金属晶体教案

金属晶体教案
金属晶体教案一
一、学习目标
1.使学生了解金属晶体的模型及性质的一般特点。

2.使学生理解金属晶体的类型与性质的关系。

3.较为系统地掌握化学键和晶体的几种类型及其特点。

二、学习重点：
金属晶体的模型;晶体类型与性质的关系。

三、学习难点：
金属晶体结构模型。

四、学习过程
[投影]选一位同学的家庭作业(以表格形式比较离子晶体、原子晶体和分子晶体结构与性质的关系)。

要求全体同学对照分析各自作业，在教师的引导下进行必要的修正和补充。

然后投影一张正确的表格。

表一：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较
晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体结构构成晶体粒子阴、阳离子分子原子粒子间的作用力离子键分子间作用力共价键性
质硬度较大较小较大溶、沸点较高较低很大导电固体不导电，溶化或溶于水后导电固态和熔融状态都不导电不导电溶解性有些易溶于等极性溶剂相似相溶难溶于常见溶剂
[展示金属实物]展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。

叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

[教师诱导]从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?
[学生分组讨论]请一位同学归纳，其他同学补充。

[板书] 一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。

[教师诱启]前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢?
[板书] 第二节金属晶体
[flash动画] 点击“金属晶体内部结构”条目，让学生看金属晶体内容组成微粒内容为，然后再听画外音兼字幕。

再点击“金属晶体内部结构”内部画面左上角“内部结构”条目，让学生看几种常见金属晶体空间构型。

硬球一个一个地堆积给同学观察，成形后再旋转让同学从不同角度进行观察，且拆散、堆积给学生分析。

[画外音兼有字幕]金属(除汞外)在常温下一般都是固体。

通过X射线进行研究发现，在金属中，金属原子好像许多硬球一层层紧密地堆积着，每一个金属原子周围有许多相同的金属原子围绕着，
[设疑]金属中堆积的就是中性原子吗?
[阅读并讨论]金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。

[教师诱启]同样的带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地堆积在一起呢?
[提示设疑]电子到哪里去了呢?
[讨论]学生分组讨论，教师引导分析：要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密地堆积在一起。

[板书] 二、金属晶体结构
金属晶体：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。

[教师设问]构成金属晶体的粒子有哪些?
[学生归纳]金属晶体由金属离子和自由电子构成。

[引言]金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢?
[板书] 三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
1.金属晶体结构与金属导电性的关系
[演示多媒体动画3]画面内容：金属晶体中的自由电子在没有外加电场存在时是自由移动的，在外加电场作用下，自由电子则发生定向移动而形成电流。

[画外音兼有字幕]在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。

表二
晶体类型离子晶体金属晶体导电时的状态导电粒子 [分析对比]让学生充分讨论、对比，并让一位同学归纳填写，然后教师点评上述表格，
[板书]2.金属晶体结构与金属的导热性的关系
[教师诱启]导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动的结果，那么金属晶体导热过程中金属离子和自由电子担当什么角色?
[学生阅读]教材中有关内容。

[分组讨论]①金属晶体导热过程中粒子运动情况如何?
②这些粒子通过什么方式传递热量?
③热量传递方向及最后整个金属晶体温度高低情况怎样?
[学生汇报]选一位学生汇报学生讨论结果，其他学生补充。

[投影小结]金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。

[板书]3.金属晶体结构与金属的延展性的关系
金属晶体教案二
教学目标
1.了解金属晶体内原子的几种常见排列方式
2.训练学生的动手能力和空间想象能力。

3. 培养学生的合作意识
教学重点金属晶体内原子的空间排列方式
教学难点金属晶体内原子的空间排列方式
教学方法讲授法、讨论，探究法，归纳总结
流程教师活动学生活动活动目标引入
上堂课学习了金属原子二维平面的排列及非密置层在三维空间排列的两种情况，请两位同学分别描述一下二维及简单立方和钾型堆积的特点倾听、回顾、思考、交流
代表发言温故知新
情景
设计非密置层堆积有简单立方和钾型两种，思考密置层的原子按钾型堆积方式堆积，又会得到几种基本堆积方式? 自己动手把密置层的小球粘合在一起，再一层一层地堆积起来，使上层球填入下层球的空隙中。

