金屬晶體教案

金屬晶體教案一

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

L使學(xué)生了解金屬晶體的模型及性質(zhì)的一般特點(diǎn)。

2.使學(xué)生理解金屬晶體的類型與性質(zhì)的關(guān)系。

3.較為系統(tǒng)地掌握化學(xué)鍵和晶體的兒種類型及其特點(diǎn)。

二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)：

金屬晶體的模型；晶體類型與性質(zhì)的關(guān)系。

三、學(xué)習(xí)難點(diǎn)：

金屬晶體結(jié)構(gòu)模型。

四、學(xué)習(xí)過程

［投影］選一位同學(xué)的家庭作業(yè)（以表格形式比較離子晶體、原子晶體和分子晶體

結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系）。要求全體同學(xué)對照分析各自作業(yè)，在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行必

要的修正和補(bǔ)充。然后投影一張正確的表格。

表一：離子晶體、分子晶體、原子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的比較

晶體類型離子晶體分子晶體原子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成晶體粒子陰、陽離子分子

原子粒子間的作用力離子鍵分子間作用力共價鍵性

質(zhì)硬度較大較小較大溶、沸點(diǎn)較高較低很大導(dǎo)電固體不導(dǎo)電，溶化

或溶于水后導(dǎo)電固態(tài)和熔融狀態(tài)都不導(dǎo)電不導(dǎo)電溶解性有些易溶于等極性

溶劑相似相溶難溶于常見溶劑

［展示金屬實(shí)物］展示的金屬實(shí)物有金屬導(dǎo)線（銅或鋁）、鐵絲、鍍銅金屬片等，

并將鐵絲隨意彎曲，引導(dǎo)觀察銅的金屬光澤。敘述應(yīng)用部分包括電工架設(shè)金屬

高壓電線，家用鐵鍋炒菜，鍛壓機(jī)把鋼錠壓成鋼板等。

［教師誘導(dǎo)］從上述金屬的應(yīng)用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢？

［學(xué)生分組討論）請一位同學(xué)歸納，其他同學(xué)補(bǔ)充。

［板書］一、金屬共同的物理性質(zhì)

容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。

［教師誘啟］前面我們知道離子晶體、分子晶體、原子晶體有著不同的物理性質(zhì)

特點(diǎn)，且分別由它們的晶體結(jié)構(gòu)所決定，那么金屬的這些共同性質(zhì)是否也是由

金屬的結(jié)構(gòu)所決定呢？

［板書］第二節(jié)金屬晶體

［flash動畫］點(diǎn)擊“金屬晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)”條目，讓學(xué)生看金屬晶體內(nèi)容組成

微粒內(nèi)容為，然后再聽畫外音兼字幕。

再點(diǎn)擊“金屬晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)”內(nèi)部畫面左上角“內(nèi)部結(jié)構(gòu)”條目，讓學(xué)生看幾

種常見金屬晶體空間構(gòu)型。硬球一個一個地堆積給同學(xué)觀察，成形后再旋轉(zhuǎn)讓

同學(xué)從不同角度進(jìn)行觀察，且拆散、堆積給學(xué)生分析。

［畫外音兼有字幕］金屬（除汞外）在常溫下一般都是固體。通過X射線進(jìn)行研究

發(fā)現(xiàn)，在金屬中，金屬原子好像許多硬球一層層緊密地堆積著，每一個金屬原

子周圍有許多相同的金屬原子圍繞著，

［設(shè)疑］金屬中堆積的就是中性原子嗎？

［閱讀并討論］金屬中由于金屬原子的外層電子比較少，金屬原子容易失去外層

電子變成金屬離子，在金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，實(shí)際上按一定規(guī)律緊密堆積的是帶正

電荷的金屬陽離子。

［教師誘啟］同樣的帶正電荷的金屬陽離子本應(yīng)相互排斥，為何還可以緊密地堆

積在一起呢？

［提示設(shè)疑］電子到哪里去了呢？

［討論］學(xué)生分組討論，教師引導(dǎo)分析：要使帶正電荷的金屬陽離子按一定規(guī)律

緊密堆積，除非金屬原子釋出的電子在各金屬離子間自由地運(yùn)動，這樣依靠金

屬陽離子與帶負(fù)電荷的自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用使金屬離子緊密地堆積在

一起。

［板書］二、金屬晶體結(jié)構(gòu)

