【2020秋备课】高中化学教案新人教版选修3-3.3-金属晶体.docx

3.3金属晶体
一、
教材分析
1．课标中的内容
（1）知道金属键的涵义；
（2）能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）；
（3）能列举金属晶体的基本积累模型；
（4）知道金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区分。
2．教材中的内容
本节课是人教版化学选修3第三章第三节的教学内容，是在其次章《分子结构与性质》、第三章第一节《晶体的常识》和其次节《分子晶体与原子晶体》基础上生疏金属晶体。
本节教学内容包含的学问点主要有金属的内部结构、共同性质和特点、金属晶体结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子积累模型等，需要3个课时完成。第1课时主要探究金属的内部结构、共同性质和特点、金属晶体结构与金属性质的关系。第2课时主要探究金属晶体的四种基本积累模型以及金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区分。第3课时为习题课，对本节所学内容进行习题的练习与讲解。

二、教学对象分析
1．学问技能方面：同学在本章第一节已经学习了晶体的基本性质、晶体的特点与内部质点排列的关系等，具有确定的基本理论学问和技能学问。
2．学习方法方面：上一节争辩过分子晶体和原子晶体的结构和性质，已初步有了“结构打算性质”的思维理念，具有确定的学习方法基础。

三、设计思想
总的思路是从同学们身边的实物入手，充分利用直观教学手段，挂念同学正确理解金属晶体的概念，留意新旧学问和相关学科之间的联系，留意引导同学比较金属晶体与分子晶体、原子晶体在晶体结构上的区分和性质上的差异，从晶体结构的微观视角去解释物质的物理性质，感受科学的魅力，并留意培育同学严谨求实的科学态度和分析问题、解决问题的力气。
依据新课标的要求，在教学过程中可以以小组争辩探究法代替直接讲授，以同学为主体，让同学猜想，让同学解说答辩，让同学总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的理念。教会同学学习方法，强化对比手段，使同学把握类比的方法，提高同学的分析问题和解决问题力气，使同学在推理的过程中把握学问。

四、教学目标
1．学问与技能：
（1）了解金属的性质和形成缘由；
（2）把握金属键的本质——“电子气理论”；
（3）能用电子气理论和金属晶体的有关学问解释金属的性质；
（4）能列举金属晶体的4种基本积累模型。
2、过程与方法：
（1）通过对金属单质的物理性质异同点的比较与分析，培育同学运用理论解释实际问题的力气；
（2）通过对金属晶体基本积累模型的学习与争辩，培育同学观看力气，空间想像力气等。
3、情感态度与价值观：
（1）通过对金属键、金属晶体学习与生疏，激发同学探究生疏微观世界的爱好；（2）通过对金属单质物理性质的学习，进一步坚决“结构打算性质”这一争辩物质性质的科学理念，形成正确的科学争辩方法与科学态度。

五、教学重点与教学难点
1.教学重点：用金属键理论解释金属的物理性质
金属晶体的4种基本积累模型
2.教学难点：电子气理论
金属晶体的4种基本积累模型
关于金属键的涵义，教材上的说法有些模糊，不利于同学的理解，教学中应点明金属键是脱落下来的自由电子跟形成的金属阳离子的相互作用，而所谓的“电子气”，不过是一种比较形象的说法，指的是脱落下来的电子好像气体一样遍布整块晶体。
课标这四点中，其次点要求的程度是“解释”，明显比其余三点高，因此，其次点应当作为本节的教学重点之一，而教材除对延展性有较为具体的解释外，其它物理性质的解释都是一笔带过，所以教学过程中应作具体讲解。
第三点的要求虽然较低，但在前面分子晶体和原子晶体的学习中，《课程标准》里要求同学学会运用模型来争辩结构问题，因此本节教学中可以利用讲解该部分学问的机会连续培育同学运用模型争辩结构问题的力气，所以也作为教学重点之一。老师的演示模型可将不同颜色的弹珠用胶水黏合制得，而同学试验所需的小球则可使用自行车中所用的那种轴承滚珠，也可提前要求同学自己预备，培育同学的制造力。
第四点的教学则可以在讲解完金属键的本质后，与分子晶体和原子晶体的相关学问进行比较、区分，也可以在讲新课之前先进行。
此外，教材中毁灭了“配位数”这个名词，这涉及到其次章其次节中有关配位化合物的学问，但配位数的涵义在《课程标准》中并无要求，而且在配位化合物这部分的学问中也没有毁灭该名词，因此不宜作深化探讨，可简洁解释为：配位数是指任意一个原子四周与之相接触的原子的数目。资料卡片中有两个内容，
六、教学设计
第一课时教学设计：
教学过程
教学环节
老师活动
同学活动
设计意图
板块1：从生活走向化学