仔细比较两种类型的不同。

交流讨论。

培养分析问题和解决问题的能力，激发学生空间想象能力巡视对学生交流进行适当的点拨。

互动和学生交流，鼓励学生大胆想象踊跃发言代表发言总结归纳的能力培养。

课件展示观看，思考，。

培养观察分析能力设疑如图两种堆积方式原子的空间利用率多大，如何计算? 思考、动手计算，讨论、回答。

培养解决问题的能力板书讲解算法首先把堆积方式抽象成晶胞模型
均摊法计算晶胞的微粒个数，计算微粒所占的体积
计算晶胞的总体积
空间利用率等于微粒总体积比晶胞总体积思考记录
培养思维和计算能力
板书
一、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，(1)镁型如下图左侧，按ABABABAB……的方式堆积;
(2)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，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.
整理记录归纳总结能力培养
投影总结堆积模型
采用这种堆积的典型代表
空间利用率
金属晶体教案三
教材内容分析
在必修2中，学生已初步了解了物质结构和元素周期律、离子键、共价键、分子间作用力等知识。

本节内容是在介绍了分子晶体和原子晶体等知识的基础上，再介绍金属晶体的知识，可以使学生对于晶体有一个较全面的了解，也可使学生进一步深化对所学的知识的认识。

教材从介绍金属键和电子气理论入手，对金属的通性作出了解释，并在金属键的基础上，简单的介绍了金属晶体的几种常见的堆积模型，让学生对金属晶体有一个较为全面的认识。

教学目标
1.理解金属键的概念和电子气理论
2.初步学会用电子气理论解释金属的物理性质
重点：金属键和电子气理论
难点：金属具有共同物理性质的解释。

教学过程设计
引入大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范德华力结合在一起，金刚石、金刚砂等都是原子晶体，靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢?它们又是靠什么作用结合在一起的呢?
板书一、金属键
金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。

讲解金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。

这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。

金属键可看成是由许多原子共用许多电子的一种特殊形式的共价键，这种键既没有方向性也没有饱和性，金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。

金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。

强调金属晶体是以金属键为基本作用力的晶体。

板书二、电子气理论及其对金属通性的解释
1.电子气理论
讲解经典的金属键理论叫做“电子气理论”。

它把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子形成可与气体相比拟的带负电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。

2.金属通性的解释
展示金属实物展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。

叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

教师引导从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?
学生分组讨论请一位同学归纳，其他同学补充。

板书金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。

⑴.金属导电性的解释
在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。

设问导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动的结果，那么金属晶体导热过程中电子气中的自由电子担当什么角色?
金属容易导热，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。

⑶.金属延展性的解释
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。

因此，金属都有良好的延展性。

课堂练习
1.金属晶体的形成是因为晶体中存在
A.金属离子间的相互作用
B.金属原子间的相互作用
C.金属离子与自由电子间的相互作用
D.金属原子与自由电子间的相互作用
2.金属能导电的原因是
A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子
课后阅读材料
1.超导体——一类急待开发的材料
一般说来，金属是电的良好导体(汞的很差)。

1911年荷兰物理学家H·昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约4 K(即—269、)时汞的电阻“奇异”般地降为零，表现出超导电性。

后又发现还有几种金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做超导体。

2.合金
两种和两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，叫做合金，合金属于混合物，对应的固体为金属晶体。

合金的特点①仍保留金属的化学性质，但物理性质改变很大;②熔点比各成份金属的都低;③强度、硬度比成分金属大;④有的抗腐蚀能力强;⑤导电性比成分金属差。

3.金属的物理性质由于金属晶体中存在大量的自由电子和金属离子(或原子)排列很紧密，使金属具有很多共同的性质。

(1)状态：通常情况下，除Hg外都是固体。

(2)金属光泽：多数金属具有光泽。

但除Mg、Al、 Cu、Au在粉末状态有光泽外，其他金属在块状时才表现出来。

(3)易导电、导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。

(4)延展性
(5)熔点及硬度：由金属晶体中金属离子跟自由电子间的作用强弱决定。

金属除有共同的物理性质外，还具有各自的特性。

①颜色：绝大多数金属都是银白色，有少数金属具有颜色。

如Au金黄色Cu紫红色Cs银白略带金色。

②密度：与原子半径、原子相对质量、晶体质点排列的紧密程度有关。

最重的为锇(Os)铂(Pt)最轻的为锂(Li)
③熔点：最高的为钨(W)，最低的为汞(Hg)，Cs，为28.4℃Ca为30℃
④硬度：最硬的金属为铬(Cr)，最软的金属为钾 (K)，钠(Na)，铯(Cs)等，可用小刀切割。

⑤导电性：导电性能强的为银(Ag)，金(Au)，铜 (Cu)等。

导电性能差的为汞(Hg)
⑥延展性：延展性最好的为金(Au)，Al
第三节金属晶体
第2课时
教材内容分析
晶体知识和分子晶体、原子晶体已经做了介绍，学生对晶体内微粒的空间排列有了初步的认识。

学生自己探究金属晶体的结构有了可能。

晶体知识和分子晶体、原子晶体已经做了介绍，学生对晶体内微粒的空间排列有了初步的认识。

学生自己探究金属晶体的结构有了可能。

金属晶体教案。