金屬晶體：通過金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的單質(zhì)晶體。

［教師設(shè)問］構(gòu)成金屬晶體的粒子有哪些？

［學(xué)生歸納］金屬晶體由金屬離子和自由電子構(gòu)成。

［引言］金屬晶體的結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)有哪些內(nèi)在聯(lián)系呢？

［板書］三、金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系

1.金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬導(dǎo)電性的關(guān)系

［演示多媒體動畫3］畫面內(nèi)容：金屬晶體中的自日電子在沒有外加電場存在時

是自由移動的，在外加電場作用下，自由電子則發(fā)生定向移動而形成電流。

［畫外音兼有字幕］在金屬晶體中，存在著許多自由電子，這些自由電子的運(yùn)動

是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發(fā)生定向運(yùn)動，因而

形成電流，所以金屬容易導(dǎo)電。

表二

晶體類型離子晶體金屬晶體導(dǎo)電時的狀態(tài)導(dǎo)電粒子［分析對比］讓學(xué)生充分

討論、對比，并讓一位同學(xué)歸納填寫，然后教師點(diǎn)評上述表格，

［板書］2.金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的導(dǎo)熱性的關(guān)系

［教師誘啟］導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運(yùn)動的結(jié)果，那么金屬

晶體導(dǎo)熱過程中金屬離子和自由電子擔(dān)當(dāng)什么角色？

［學(xué)生閱讀］教材中有關(guān)內(nèi)容。

［分組討論］①金屬晶體導(dǎo)熱過程中粒子運(yùn)動情況如何？

②這些粒子通過什么方式傳遞熱量？

③熱量傳遞方向及最后整個金屬晶體溫度高低情況怎樣？

［學(xué)生匯報］選一位學(xué)生匯報學(xué)生討論結(jié)果，其他學(xué)生補(bǔ)充。

［投影小結(jié)］金屬容易導(dǎo)熱，是由于自由電子運(yùn)動時與金屬離子碰撞把能量從溫

度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫度。

［板書］3.金屬晶體結(jié)構(gòu)與金屬的延展性的關(guān)系

金屬晶體教案二

教學(xué)目標(biāo)

1.了解金屬晶體內(nèi)原子的幾種常見排列方式

2.訓(xùn)練學(xué)生的動手能力和空間想象能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的合作意設(shè)

教學(xué)重點(diǎn)金屬晶體內(nèi)原子的空間排列方式

教學(xué)難點(diǎn)金屬晶體內(nèi)原子的空間排列方式

教學(xué)方法講授法、討論，探究法，歸納總結(jié)

流程教師活動學(xué)生活動活動目標(biāo)引入

上堂課學(xué)習(xí)了金屬原子二維平面的排列及非密置層在三維空間排列的兩種情

況，請兩位同學(xué)分別描述一下二維及簡單立方和鉀型堆積的特點(diǎn)傾聽、回顧、

思考、交流

代表發(fā)言溫故知新

情景

設(shè)計(jì)非密置層堆積有簡單立方和鉀型兩種，思考密置層的原子按鉀型堆積方

式堆積，又會得到幾種基本堆積方式？自己動手乃密置層的小球粘合在一起，

再一層一層地堆積起來，使上層球填入下層球的空隙中。仔細(xì)比較兩種類型的

不同。

交流討論。培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生空間想象能力巡視對

學(xué)生交流進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥。互動和學(xué)生交流，鼓勵學(xué)生大膽想象踴躍發(fā)言代

表發(fā)言總結(jié)歸納的能力培養(yǎng)。課件展示觀看，思考，。

培養(yǎng)觀察分析能力設(shè)疑如圖兩種堆積方式原子的空間利用率多大，如何計(jì)

算？思考、動手計(jì)算，討論、回答。

培養(yǎng)解決問題的能力板書講解算法首先把堆積方式抽象成晶胞模型

均攤法計(jì)算晶胞的微粒個數(shù)，計(jì)算微粒所占的體積

計(jì)算晶胞的總體積

空間利用率等于微?？傮w積比晶胞總體積思考記錄

培養(yǎng)思維和計(jì)算能力

板書

一、密置層的原子按鉀型堆積方式堆積，會得到兩種基本堆積方式，（1）鎂型如

下圖左側(cè)，按ABABABAB……的方式堆積；

⑵銅型如圖右側(cè)，按ABCABCABC……的方式堆積.