任务1.1：归纳金属的物理性质

任务1.2：分析金属具有共同物理性质的缘由——“电子气理论”

任务1.3：生疏金属键的本质

板块2：分析金属晶体结构与金属晶体性质之间的关系

任务2.1：分析金属晶体结构与金属晶体导电性的关系

任务2.2：分析金属晶体结构与金属导热性的关系

任务2.3：
分析金属晶体结构与金属延展性的关系

【引入】呈现金属实物：金属导线（铜或铝）、铁丝、镀铜金属片、镁带、铝片等，并将铁丝任凭弯曲，引导同学观看，学会从生活走向化学世界。
认真观看
从同学身边生疏的实物入手，激发学习化学的爱好
【引导】引导同学归纳金属有哪些共同的物理性质（如具有金属光泽、导电导热性、延展性等）
分组争辩
然后请一位同学归纳，其他同学补充
【进一步提问】前面我们知道分子晶体和原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所打算，那金属为什么有这些共同的物理性质呢？
由金属类似的结构所打算
从“结构打算性质”这一科学理念启发同学
【引导同学分析】金属有怎样类似的结构？（多媒体呈现金属晶体的结构示意图）
结合多媒体和教材结构示意图，分组争辩

通过多媒体更好地观看微观的结构

【分析归纳】金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子简洁失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按确定规律紧密积累的是带正电荷的金属阳离子。

各小组发表争辩后的看法

由小组争辩分析并发表看法能更深刻地理解金属晶体的结构，同时培育同学空间想象力气和分析解决问题力气

【设问】同是带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地积累在一起呢？
电子到哪里去了呢？

思考

【讲解】带负电的电子在金属阳离子之间自由运动。在金属晶体里，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中并被很多金属离子所共有——“电子气理论”

结合金属的结构思考回答：
要使带正电荷的金属阳离子按确定规律紧密积累，除非金属原子释出的电子在各金属离子间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷的自由电子之间猛烈的相互作用使金属离子紧密地积累在一起

【设问】构成金属晶体的粒子有哪些？

金属晶体由金属离子和自由电子构成
分清构成的微粒

【讲解】金属离子和自由电子之间的较强作用力就是金属键
金属键强弱推断:阳离子所带电荷多、半径小－金属键强，熔沸点高。

理解
了解金属键的涵义及强弱推断
【过渡设疑】金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢？
结合预习状况思考
从结构打算性质这一理念启发同学

【提出问题】
1．金属晶体结构与金属导电性的关系
①金属为什么易导电？
②金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电有什么不同？
2．金属晶体结构与金属的导热性的关系
金属为什么易导热？
①金属晶体导热过程中粒子运动状况如何？
②这些粒子通过什么方式传递热量？
③热量传递方向及最终整个金属晶体温度凹凸状况怎样？
3．金属晶体结构与金属的延展性的关系
① 金属为什么有延展性？
② 金属键在金属延展过程中是否发生断裂？

培育同学的协作精神和分析问题、解决问题和信息整理的力气

【解说、探究】随机选其中一组派同学代表解说问题一：金属晶体结构与金属导电性的关系。
鼓舞该小组基本能够解释金属简洁导电的缘由，但能否再具体点呢？
确定同学回答的很好，思维很严密。

【同学代表一】
依据自己小组所搜集查阅到的资料并结合小组争辩状况，汇报自己小组的争辩结果
把讲台让给同学，让同学经过小组争辩和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培育同学的协作精神和表达、应变力气。

【老师综合归纳分析】
（1）在金属晶体中，存在着很多自由电子，这些自由电子的运动是没有确定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属简洁导电。
（2）电解质在熔融状态下导电、电解质溶液的导电粒子是自由移动的离子，而金属晶体的导电粒子是自由电子

【解说、探究】随机点另外一组派同学代表解说问题二：金属晶体结构与金属的导热性的关系。
评价反应很快。
回答得很正确，能解释出金属简洁导热的真正缘由。
【同学代表二】
依据自己小组所搜集查阅到的资料并结合小组争辩状况，汇报自己小组的争辩结果

