人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 教学教案
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修三3.3 金属晶体 教学教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 30.0KB | ||
| 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 | 2020-12-02 14:47:24 | ||
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文档简介
第三节 金属晶体
教学内容
1、课标中的内容
（1）知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质;
（2）能列举金属晶体的4种基本堆积模型；
（3）知道金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
2、教材中的内容
本节课是人教版化学选修三第三章第三节的教学内容，是在第二章《分子结构与性质》、第三章第一节《晶体的常识》和第二节《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体。
本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子堆积模型等，需要三个课时才能完成。本节课是第二课时，主要探究金属晶体的4种基本堆积模型、金属晶体的结构与金属性质的关系。
二、教学对象分析
1、知识技能方面：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。
2、学习方法方面：上一节研究过分子晶体和原子晶体的结构和性质，已初步有了“结构决定性质”的思维理念，具有一定的学习方法基础。
三、设计思想
在前面分子晶体和原子晶体的学习中，《课程标准》里要求学生学会运用模型来研究结构问题，因此本节教学中可以利用讲解该部分知识的机会继续培养学生运用模型研究结构问题的能力，以小组讨论探究法代替直接讲授，以学生为主体，让学生猜想，让学生在活动探究中总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的教学理念。
四、教学目标
1、知识与技能：了解金属晶体内原子的几种常见排列方式
2、过程与方法：通过分组探究实验训练学生的动手能力和空间想象能力。
3、情感态度与价值观：
（1）通过对金属晶体学习与认识，激发学生探索认识微观世界的兴趣；培养学生严谨求实的科学态度和分析问题,解决问题的能力。
（2）培养学生的合作意识。
五、教学的重点和难点
金属晶体的4种基本堆积模型
六、教学方法建议
活动探究
七、课时安排：3个课时，本节设计为第2课时内容。
1．金属键的涵义；用金属键理论解释金属的一些物理性质（良好的导电性、导热性和延展性）；
2．金属晶体的4种基本堆积模型；
3．金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
八、教学过程
【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1】
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：任意一个原子周围与之相接触的原子的数目。）
[学生活动]
学生分四组活动，各由一人汇报结果。利用挂图展示，学生排列结果主要介绍以下两种方式。
讲解：金属原子的平面堆积有两种方式：非密置层和密置层，其配位数分别是4和6，所谓配位数，是指任意一个原子周围与之相接触的原子的数目（展示课前用玻璃小球制作的模型，辅助说明配位数的意思）。
金属晶体可看成金属原子在三维空间堆积而成，有四种基本模式
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，只有金属钋采取这种堆积方式。
（二）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。
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。
【教学过程设计】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.
[归纳与整理]金属晶体的四种堆积模型对比
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 Po 52℅ 6 见教科书中本节的资料卡片1
钾型 Na K Fe 68℅ 8
镁型 Mg Zn Ti 74℅ 12
铜型 Cu Ag Au 74℅ 12
[总结]金属原子的堆积方式不同，最终将影响金属晶体的结构和性质。例如原子半径、熔沸点等
[引导阅读]
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。
[板书设计：] §3 金属晶体
金属晶体的原子堆积模型
非密置层
密置层
2、简单立方堆积：非密置层＋非密置层 配位数：6
钾型： 非密置层＋非密置层 配位数：8
镁型： 密置层＋密置层＋密置层 配位数：12
铜型： 密置层＋密置层＋密置层 配位数：12
九、教学反思
整节内容的设计和教学方法符合学生的认知规律和心理特点，使学生真正成为学习的主体，教学效果良好。特别是在学生自主学习后让各自进行反思，交流成功的做法和不足之处，这样能更好地激发学生学习的积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，让学生在一次又一次的反思——提高——反思中使身心都能得到充分的发展。
教学内容
1、课标中的内容
（1）知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质;
（2）能列举金属晶体的4种基本堆积模型；
（3）知道金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
2、教材中的内容
本节课是人教版化学选修三第三章第三节的教学内容，是在第二章《分子结构与性质》、第三章第一节《晶体的常识》和第二节《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体。
本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子堆积模型等，需要三个课时才能完成。本节课是第二课时，主要探究金属晶体的4种基本堆积模型、金属晶体的结构与金属性质的关系。
二、教学对象分析
1、知识技能方面：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。
2、学习方法方面：上一节研究过分子晶体和原子晶体的结构和性质，已初步有了“结构决定性质”的思维理念，具有一定的学习方法基础。
三、设计思想
在前面分子晶体和原子晶体的学习中，《课程标准》里要求学生学会运用模型来研究结构问题，因此本节教学中可以利用讲解该部分知识的机会继续培养学生运用模型研究结构问题的能力，以小组讨论探究法代替直接讲授，以学生为主体，让学生猜想，让学生在活动探究中总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的教学理念。
四、教学目标
1、知识与技能：了解金属晶体内原子的几种常见排列方式
2、过程与方法：通过分组探究实验训练学生的动手能力和空间想象能力。
3、情感态度与价值观：
（1）通过对金属晶体学习与认识，激发学生探索认识微观世界的兴趣；培养学生严谨求实的科学态度和分析问题,解决问题的能力。
（2）培养学生的合作意识。
五、教学的重点和难点
金属晶体的4种基本堆积模型
六、教学方法建议
活动探究
七、课时安排：3个课时，本节设计为第2课时内容。
1．金属键的涵义；用金属键理论解释金属的一些物理性质（良好的导电性、导热性和延展性）；
2．金属晶体的4种基本堆积模型；
3．金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
八、教学过程
【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1】
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：任意一个原子周围与之相接触的原子的数目。）
[学生活动]
学生分四组活动，各由一人汇报结果。利用挂图展示，学生排列结果主要介绍以下两种方式。
讲解：金属原子的平面堆积有两种方式：非密置层和密置层，其配位数分别是4和6，所谓配位数，是指任意一个原子周围与之相接触的原子的数目（展示课前用玻璃小球制作的模型，辅助说明配位数的意思）。
金属晶体可看成金属原子在三维空间堆积而成，有四种基本模式
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，只有金属钋采取这种堆积方式。
（二）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。
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。
【教学过程设计】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.
[归纳与整理]金属晶体的四种堆积模型对比
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 Po 52℅ 6 见教科书中本节的资料卡片1
钾型 Na K Fe 68℅ 8
镁型 Mg Zn Ti 74℅ 12
铜型 Cu Ag Au 74℅ 12
[总结]金属原子的堆积方式不同，最终将影响金属晶体的结构和性质。例如原子半径、熔沸点等
[引导阅读]
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。
[板书设计：] §3 金属晶体
金属晶体的原子堆积模型
非密置层
密置层
2、简单立方堆积：非密置层＋非密置层 配位数：6
钾型： 非密置层＋非密置层 配位数：8
镁型： 密置层＋密置层＋密置层 配位数：12
铜型： 密置层＋密置层＋密置层 配位数：12
九、教学反思
整节内容的设计和教学方法符合学生的认知规律和心理特点，使学生真正成为学习的主体，教学效果良好。特别是在学生自主学习后让各自进行反思，交流成功的做法和不足之处，这样能更好地激发学生学习的积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，让学生在一次又一次的反思——提高——反思中使身心都能得到充分的发展。