鲁科版选修1 化学与生活课题2 走进宝石世界教学设计及反思

课题2　走进宝石世界

学习目标：1.通过对钻石晶体结构的认识，了解四种主要晶体类型及典型代表物。(重点)2.认识不同宝石的成分、性质及保养方法。(难点)3.通过对宝石的了解，学习更多关于无机元素及化合物组成、性质方面的知识。(重难点)

一、从钻石说起

1．金刚石

(1)结构

金刚石中的每个碳原子都与它周围的四个碳原子以共价键相结合，形成牢固的正四面体结构。

(2)性质

①物理性质：硬度大，不溶于水，熔点在3 500 ℃以上。

②化学性质：金刚石的化学性质很稳定，耐酸碱腐蚀，在纯氧中加热到720 ℃～800 ℃才能燃烧，燃烧时生成二氧化碳。

(3)主要用途

①因为金刚石坚硬耐磨，可以制成各种切割和钻探工具。

②金刚石经雕琢可制成装饰品钻石。

微点拨：金刚石是自然界中最坚硬的物质，有“硬度之王”之称，它可以切割所有的天然物质。

2．原子晶体

(1)原子晶体

相邻原子间均以较强的共价键相结合，在空间按一定规则排列的晶体。

(2)常见的原子晶体有：金刚石(C)、单质硅(Si)、单质硼(B)、金刚砂(SiC)、石英(SiO2)、碳化硼(B4C3)、氮化硼(BN)等。

3．各种各样的宝石

(1)天然宝石

①矿物单晶：如钻石、红宝石、蓝宝石等。

②生物宝石：如珍珠、琥珀、珊瑚等。

(2)人工合成宝石：如人工合成的祖母绿等。

二、宝石的性质

1．宝石的硬度——摩氏硬度

(1)含义：是一种刻划硬度，即相对硬度，只表示宝石硬度的顺序位置。

(2)应用

2．宝石的颜色

(1)致色元素

①概念：使宝石显出美丽颜色的化学元素。

②常见的致色元素有：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜等。

(2)颜色成因的分类

①自色：

宝石所含的主要元素所产生的颜色，如橄榄石的化学成分为铁镁硅酸盐，它所含的铁元素使其呈现绿色。

②他色：

宝石所含微量杂质元素所产生的颜色。如红宝石：含铬(Cr)元素；蓝宝石：含铁(Fe)和钛(Ti)元素。

3．几种宝石的化学成分

金刚石是碳元素形成的单质，水晶、玛瑙的主要化学成分是SiO2；红宝石和蓝宝石的主要化学成分是Al2O3；孔雀石的主要化学成分是CuCO3·Cu(OH)2；珍珠的主要化学成分为CaCO3和有机化合物。

4．宝石的化学性质

多数宝石矿物在常温、常压下相对稳定。由于宝石矿物的化学组成各不相同，其化学性质也有很大差异。

三、宝石的价值

1．装饰功能

2．医药功能：珊瑚、珍珠、玛瑙、琥珀都是中药药材。珍珠有镇惊安神、止咳化痰等功效。

3．其他功能：有些宝石具有特殊性质，成为一些工业技术必需的材料，如金刚石、红宝石、水晶等广泛应用于钻探、研磨、激光等领域。

1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)

(1)金刚石化学性质稳定，耐酸、碱腐蚀，在纯氧中也不燃烧。

  (　　)

(2)宝石只能天然形成，无法人工合成。 (　　)

(3)珍珠(主要成分为CaCO3)性质稳定，不与酸、碱反应。 (　　)

(4)珍珠有镇惊安神、止咳化痰等功效。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列宝石中，硬度最大的是(　　)

A．红宝石　　 B．珍珠

C．水晶 D．钻石

D　[钻石也叫金刚石、金刚钻，素有“硬度之王”之称。]

3．关于宝石的结构与性质，下列说法正确的是(　　)

A．金刚石是原子晶体，它是自然界中最硬的物质

B．刚玉是离子晶体，其化学成分是SiO2

C．珍珠就是比较纯净的CaCO3

D．红宝石中含有微量元素Cu，蓝宝石中含有微量元素Fe

A　[刚玉的主要成分是Al2O3，不是SiO2；含微量元素铬的宝石呈红色，含微量元素铁和钛的宝石呈蓝色；珍珠的主要成分是碳酸钙和有机质。]

璀殩的宝石首饰

[思考交流]

1．天然宝石可分为哪两类？人工可以制作宝石吗？

[提示]　天然宝石可分为矿物单晶和生物宝石两类，目前人工已可以合成宝石，如祖母绿。

2．划分宝石等级和档次的标准是什么？评价和鉴定宝石的重要因素是什么？

[提示]　划分宝石等级和档次的标准是硬度，评价和鉴定宝石的重要因素是颜色。

3．钻石的耐酸、碱性能很好，为什么？珍珠的成分是什么？其性质稳定吗？

[提示]　钻石的主要成分是碳元素，性质稳定，故耐酸、碱性能优良。珍珠中含有CaCO3和有机质，既怕酸腐蚀又怕碱腐蚀，故性质不太稳定。

1．宝石的组成

金刚石(钻石)——碳单质，刚玉——Al2O3，红宝石——Al2O3(含Cr)，蓝宝石——Al2O3(含Fe、Ti)，水晶、玛瑙——SiO2，孔雀石——CuCO3·Cu(OH)2，珍珠——CaCO3

2．宝石的分类

宝石

3．从化学组成分析宝石耐酸、耐碱的情况

金刚石主要成分为碳元素，故耐酸、碱性能很好，以SiO2或硅酸盐为主要成分的宝石怕碱腐蚀，珍珠因含有CaCO3和有机质，既怕酸腐蚀又怕碱腐蚀。

题组1　从钻石说起

1．下列说法正确的是(　　)

A．熔点：金刚石>NaCl>干冰

B．水晶的主要成分SiO2属于分子晶体

C．金属晶体熔点都高于离子晶体

D．金刚石的硬度不如金刚砂(SiC)

A　[水晶的主要成分是SiO2属于原子晶体，B错；金属晶体熔点差距大，如钨熔点很高，但汞(水银)在常温下为液态，C错；金刚石硬度大于金刚砂(SiC)，D错。]

2．下列叙述正确的是(　　)

A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

B．原子晶体一定为单质

C．离子晶体中可能含有共价键

D．金属晶体的熔点和沸点都很高

C　[稀有气体为单原子分子，晶体中无共价键，A错；SiO2属于原子晶体却是共价化合物，B错；在铵盐中既存在离子键又存在共价键，C正确；金属汞的熔点很低，D错。]

题组2　宝石的性质与价值

3．有关金刚石的性质说法正确的是(　　)

A．硬度大　　　　 B．易导电

C．不耐化学腐蚀 D．不燃烧

[答案]　A

4．下列宝石的名称与化学成分不一致的是(　　)

A．珍珠：有机化合物、CaCO3 

B．孔雀石：BeAl2O4

C．水晶：SiO2 

D．翡翠：NaAl(SiO3)2

B　[孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。]