《金属晶体》教案

示范课

金

属

晶

体

（

第

二

课

时

）

大同县一中刘华

金属晶体（第二课时）

【教学目标】

知识与技能：1．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式

过程与方法：1. 活动探究

情感态度与价值观：1．训练学生的动手能力和空间想象能力。

2．培养学生的合作意识

【教学重点难点】

金属晶体内原子的空间排列方式

【教学过程设计】

【引入】分子晶体中，分子间的范德华力使分子有序排列；原子晶体中，原子之间的共价键使原子有序排列；金属晶体中，金属键使金属原子有序排列。今天，我们一起讨论有关金属原子的空间排列问题。

【分组活动】

利用20个大小相同的玻璃小球，有序地排列在水平桌面上（二维平面上），要求小球之间紧密接触。可能有几种排列方式。讨论每一种方式的配位数。（配位数：同一层内与一个原子紧密接触的原子数）

【学生活动1】

学生分四组活动，各由一人汇报结果。利用多媒体展示，学生排列结果主要介绍以下两种方式。（配位数：同一层内与一个原子紧密接触的原子数）

非密置层，配位数4 密置层，配位数6

我们继续讨论，原子在三维空间的排列。首先讨论非密置层这种情况。

【学生活动2】

非密置层排列的金属原子，在空间内可能的排列。汇总各类情况逐一讨论。（一）简单立方体堆积

这种堆积方式形成的晶胞是一个立方体，每个晶胞含1个原子，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低(52％)，只有金属钋采取这种堆积方式。（二）体心立方堆积（钾型）

如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如下图：

这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了（68％），许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。

【学生活动3】

密置层的原子按钾型堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式，镁型和铜型。镁型如下图左侧，按ABABABAB……的方式堆积;铜型如图右侧,按ABCABCABC……的方式堆积.这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积,配位数均为12,空间利用

率均为74℅,但所得的晶胞的形式不同.

精选文库（三）六方最密堆积（镁型）

（四）面心立方最密堆积（铜型）

[归纳与整理]金属晶体的四种堆积模型对比

混合晶体

石墨不同于金刚石,这的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化.而是呈sp2杂化,形成平面六元并环结构,因此石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142pm 层间距离为335pm ，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的；石墨的二维结构内，每一个碳原子的配位数为3，有一个末参与杂化的2p 电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，不能简单地归属于其中任何一种晶体，是一种混合晶体。 【课时作业】计算简单立方堆积和面心立方最密堆积的空间利用率

【板书设计】

第三节 金属晶体（第二课时）

二、金属晶体的原子堆积模型

简单立方堆积

体心立方堆积 2.三维堆积

1.二维堆积