2020高中化学金属晶体教案

2020-02-271530

　　2020高中化学金属晶体教案一

　　一、教材分析

　　本节是人教版化学选修3《物质结构与性质》第三章第三节的教学内容，是在第三章第一节《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。学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识，对微观粒子的排列也有了一定的认识。能够较好的完成老师布置的课前预习。

　　本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、、共性、电子气理论、金属晶体的结构与金属性质的关系、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4种基本堆积模型及与分子晶体、原子晶体比较。

　　二、教学目标

　　1、知识技能目标：

　　1)了解金属晶体内原子在二维空间的两种排列方式，

　　2) 掌握简单立方堆积和体心立方堆积以及二者的特点和区别

　　2 、过程方法目标：

　　1)通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生观察能力，空间想像能力等

　　2)通过两个学与问制作模型训练学生的动手能力和空间想 象能力。

　　3、情感态度价值观：

　　以小组讨论交流、实践活动制作模型的方式培养学生的合作意识和严谨的科学态度

　　三、教学的重点和难点

　　1、教学重点：金属晶体的4种基本堆积模型

　　2、教学难点：金属晶体的4种基本堆积模型

　　根据微观晶胞图片和动画的相关教学材料，制作成PPT，使微观的粒子直观化，形象化，增强学生的空间想象能力。本节是第三节课，学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识，对微观粒子的排列也有了一定的认识，在二维平面排列和非密置层堆积的问题上，学生能够独立完成。本节中的难点在于密置层堆积形成的镁型和铜型的堆积方式，他正是本课的难点和重点，学生可以根据自己预习和模型的制作，再结合教师的多媒体展示，共同完成学习的目标。

　　四、教学方法：

　　科学探究：质疑----实验----分析----解决---归纳---比较

　　多媒体课件与自制教具相结合的互动探究式课堂教学模式

　　师生探究模式：教师主动参与到学习小组的探究活动中，适时调控学生的探究进展和探究方向，在交流展示时适时恰当评价，调动学生的积极性，并形成集体性正确的观点和解题思路。

　　生生探究模式：课堂上教师将学生分成多个学习小组，对某个问题或者多个问题进行探究，通过小组成员的合作，发挥集体的智慧，把自己的疑问探究透彻，并在交流互动中让所有人共享探究过程和探究结论

　　五、学生分析课前准备：

　　教师：多媒体课件的制作、视频资料的下载、教学案设计、基本堆积模型的制作

　　学生：用生活中的材料(乒乓球、玻璃球等)按照书上图准备一些模型的素材。学生自己动手做模型，感受晶体结构的奥秘(可以网上搜索)

　　六、教学过程

　　教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：

　　复习提问

　　情境引入

　　【提问】：1、金属晶体组成微粒、微粒间作用力

　　2、金属晶体的物理性质

　　3、什么是电子气理论

　　【质疑】：为什么原子晶体没有延展性呢?

　　PPT展示原子晶体(金刚石)

　　【小结】正是由于金属键无方向性的特点，我们可以把金属原子看成直径相同的小球紧密的堆积在一起，当然这种堆积是有规则的，呈周期性的。

　　学生回答：

　　学生思考，回答：原子晶体中原子间的作用力是共价键，具有饱和性和方向性，受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，无延展性。

　　1、复习巩固

　　1、促进学生思考2、铺垫、引入新课

　　环节二：

　　金属晶体

　　微观粒子

　　堆积

　　(二维) 【指导活动1】

　　1、金属原子在平面里的紧密排列有哪些方式?

　　2、除了书本上的两种以外还有其他形式吗?

　　3、这些不同的放置方式有什么特点?

　　【总结】：PPT展示

　　非密置层：行列对齐，四球一空，配位数为4。密置层： 行列交错，三球一空， 配位数为6。

　　分组活动1：在一个自己准备的小方盒里排放小玻璃球。

　　学生总结回答：只有两种方式：行列对齐和行列相错。配位数一个是4，一个是6.

