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第三节 金属晶体
第二课时
【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、探究法、实验法。
【教学具备】铁架台、烧杯、铁圈、分液漏斗(球形、锥形)、试管、试管架、胶头滴管;四氯化碳、碘水、油水混合物
【教学过程】
师 生 双 边 活 动 细 目
流程 教 师 活 动 学 生 活 动 活动目标
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。 倾听、观察、思考 创设问题情境,激发学习兴趣。
情景设计 利用16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 21世纪教育网分小组动手排列,同组内交流讨论。小组代表发言。21世纪教育网 培养动手动脑和合作交流的能力[21世纪教育网
巡视21世纪教育网21世纪教育网 对学生交流进行适当的点拨。
归纳总结 多媒体展示小球二维排列的两种方式, 观看,思考,交流 学会对比、总结和分析。
激疑 两种排列方式小球的配位数分别是多少?哪一种排列方式空间利用率更高? 思考、交流、回答。 培养分析和交流问题的能力
板书总结 二维排列的两种方式:非密置层,配位数4密置层,配位数6 记录 培养归纳总结的能力
设疑 如果将小球在三维空间排列情况又如何? 讨论、合作、交流,代表发言 培养发散思维能力
展示课件 观看、思考、讨论:这种堆积小球的空间利用率高低如何? 培养观察分析问题能力。
总结板书 (一)简单立方堆积1相邻非密置层原子在一条直线上2这种堆积方式空间利用率最低,只有金属钋采取这种堆积方式 归纳记录 学会归纳。
设疑 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,结果将会是如何呢? 讨论交流 培养学生发散思维能力
课件展示 观察思考交流。 培养观察分析问题能力。
总结板书 (二)钾型(体心立方)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,许多金属是这种堆积方式,如碱金属,简称为钾型。 归纳记录 学会归纳
总结 本节课通过探究讨论,学习了金属在二维空间排列的总共两种方式及三维空间堆积的两种方式,分别是简单立方和体心立方,课后同学们思考金属的堆积方式还可以有什么形式,各有什么特点? 倾听、记录。 归纳总结
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第三节 金属晶体
第三课时
【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。[来源:21世纪教育网]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配位数晶胞简单立方Po52℅6钾型Na K Fe68℅8镁型Mg Zn Ti12铜型Cu Ag Au74℅12 记录整理 分析归纳能力的培养。
阅读讨论 指导学生阅读教材P76 2.混合晶体。强调堆积方式和成键类型,注意与其它类型晶体的比较 阅读讨论 培养阅读理解的能力
提问 石墨晶体有啥特点,和其它晶体有什么不同? 代表发言。 培养交流能力。
教师总结 二、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。 倾听思考 分析总结能力的培养
总结 本节课通过探究密置层的堆积,学会了镁型和铜型的堆积方式并且探究了两种堆积模型的空间利用率,这也是本节课的重点内容。希望同学们课后复习巩固。 倾听、记录。 分析总结
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第3节 金属晶体
第一课时
【教学目标】
教学环节 教师活动 学生活动
引入 晶体类型分子晶体原子晶体构成晶体粒子 粒子间的作用力 硬度 21世纪教育网熔沸点 溶解性 导电性 我们已经了解了原子晶体,分子晶体的相关知识,请同学们共同完成以下内容。多数原子晶体和分子晶体都不导电,那么是否存在一种晶体,在固态和熔融状态下都能够导电呢? 积极回忆并回答联想到金属
投 影 这节课,我们将共同研究容易导电的一类晶体。第三节 金属晶体
质疑 金属除了容易导电之外,还具有哪些物理通性呢? 积极思考,分组讨论并归纳金属的物理通性。
投影 容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。21世纪教育网
构建平台 1.金属导电与电解质溶液导电有何不同?2.金属晶体中自由电子是如何产生的?3.金属晶体中粒子是如何维系在一起? 积极讨论
诱导 金属原子容易失去外层电子变成金属离子,在金属的内部结构中,堆积的并非中性原子,而应是带正电的金属阳离子。同样的,带正电的金属阳离子之间本应相互排斥,为何还可以紧密的堆积在一起呢?脱落的电子到哪里去了? 在教师的启发下,积极思考、交流。
讲述 “电子气理论” ,这让学生了解金属晶体的内部结构
教师补充 这些脱落的价电子在晶体内部的运动好像气体分子在做无规则运动,我们形象的将其称之为“电子气。” 理解“电子气”理论
讲述并投影 一、金属键:1.定义:在金属单质晶体中,使金属原子相互结合的强烈作用(金属离子与自由电子间的强烈的相互作用)叫金属键2.金属晶体:金属阳离子和自由电子之间通过金属键结合而形成的晶体
强化 金属晶体的构成微粒:金属阳离子和自由电子作用力:金属键 理解并积极回答
介绍 由于作用力较强,所以金属晶体的溶沸点较高
过 渡 我们知道晶体的结构决定其性质,那么金属的导热、导电、延展等通性是否可以用金属键理论加以解释呢?
思考与交流 1. 如何利用金属键解释金属的导电性、导热性和延展性?21世纪教育网 积极讨论并解释[来源:21世纪教育网]
投影 列表比较金属具有导电性、导热性、延展性的原因21世纪教育网
思考与交流 2.哪些因素会影响金属键的强弱呢?如何影响?3.已知碱金属元素的熔沸点随原子序数递增而降低,如何从金属键的角度给予合理的解释。 联想库仑定律,类比得知与金属的原子半径和价电子数有关,且价电子数越多,半径越小,金属键就越强,晶体熔沸点越高。
投影 本节内容知识总结一、金属键:1.金属键:在金属单质晶体中,使金属原子相互结合的强烈作用(金属离子与自由电子间的强烈的相互作用)叫金属键2.金属晶体:金属阳离子和自由电子之间通过金属键结合而形成的晶体构成微粒:金属阳离子与自由电子;微粒间的作用:金属键物性特点:大部分金属熔点较高、质硬(少数质软),难溶于水(K、 Na、Ca 等与水反应),能导电、导热、有延展性等 积极思考,及时记录
反馈练习 1. 下列叙述正确的是( )
A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子
B.原子晶体中只含有共价键
C.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其他化学键2. 为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低,而卤素单质的熔沸点从上到下却升高?3. 下列叙述正确的是( )
A.任何晶体中,若含有阳离子也一定含有阴离子
B.原子晶体中只含有共价键
C.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
D.分子晶体中只存在分子间作用力,不含有其他化学键4. 为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低,而卤素单质的熔沸点从上到下却升高? 思考并作答
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
【教学难点】金属键和电子气理论
【教学重点】金属具有共同物理性质的解释。
【教学方法】对比、诱导、分析、观察、推理、归纳相结合
【教学过程】
课后阅读材料
1.超导体——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
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