這兩種堆積方式都是金屬晶體的最密堆，配位數(shù)均為12,空間利用率均為

74%,但所得的晶胞的形式不同.

整理記錄歸納總結(jié)能力培養(yǎng)

投影總結(jié)堆積模型

采用這種堆積的典型代表

空間利用率

金屬晶體教案三

教材內(nèi)容分析

在必修2中，學(xué)生己初步了解了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律、離子鍵、共價鍵、分

子間作用力等知識。本節(jié)內(nèi)容是在介紹了分子晶體和原子晶體等知識的基礎(chǔ)

上，再介紹金屬晶體的知識，可以使學(xué)生對于晶體有一個較全面的了解，也可

使學(xué)生進(jìn)一步深化對所學(xué)的知識的認(rèn)識。教材從介紹金屬鍵和電子氣理論入

手，對金屬的通性作出了解釋，并在金屬鍵的基礎(chǔ)上，簡單的介紹了金屬晶體

的幾種常見的堆積模型，讓學(xué)生對金屬晶體有一個較為全面的認(rèn)識。

教學(xué)目標(biāo)

1.理解金屬鍵的概念和電子氣理論

2.初步學(xué)會用電子氣理論解釋金屬的物理性質(zhì)

重點(diǎn)：金屬鍵和電子氣理論

難點(diǎn)：金屬具有共同物理性質(zhì)的解釋。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)

引入大家都知道晶體有固定的幾何外形、有確定的熔點(diǎn)，水、干冰等都屬于分

子晶體，靠范德華力結(jié)合在一起，金剛石、金剛砂等都是原子晶體，靠共價鍵

相互結(jié)合，那么我們所熟悉的鐵、鋁等金屬是不是晶體呢?它們又是靠什么作用

結(jié)合在一起的呢？

板書一、金屬鍵

金屬晶體中原子之間的化學(xué)作用力叫做金屬鍵。

講解金屬原子的電離能低，容易失去電子而形成陽離子和自由電子，陽離子整

體共同整體吸引自由電子而結(jié)合在一起。這種金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)

作用就叫做金屬鍵。金屬鍵可看成是由許多原子共用許多電子的一種特殊形式

的共價鍵，這種鍵既沒有方向性也沒有飽和性，金屬鍵的特征是成鍵電子可以

在金屬中自由流動，使得金屬呈現(xiàn)出特有的屬性在金屬單質(zhì)的晶體中，原子之

間以金屬鍵相互結(jié)合。金屬鍵是一種遍布整個晶體的離域化學(xué)鍵。

強(qiáng)調(diào)金屬晶體是以金屬鍵為基本作用力的晶體.

板書二、電子氣理論及其對金屬通性的解釋

1.電子氣理論

講解經(jīng)典的金屬鍵理論叫做“電子氣理論”。它把金屬鍵形象地描繪成從金屬

原子上“脫落”下來的大量自由電子形成可與氣體相比擬的帶負(fù)電的“電子

氣”，金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。

2.金屬通性的解釋

展示金屬實(shí)物展示的金屬實(shí)物有金屬導(dǎo)線（銅或鋁）、鐵絲、鍍銅金屬片等，并

將鐵絲隨意彎曲，引導(dǎo)觀察銅的金屬光澤。敘述應(yīng)用部分包括電工架設(shè)金屬高

壓電線，家用鐵鍋炒菜，鍛壓機(jī)把鋼錠壓成鋼板等。

教師引導(dǎo)從上述金屬的應(yīng)用來看，金屬有哪些共同的物理性質(zhì)呢？

學(xué)生分組討論請一位同學(xué)歸納，其他同學(xué)補(bǔ)充。

板M金屬共同的物埋性質(zhì)

