在学习过程中会缺乏学习兴趣。教师在上课时可以先向学生展示实验，比如钠和氯气燃烧的实验，燃烧的产物是什么?这类产物属于哪种晶体？有什么性质等？对学生提出问题，创设问题情境并带入即将讲授的知识点，使学生对这节课的内容产生兴趣。学生对这一部分的抽象内容能产生浓厚的兴趣，不回因为知识点太难而厌学。因此对于这部分的内容，教师要激发学生的学习兴趣要从创设学习情境开始，在教学时要将化学知识和生产生活经验相结合，引出所要教学的内容，激发学生的学习兴趣。

[1]姜建文，盛寿日.高中化学解题研究与备考指导[M].南昌：江西高校出版社，2011.

[2]张姝，蔡莉.高中化学教材、教学中有关结构化学的几个问题[J].化学教育，2012(11).

[3]赵波，周志华．密堆积与中学化学中的晶体结构[J]化学教育，2006(8).

[4]张巍.“晶体结构与性质”自主学习的研究和实践[D]内蒙古师范大学，2014.6.