人教版选修3第三单元《金属晶体》教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版选修3第三单元《金属晶体》教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 20.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-01 11:12:46 | ||
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文档简介
人教版选修3第三单元《金属晶体》教学设计
教材分析：《金属晶体》选择人教版选修3第三单元课题三，本单元主要介绍四种晶体的结构及其性质。课题一《晶体与非晶体》中学习的晶体的辨别、晶体与晶胞的关系以及晶胞中原子数的计算，为下几个课题的学习打下了基础，课题二《分子晶体与原子晶体》的学习，有利于学生初步形成一定的空间思维能力，通过分子晶体与原子晶体中对结构决定性质的讲解，有利于学生探究金属晶体的教学思路，本节学习也为下个课题《离子晶体》的学习起到一定的铺垫作用。
学情分析：学生在初三下已经学了金属的通性（物性），了解了合金的一些特点。高中必修1、必修2都有关于金属的学习，对金属原子结构以及金属的化学性质也相当熟悉，加之日常生活中经常与金属接触，对金属应是相当了解，此外高二学生已具备一定的微粒观，这都有利于本课题的学习。但这阶段的学生的抽象化思维能力相对较弱，这也是本节课的难点之一。
教学目标：
知识与技能：了解“电子气”理论，能用电子气理论解释金属的一些物理性质。通过电子气理论的学习，了解合金性能有别与纯金属的本质原因。
?????????????了解原子化热，知道影响金属键强弱的因素。
??????????????通过动手操作以及图片展示、教师讲解，了解金属晶体的四种堆积模型。
过程与方法：通过电子气理论的学习，学会从化学独特的视角“微观”去探究物质结构。通过对微粒特点的复习，加强“微粒观”
??????????????通过金属晶体四种堆积模型的学习以及空间利用率的讲解，提升动手能力、空间想象能力与计算能力。
情感·态度·价值观：
??????????????通过电子气理论解释合金与纯金属性质的差异，感知化学学习在生产生活中的应用。
??????????????通过小组合作搭建金属晶体模型，体会合作乐趣，感知众人力量的强大。
教学重点：电子气理论、金属原子堆积模型
教学难点：微粒观、抽象思维
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教学环节 ?
教师活动 ?
学生活动 教学设计意图及教具
引入环节 前面我们学习了分子晶体与原子晶体，知道分子晶体熔点低、硬度小主要是因为分子晶体中分子间作用力小所致，而原子晶体熔点高、硬度大主要因为原子间通过共价键连接所致。可见物质的结构对其表现出来的 起着决定性作用。今天我们来学习金属晶体，对于金属，同学们应该很熟悉，从初三化学到高中我们的必修1、必修2我们都有学过金属的有关知识，那么，关于金属的一些通性，你还记得多少？
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同学们答的很全，那么你们是否了解金属为什么会有这些通性呢?或者通过前面分子、原子晶体的学习，你能否知道应从哪个方面去探究金属共性的原因？ ?
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聆听
思考
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金属光泽、导电性、导热性、延展性、、、、、
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金属结构 ?
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由复习上课内容自然引出本节内容
课堂展开 我们已经知道金属是由原子构成的，我们也可以猜想出这些原子应该通过某种力相聚集，使金属晶体能量达到最低，那么这种力可以是由共价键提供的吗？（提示：从金属的原子结构角度思考、共价键特性）
?
现在我们知道金属中原子间作用力不是共价键提供的但通过前面的学习，我们也确定这些原子间必定存在某种力使其聚集，我们不妨把其称为“金属键”，那么形成金属键的作用粒子是哪些呢？同学们不妨从金属的原子结构角度思考。
通过分析金属的原子结构我们知道，金属最外层电子数少，很易脱落，脱落电子后的原子便形成金属阳离子，那么请问各位同学，电子有方向吗？与原子相比，电子个头大小？电子是静止还是运动的？
??
???因为电子与原子相比，电子很小并且电子是运动的，我们可以认为某些原子脱落下来的电子因运动遍布整个金属晶体，为所以原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，我们把这个理论叫“电子气”理论。（描述金属键本质的简单理论）
?
??通过刚刚我们对电子性质的一些探讨，你能猜想出金属键是否像共价键一样有饱和性与方向性？说出理由。
?
?
我们已经知道金属晶体间存在金属键，那么，你能否运用电子气理论解释金属的某些物性呢？
导电性？
导热性？
延展性？
金属光泽？
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???通过电子气理论的学习，我们已经可以解释金属的一些物性，同样，由这一理论我们也可以大致解释合金与纯金属性质的差异，请同学们自行阅读资料卡片。
?
我们知道金属的许多性质与金属键强弱有关，那么有哪些因素影响金属键强弱呢？观察对比表格，总结影响金属键的因素。
一般而言，金属键越强，金属晶体的熔点越大。但影响金属熔点的因素除了金属键强弱外，还有金属晶体中原子堆积模型。下面我们一起来学习金属晶体的原子堆积模型。在空间构建金属堆积模型前，我们先探讨金属的平面模型有几种。我们假设金属晶体中的原子是直径相等的球体，同学们试试看，你能堆出几种？
?