　　在二维平面中初步感受微粒堆积的规律，自己动手增加感性认识和兴趣。

　　2、认识密置层与非密置层的不同。

　　环节三：

　　金属晶体

　　微观粒子

　　堆积

　　(三维1) 【指导活动2】

　　将非密置层一层一层地在三维空间堆积起来，使相邻层的球紧密接触。除了书上的两种堆积方式外，是否可能有第三种方式?

　　PPT展示：

　　【小结】 PPT展示：非密置层三维金属晶体原子堆积模型——简单立方和体心立方 分组活动2：用自己准备好的三个非密置层，按照要求先试做课本上的两种，再尝试其他的方式。

　　总结发言：

　　简单立方堆积(Po)：配位数：6，每个晶胞含有的原子数为1。

　　2020高中化学金属晶体教案二

　　教案背景

　　1.面向学生：√中学 □小学 2，学科：化学

　　2.课时：1

　　3.课前准备：结合学校的科技节布置学生利用网络资源查看微观粒子的堆积方式，并动手制作。

　　教师：多媒体课件的制作、视频资料的下载、教学案设计、基本堆积模型的制作

　　学生：用生活中的材料(乒乓球、玻璃球等)按照书上图准备一些模型的素材。学生自己动手做模型，感受晶体结构的奥秘 二、教学目标

　　1.知识与技能

　　(1)掌握金属原子堆积的4种基本模式。

　　(2)掌握金属晶体与分子晶体、原子晶体的区别

　　2.过程与方法

　　(1)通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生动手能力，让学生感受科学的魅力。培养学生严谨求实的科学态度和空间想像能力等

　　(2)通过对金属晶体、分子晶体、原子晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异，培养学生分析问题、解决问题的能力。

　　3.情感态度与价值观

　　(1)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

　　(2)通过对三种晶体结构与性质的比较，进一步坚定“结构决定性质”这一研究物质性质的科学理念，形成正确的科学研究方法与科学态度。 教材分析

　　本节是人教版化学选修3《物质结构与性质》第三章第三节的教学内容，是在第三章第一节《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。学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识，对微观粒子的排列也有了一定的认识。同时在学习晶体的时候，学生已经通过上网搜索资料，学习了一些微观粒子的知识，对百度搜索的使用也比较熟练，能够较好的完成老师布置的课前预习。

　　本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、、共性、电子气理论、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4种基本堆积模型及与分子晶体、原子晶体比较。

　　四、教学的重点和难点

　　1、教学重点：金属晶体的4种基本堆积模型

　　2、教学难点：金属晶体的4种基本堆积模型

　　教学设计中根据课堂教学需要用百度在网上搜索“国庆阅兵式” 视频材料和微观晶胞图片等的相关教学材料，制作成PPT，使微观的粒子直观化，形象化，增强学生的空间想象能力。本节内容是在《晶体的常识》和《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体，学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识，对微观粒子的排列也有了一定的认识，所以在平面排列和非密置层堆积的问题上，学生探究的方向明确，便于达成。本节中的难点在于密置层堆积形成的镁型和铜型的堆积方式，教师提出的探究问题正是本课的难点和重点，学生可以根据自己网上搜索的图片和制作的模型并结合教师的多媒体展示，共同完成探究的目标。 五、教学方法：

　　科学探究：质疑----实验----分析----解决---归纳---比较

　　多媒体课件与自制教具相结合的互动探究式课堂教学模式

　　师生探究模式：教师在互动探究过程中提供视频和图片材料支撑和方法指导，并主动参与到学习小组的探究活动中，关注探究过程中遇到的疑难问题或奇思妙想，及时把握学情，适时调控学生的探究进展和探究方向，在交流展示时适时恰当评价，调动学生的积极性，并形成集体性正确的观点和解题思路。

　　生生探究模式：学生在课前浏览网页、制作模型的过程中，就已经对金属晶体的堆积方式进行了自主探究并有了质疑。课堂上教师将学生分成多个学习小组，对某个问题或者多个问题进行探究，通过小组成员的合作，发挥集体的智慧，把自己的疑问探究透彻，并在交流互动中让所有人共享探究过程和探究结论。 六、教学过程