让同学经过小组争辩和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培育同学的协作精神和表达、应变力气。

【老师归纳分析】
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。

【解说、探究】再选一组派同学代表解说问题三：金属晶体结构与金属的延展性的关系
【同学代表三】
依据自己小组所搜集查阅到的资料并结合小组争辩状况，汇报自己小组的争辩结果

让同学经过小组争辩和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培育同学的协作精神和表达、应变力气。

【老师结合多媒体和教材图3－21综合归纳分析】
原子晶体受外力作用时，原子间的位移必定导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性，而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，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。
（边叙述边演示多媒体）

板块3：小结本节课的学问内容

任务3.1：归纳金属晶体结构与金属晶体性质的关系

任务3.2：将分子晶体、原子晶体和金属晶体进行比较

【总结】
1. 金属晶体的结构与性质的关系

导电性
导热性
延展性
金属离子和自由电子
自由电子在外加电场作用下作定向移动
自由电子与金属离子碰撞传递热量
晶体中各原子层发生相对滑动仍保持相互作用

2.把刚学过的分子晶体、原子晶体和金属晶体进行比较
作用
分子
晶体
原子
晶体
金属
晶体
构成的粒子
分子

原子
金属离子和自由电子
作用力
范德
华力
共价键
金属键

硬度
较小

很大
较大
熔沸点
低
很高
差别
较大
导电性
熔融态不导电
不导电
良好
（列表小结，让同学填写）

列表小结让同学更好地把握金属晶体的结构与性质的关系

通过对比，同学能更清楚地生疏金属晶体

【布置作业】

第一课时板书设计：第三节 金属晶体
一、金属共同的物理性质
简洁导电、导热、有延展性、有金属光泽等
二、金属晶体结构
1.金属晶体：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体
2.组成粒子：金属阳离子和自由电子
3.作用力：金属离子自由电子之间的较强作用——金属键
4.金属键强弱推断:阳离子所带电荷多、半径小——金属键强，熔沸点高
5.金属键的本质——“电子气理论”
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系

其次课时教学设计：

教学过程
教学环节
老师活动
同学活动
设计意图

板块1：金属原子在二维平面内的排列状况

任务1.1金属原子在二维平面内的非密置层排列的特征

任务1.2金属原子在二维平面内的密置层排列特征

【提问】分子晶体、原子晶体、金属晶体的排列都比较有序，那分别是什么作用力使他们有序排列呢？

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。

通过复习以前学过的学问引发同学思考金属原子的空间排列问题

【叙述】既然金属晶体中是金属键使金属原子有序排列，那么，今日，我们就一起争辩一下有关金属原子的空间排列问题。
【板书】第三节金属晶体

【组织活动】现在每个小组桌上有16个大小相同的玻璃小球，下面大家利用这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，有几种可能的排列方式？争辩每一种方式的配位数。最终每个小组选代表汇报一下你们组的争辩状况。配位数是指任意一个原子四周与之相接触的原子的数目。

同学分组活动，有序排列20个大小相同的玻璃小球

同学自己动手操作，培育他们动手操作力气

【组织争辩】大家都已经排列的差不多了，现在大家把自己组的排列状况拿到台上来跟大家沟通一下。

我们组的排列结果有以下两种方式，一种方式配位数是4另一种方式配位数是6

配位数是4

配位数是6

【提问】其他组还有没有不同的排列方法和配位数？

没有

【讲解】金属原子的平面积累有两种方式，两种方式的特征：
a．行列对齐，四球一空的是非密置排列。
b，行列相错，三球一空的是密置排列。
有两种不同类型的空隙。非密置排列和密置排列，其配位数分别是4和6，所谓配位数，是指任意一个原子四周与之相接触的原子的数目（呈现课前用玻璃小球制作的模型，挂念说明配位数的意思）。
【板书】
1金属晶体的原子积累模型非密置层
密置层

同学认真听讲

形象直观的向同学讲清楚两种配位状况，通过争辩同学更简洁理解密置排列和非密置排列，从而为后面的学习打下基础。

板块2：金属原子在三维空间排列的状况

任务2.1简洁立方积累排列方式的特征

任务2.2钾型积累排列方式的特征

任务2.3镁型积累排列方式的特征

任务2.4铜型积累排列方式的特征

【提问】金属原子在二维平面内有两种排列方式，非密置排列和密置排列，那么大家运用数学学问猜想一下，这两种非密置排列和密置排列的金属原子在三维空间内排列可能有几种排列方式？