容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等。

（1）.金屬導(dǎo)電性的解釋

在金屬晶體中，充滿著帶負(fù)電的“電子氣”，這些電子氣的運(yùn)動是沒有一定方

向的，但在外加電場的條件下電子氣就會發(fā)生定向移動，因而形成電流，所以

金屬容易導(dǎo)電。

設(shè)問導(dǎo)熱是能量傳遞的一種形式，它必然是物質(zhì)運(yùn)動的結(jié)果，那么金屬晶體導(dǎo)

熱過程中電子氣中的自由電子擔(dān)當(dāng)什么角色？

金屬容易導(dǎo)熱，是由于電子氣中的自由電子在熱的作用下與金屬原子頻繁碰撞

從而把能量從溫度高的部分傳到溫度低的部分，從而使整塊金屬達(dá)到相同的溫

度。

（3）.金屬延展性的解釋

當(dāng)金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原

來的排列方式，彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑

劑的作用，所以在各原子層之間發(fā)生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，

因而即使在外力作用下，發(fā)生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展

性。

課堂練習(xí)

1.金屬晶體的形成是因?yàn)榫w中存在

A.金屬離子間的相互作用

B.金屬原子間的相互作用

C.金屬離子與自由電子間的相互作用

D.金屬原子與自由電子間的相互作用

2.金屬能導(dǎo)電的原因是

A.金屬晶體中金屬陽離子與自由電子間的相互作用較弱

B.金屬晶體中的自由電子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動

C.金屬晶體中的金屬陽離子在外加電場作用下可發(fā)生定向移動

D.金屬晶體在外加電場作用下可失去電子

課后閱讀材料

L超導(dǎo)體-----類急待開發(fā)的材料

一般說來，金屬是電的良好導(dǎo)體（汞的很差）。1911年荷蘭物理學(xué)家H?昂內(nèi)斯

在研究低溫條件下汞的導(dǎo)電性能時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度降到約4K（即一269、）時五的

電阻“奇異”般地降為零，表現(xiàn)出超導(dǎo)電性。后又發(fā)現(xiàn)還有幾種金屬也有這種

性質(zhì)，人們將具有超導(dǎo)性的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。

2.合金

兩種和兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，叫

做合金，合金屬于混合物，對應(yīng)的固體為金屬晶體。合金的特點(diǎn)①仍保留金屬

的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大;②熔點(diǎn)比各成份金屬的都低;③強(qiáng)度、硬度

比成分金屬大;④有的抗腐蝕能力強(qiáng);⑤導(dǎo)電性比成分金屬差。

3.金屬的物理性質(zhì)由于金屬晶體中存在大量的自由電子和金屬離子（或原子）排

列很緊密，使金屬具有很多共同的性質(zhì)。

⑴狀態(tài)：通常情況下，除Hg外都是固體。

（2）金屬光澤：多數(shù)金屬具有光澤。但除Mg、Al、Cu、Au在粉末狀態(tài)有光澤

外，其他金屬在塊狀時才表現(xiàn)出來。

（3）易導(dǎo)電、導(dǎo)熱：由于金屬晶體中自由電子的運(yùn)動，使金屬易導(dǎo)電、導(dǎo)熱。

（4）延展性

(5)熔點(diǎn)及硬度：由金屬晶體中金屬離子跟自由電子間的作用強(qiáng)弱決定。金屬除

有共同的物理性質(zhì)外，還具有各自的特性。

①顏色：絕大多數(shù)金屬都是銀白色，有少數(shù)金屬具有顏色。如Au金黃色Cu紫

紅色Cs銀白略帶金色。

②密度：與原子半徑、原子相對質(zhì)量、晶體質(zhì)點(diǎn)排列的緊密程度有關(guān)。最重的

為鉞(0s)伯(Pt)最輕的為鋰(Li)

③熔點(diǎn)：最高的為鴇(齡，最低的為汞(Hg),Cs,為28.4℃Ca為30℃

④硬度：最硬的金屬為銘(Cr),最軟的金屬為