讲解密置层与非密置层，配位数。
金属晶体的平面结构我们已经知道了，只要把平面加以堆积，便是空间构型，小组合作动手试试看，哪个小组的方案最多。
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同学们想出的方法挺全，我们先从最简单的堆积来分析这种堆积的特点。（模型名称、配位数、空间利用率、代表物、晶胞图像）
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简单介绍混合晶体（石墨）
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? 不可以，金属最外层电子数少，无法形成共用电子对。有的金属熔点低，不符合共价键特性。
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电子
金属阳离子
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电子无方向
电子比原子小的多
电子是运动的
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聆听
思考
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无饱和性、方向性。电子无方向且不同金属脱落电子数不同，电子无饱和性。
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思考
讨论
回答
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阅读
思考
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思考
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原子半径、电子数、原子化热
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动手操作
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聆听
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动手操作
小组合作
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聆听
思考 ?
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复习共价键特性、金属的原子结构引出金属键。
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引导学生从“微粒观”理解电子气理论
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Ppt
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引导学生从微粒本身具有能量，微粒间存在相互作用力等“微粒观”进行思考。
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Ppt
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资料卡片“合金性质与结构”
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Ppt表格
（简单讲解原子化热）
Ppt图片
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动手操作与图片结合，给予学生触觉与视觉感受，调动学习积极性。
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结合图片进行讲解
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小结 总结四种基本堆积模型
? 思考 表格填写
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大学内容补充：
大连理工
1、?????????四面体空隙、八面体空隙???合金结构、离子化合物结构等可看做是某些原子或离子占据金属原子或负离子的密堆积结构的空隙形成的。
北师
???????1、 同一种金属可能有几种不同的紧密堆积形式，决定于形成晶体的条件不同（温度、压力），堆积形式不同。
2、王后雄学案上的错误---金属晶体组成粒子：金属阳离子、自由电子、中性原子
武汉、吉林大学
1、“电子气理论”又叫“改性共价理论”、“电子海模型”
2、金属晶体中晶格内的原子、离子不是静止的，而是在晶格结点上作一定幅度的振动，这也是电阻变化的原因之一。
3、金属键的能带理论（分子轨道模型）：可解释固体材料是导体、半导体、绝缘体的原因；与“电子气”理论相比，它能“定量”的说明金属的一些性质。
4、离域：不属于任何一个原子而属于金属整体。一个地方的金属键被破坏了，在另一个地方又可生成新的金属键，因此机械加工根本不会破坏金属结构而仅改变金属外形（解释金属延展性、可塑性）。
5、紧密结构：金属原子只有少数价电子能用于成键，这样少的价电子不足以使金属晶体中原子间形成正规共价键或离子键，因此金属在形成晶体是倾向于组成极为紧密的结构，使每个原子拥有尽可能多的相邻的原子（通常为8或12个），这样电子能级可以尽可能多的重叠，从而形成“少电子多中心”键，金属的这种结构形式已被金属x-射线衍射研究所证实。
教材分析：《金属晶体》选择人教版选修3第三单元课题三，本单元主要介绍四种晶体的结构及其性质。课题一《晶体与非晶体》中学习的晶体的辨别、晶体与晶胞的关系以及晶胞中原子数的计算，为下几个课题的学习打下了基础，课题二《分子晶体与原子晶体》的学习，有利于学生初步形成一定的空间思维能力，通过分子晶体与原子晶体中对结构决定性质的讲解，有利于学生探究金属晶体的教学思路，本节学习也为下个课题《离子晶体》的学习起到一定的铺垫作用。
学情分析：学生在初三下已经学了金属的通性（物性），了解了合金的一些特点。高中必修1、必修2都有关于金属的学习，对金属原子结构以及金属的化学性质也相当熟悉，加之日常生活中经常与金属接触，对金属应是相当了解，此外高二学生已具备一定的微粒观，这都有利于本课题的学习。但这阶段的学生的抽象化思维能力相对较弱，这也是本节课的难点之一。
教学目标：
知识与技能：了解“电子气”理论，能用电子气理论解释金属的一些物理性质。通过电子气理论的学习，了解合金性能有别与纯金属的本质原因。
?????????????了解原子化热，知道影响金属键强弱的因素。
??????????????通过动手操作以及图片展示、教师讲解，了解金属晶体的四种堆积模型。
过程与方法：通过电子气理论的学习，学会从化学独特的视角“微观”去探究物质结构。通过对微粒特点的复习，加强“微粒观”
??????????????通过金属晶体四种堆积模型的学习以及空间利用率的讲解，提升动手能力、空间想象能力与计算能力。
情感·态度·价值观：
??????????????通过电子气理论解释合金与纯金属性质的差异，感知化学学习在生产生活中的应用。
??????????????通过小组合作搭建金属晶体模型，体会合作乐趣，感知众人力量的强大。
教学重点：电子气理论、金属原子堆积模型
教学难点：微粒观、抽象思维
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教学环节 ?
教师活动 ?