　　环节一：感受微观世界

　　【设计意图】从宏观世界的规则排列联想到微观粒子的有规则周期性排列，感受立体美，对称美，规则美。

　　【教师引入】【百度视频】阅兵式表演：

　　一个个整齐的方阵，由解放军战士有规律的周期性排列而形成，雄伟而壮观，我们正在学习的晶体的结构也有着异曲同工之妙。队列是人为的，那微粒是依靠什么呢?让我们一起回顾金属晶体的世界吧：

　　【复习回顾】学生回答：金属晶体

　　组成粒子：金属阳离子、自由电子

　　微粒间作用力：金属键(无方向性)

　　金属的共性：导电、导热性、延展性、金属光泽。

　　电子气理论：脱落的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有原子维系起来。

　　【质疑】为什么原子晶体没有延展性呢?

　　【百度搜索】原子晶体的图片

　　原子晶体中原子间的作用力是共价键，具有饱和性和方向性，受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，无延展性。

　　【小结】正是由于金属键无方向性的特点，我们可以把金属原子看成直径相同的小球紧密的堆积在一起，当然这种堆积是有规则的，呈周期性的。

　　环节二：探索微观世界(二维)

　　【设计意图】在二维平面中初步感受微粒堆积的规律，自己动手增加感性认识和兴趣。认识密置层与非密置层的不同。

　　教师：【试一试想一想】

　　1、金属原子在平面里的紧密排列有哪些方式?

　　2、除了书本上的两种以外还有其他形式吗?

　　3、这些不同的放置方式有什么特点?

　　学生四人一组动手操作：在一个自己准备的小方盒里排放小玻璃球。学生总结回答：只有两种方式：行列对齐和行列相错。配位数一个是4，一个是6.

　　总结：非密置层：行列对齐，四球一空，配位数为4

　　密置层： 行列交错，三球一空， 配位数为6

　　【PPT】

　　环节三：探索微观世界(三维)

　　教师：【动手试一试】将非密置层一层一层地在三维空间堆积起来，使相邻层的球紧密接触。除了书上的两种堆积方式外，是否可能有第三种方式?

　　学生：【分组操作】用自己准备好的三个非密置层，按照要求先试做课本上的两种，再尝试其他的方式。最后由学生代表总结发言。

　　【PPT】

　　【小结】金属晶体的原子堆积模型

　　1.简单立方堆积(Po)：配位数：6，每个晶胞含有的原子数为1，空间占有率为：52%

　　2.体心立方堆积——钾型(碱金属)：配位数：8，每个晶胞含有的原子数为2，空间占有率为：68%

　　环节四：探索微观世界(三维)

　　【设计意图】培养学生协作精神和动手能力，培养学生空间想像能力、发现问题、分析问题、解决问题和信息整理的能力。

　　教师：【过渡设疑】这两种堆积方式中，仍然有尽一半和三分之一的空间没有利用，有没有更好的堆积方式来提高金属原子的空间利用率呢?

　　【动手试一试】

　　将密置层一层一层地堆积起来，使相邻层的球紧密接触。在三维空间里又有哪些堆积方式?先试试书上介绍的两种方式【PPT】

　　第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1，3，5( 或对准 2，4，6

　　位，其情形是一样的 )

　　关键是第三层，对第一、二层来说，第三层可以有两种最紧密的堆积方式。

　　【PPT】【百度搜索】图片

　　2020高中化学金属晶体教案三

　　课标要求：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。能够列举金属晶体的基本堆积模型。讨论：为什么金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。

　　教材分析：教材简单介绍了什么是金属键，以及用金属键理论解释金属的导电性、导热性及延展性。用了较大篇幅介绍了金属晶体的四种堆积，即简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积和面心立方最密堆积。教材中还简单介绍了石墨晶体特点。

　　教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)

　　⑴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。

　　⑵能列举金属晶体的基本堆积模型，认识六方最密堆积与面心立方最密堆积的区别。

　　⑶了解石墨晶体的特殊结构。

　　⑷通过学习进一步增强空间感，体验微观结构研究的过程，提高结构化学学习的兴趣。

　　教学重点

　　⑴能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

　　⑵常见的金属晶体结构模型。

　　教学难点

　　⑴能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

　　⑵常见的金属晶体结构模型。

　　教学方法 运用模型和比较法

　　教学用品：模型、视频

　　教学过程：

　　新课引入

　　[设问]同学们都知道金属能导电、导热、有延展性，金属为什么具有这些性质?金属中的自由电子来源于哪里?

　　新课进行

　　[板书]第三节 金属晶体

　　一、金属键

　　[讲述]要想解释金属的各种物理性质，让我们先来认识“金属键与电子气理论”。

　　[板书]1、金属键

　　[讲述]描述金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子 所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。由此可见，金属晶体跟原子晶体一样，是一种“巨分子”。金属键的强度差别很大。例如，金属钠的熔点较低、硬度较小，而钨是熔点最高、硬度最大的金属，这是由于形成的金属键强弱不同的缘故。

　　[板书]金属键为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”。脱落下来的价电子又称自由电子。

　　[思考]怎样用电子气理论解释的各种物理性质呢?

　　[板 书]2、解释 金属的物理性质：延展性、导热性、导电性(自由电子、金属键不断裂)。

　　⑴金属导电性的解释。

　　[讲述]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。

　　⑵金属导热性的解释。

　　[讲述]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阳离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

　　[讲述]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。

　　[投影]电子气理论对金属良好延展性的解释：

　　[过渡]金属原子象钢球一样堆积着，咱们接着研究金属原子的堆积模型。

　　[板书]二、金属晶体的原子堆积模型

　　[讲述]金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式，如图3—22所示。

　　[投影]金属原子在平面上的的两种放置方式：

　　[讲述] 金属原子在二维平面里放置得到的两种 方式，配位数分别为4和6，可分别称为非密置层和密置层。

　　[交流探究]动手： 将直径 相等的圆球放置在平面上，使球面紧密接触，除上面两种方式外，还有没有第三种方式?你不妨用实物(如用中药丸的蜡壳或玻 璃球等)自己动手试一试。

　　[过渡]金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成。金属原子堆积有如下4种基本模式。

　　[板书]1、简单立方堆积：

　　[投影]

　　[讲解]不难理解，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(Po)采取这种堆积方式。

　　[板书] 晶胞：一个立方体，1个原子，如金属钋。

　　2、体心立方堆积(钾型)

　　[投影]

　　[讲解]非密置层的另一种堆积方式是将上层金属原子填人下层的金属原子形成的凹穴中，每层均照此堆积，如图3—24所示。

　　[设问]与立方堆积相比空间利用率那一个高?

　　[板书]晶胞：体心立方，两个原子。如碱金属。

　　[交流探究]动手：把非密置层的小球黏合在一起，再一层一层地堆积起来，使相邻层的球紧密接触。试一试，除了上述两种堆积方式外，是否可能有第三种方式?

　　[板书]3、六方最密堆积(镁型)和面心立方最密堆积(铜型)

　　[讲述] 密置层的原子按上述钾型 堆积方式堆积，会得到两种基本堆积方式——镁型和铜型。镁型如图3—25左所示，按ABABABAB……的方式堆积;铜型如图3—25右所示，按ABC ADCABC……的方式堆积。分别用代表性金属命名为镁型和铜型①，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%，但所得晶胞的形式不同。

　　[投影]金属晶体的两种堆积方式：

　　[板书]

　　⑴镁型：按ABABABAB……方式堆积;配位数均为12，空间利用率均为74%。

　　⑵铜型：ABCADCABC……方式堆积;配位数均为12，空间利用率均为74%。

　　[小结]金属晶体的四种模型对比 ：

　　堆积模型 采纳这种堆积的典型代表 空间利用率 配位数 简单立方 Po 52% 6 钾型(bcp) Na、K、Fe 68% 8 镁型(hcp) Mg、Zn、Ti 74% 12 铜型(ccp) Cu、Ag、Au 74% 12 [作业]P80 1、2、3、4、5