学生活动 教学设计意图及教具
引入环节 前面我们学习了分子晶体与原子晶体，知道分子晶体熔点低、硬度小主要是因为分子晶体中分子间作用力小所致，而原子晶体熔点高、硬度大主要因为原子间通过共价键连接所致。可见物质的结构对其表现出来的 起着决定性作用。今天我们来学习金属晶体，对于金属，同学们应该很熟悉，从初三化学到高中我们的必修1、必修2我们都有学过金属的有关知识，那么，关于金属的一些通性，你还记得多少？
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同学们答的很全，那么你们是否了解金属为什么会有这些通性呢?或者通过前面分子、原子晶体的学习，你能否知道应从哪个方面去探究金属共性的原因？ ?
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聆听
思考
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金属光泽、导电性、导热性、延展性、、、、、
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金属结构 ?
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由复习上课内容自然引出本节内容
课堂展开 我们已经知道金属是由原子构成的，我们也可以猜想出这些原子应该通过某种力相聚集，使金属晶体能量达到最低，那么这种力可以是由共价键提供的吗？（提示：从金属的原子结构角度思考、共价键特性）
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现在我们知道金属中原子间作用力不是共价键提供的但通过前面的学习，我们也确定这些原子间必定存在某种力使其聚集，我们不妨把其称为“金属键”，那么形成金属键的作用粒子是哪些呢？同学们不妨从金属的原子结构角度思考。
通过分析金属的原子结构我们知道，金属最外层电子数少，很易脱落，脱落电子后的原子便形成金属阳离子，那么请问各位同学，电子有方向吗？与原子相比，电子个头大小？电子是静止还是运动的？
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???因为电子与原子相比，电子很小并且电子是运动的，我们可以认为某些原子脱落下来的电子因运动遍布整个金属晶体，为所以原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，我们把这个理论叫“电子气”理论。（描述金属键本质的简单理论）
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??通过刚刚我们对电子性质的一些探讨，你能猜想出金属键是否像共价键一样有饱和性与方向性？说出理由。
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我们已经知道金属晶体间存在金属键，那么，你能否运用电子气理论解释金属的某些物性呢？
导电性？
导热性？
延展性？
金属光泽？
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???通过电子气理论的学习，我们已经可以解释金属的一些物性，同样，由这一理论我们也可以大致解释合金与纯金属性质的差异，请同学们自行阅读资料卡片。
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我们知道金属的许多性质与金属键强弱有关，那么有哪些因素影响金属键强弱呢？观察对比表格，总结影响金属键的因素。
一般而言，金属键越强，金属晶体的熔点越大。但影响金属熔点的因素除了金属键强弱外，还有金属晶体中原子堆积模型。下面我们一起来学习金属晶体的原子堆积模型。在空间构建金属堆积模型前，我们先探讨金属的平面模型有几种。我们假设金属晶体中的原子是直径相等的球体，同学们试试看，你能堆出几种？
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讲解密置层与非密置层，配位数。
金属晶体的平面结构我们已经知道了，只要把平面加以堆积，便是空间构型，小组合作动手试试看，哪个小组的方案最多。
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无饱和性、方向性。电子无方向且不同金属脱落电子数不同，电子无饱和性。
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原子半径、电子数、原子化热
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动手操作
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复习共价键特性、金属的原子结构引出金属键。
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引导学生从“微粒观”理解电子气理论
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资料卡片“合金性质与结构”
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动手操作与图片结合，给予学生触觉与视觉感受，调动学习积极性。
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结合图片进行讲解
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小结 总结四种基本堆积模型
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大学内容补充：
大连理工
1、?????????四面体空隙、八面体空隙???合金结构、离子化合物结构等可看做是某些原子或离子占据金属原子或负离子的密堆积结构的空隙形成的。
北师
???????1、 同一种金属可能有几种不同的紧密堆积形式，决定于形成晶体的条件不同（温度、压力），堆积形式不同。
2、王后雄学案上的错误---金属晶体组成粒子：金属阳离子、自由电子、中性原子
武汉、吉林大学
1、“电子气理论”又叫“改性共价理论”、“电子海模型”
2、金属晶体中晶格内的原子、离子不是静止的，而是在晶格结点上作一定幅度的振动，这也是电阻变化的原因之一。
3、金属键的能带理论（分子轨道模型）：可解释固体材料是导体、半导体、绝缘体的原因；与“电子气”理论相比，它能“定量”的说明金属的一些性质。
4、离域：不属于任何一个原子而属于金属整体。一个地方的金属键被破坏了，在另一个地方又可生成新的金属键，因此机械加工根本不会破坏金属结构而仅改变金属外形（解释金属延展性、可塑性）。
5、紧密结构：金属原子只有少数价电子能用于成键，这样少的价电子不足以使金属晶体中原子间形成正规共价键或离子键，因此金属在形成晶体是倾向于组成极为紧密的结构，使每个原子拥有尽可能多的相邻的原子（通常为8或12个），这样电子能级可以尽可能多的重叠，从而形成“少电子多中心”键，金属的这种结构形式已被金属x-射线衍射研究所证实。