同学思考老师所提出的问题，分析可能有的排列方式。

将数学学问应用到化学教学中，培育同学的学科间学问应用力气

【组织活动】下面大家先做一下非密置层与非密置层的排列有几种状况，由于小球数量有限，大家可以两个组合作一下，一起动手做、 一起争辩

同学动手操作

同学亲自动手实践，理解更全面，印象更深刻

【组织争辩】非密置层排列的金属原子，在空间方向上紧密积累的可能积累方式有几种？请同学来说一下你们组的争辩状况
非密置层在空间上有两种积累方式。一种是

另一种是

【提问】还有没有其他的积累方法？

没有

【讲解】好，我们先来看非密置层的第一种积累方式，第一种方式：相邻层原子在同一条直线上的积累方式，我们把这种积累方式叫做简洁立方积累。这种积累方式空间利用率较低，只有金属钋接受这种积累方式。
【板书】
2. 简洁立方积累：非密置层+非密置层

理解

开放讲解，加深同学对这部分学问的理解

【PPT演示】为了大家能更直观的看出这种积累方式，我们把多余的原子给它抽掉，大家在下面动手做，做完看一下与老师的是否一样

动手操作，抽去多余的玻璃球，观看PPT

同学自己动手操作，可以使其清楚地看出简洁立方积累的模型

【提问】大家再思考一下，接受这种积累方式，它的配位数是多少？晶胞中含几个金属原子？
【板书】配位数：6
含1个金属原子

配位数是6，含1个金属原子

【讲解】下面我们来分析一下非密置层与非密置层的其次种积累方式，这种积累方式：相邻原子层，上层原子填入下层原子的凹穴中。这种积累方式比第一种空间利用率要高，这种积累方式叫做体心立方积累。有很多金属是这种积累方式，如碱金属，因此又称为钾型。
【板书】
钾型（体心立方积累）
非密置层+非密置层

同学理解

将学问点分解，讲清楚学问的来龙去脉。
【PPT演示】同样为了大家能更直观的看出这种积累方式，我们把多余的原子给它抽掉，大家在下面动手做，做完看一下与老师的是否一样

动手操作，抽去多余的玻璃球，观看PPT

同学自己动手操作，可以使其清楚地看出体心立方积累的模型
【提问】钾型积累也就是体心立方积累，它的配位数是多少？晶胞中含几个金属原子
【板书】配位数：8
含2个金属原子

配位数是8，含2个金属原子

【组织活动】非密置层的积累状况我们已经争辩完了，下面大家动手把密置层的原子依据钾型积累方式积累三层看看有几种积累状况

动手操作密置层积累状况

【组织争辩】现在每个小组都已经积累完了，下面找个代表说一说你们组的积累状况
我们组得到了两种状况，一种是
1
2
3
4
5
6

另一种是
1
2
3
4
5
6

【提问】大家认真看一下这两种积累模型，看一下有没有不同意见？
没有

【讲解】既然没有不同意见，我们先来看第一种积累模型,这种积累模型是将第三层的球对准第一层的球，于是每两层的球形成一个周期，即ABAB……积累方式，这种积累方式的典型金属是镁，因此称为镁型
【板书】
镁型：密置层+密置层
理解

【PPT演示】为了大家能更直观的看出这种积累方式，我给大家演示一下镁型是怎么积累的

观看PPT，理解镁型积累方式

运用多媒体设备，使同学清楚地看出镁型积累方式
【提问】大家认真思考一下，这种积累方式，它的配位数是多少？
【板书】配位数：12

12

【PPT演示、讲解】下面我们来分析密置层与密置层积累的其次种方式，为了大家能清楚地看清这种积累方式，我把外围6个球的每一个空隙都给它标上号，假如其次层球对准1、3、5号空隙，那么第三层球就对准2、4、6号空隙，这种积累方式的典型代表金属就是铜，因此我们把这种积累方式称为铜型
【板书】
铜型：密置层+密置层

观看PPT，理解铜型积累方式

运用PPT演示，使抽象的东西变得形象、具体
【提问】大家思考一下，这种铜型积累，它的配位数是多少？
【板书】配位数：12

12

板块3：小 结本节课的主要内容

任务3.1比较四种金属晶体积累模型的异同

【归纳】这就是我们这节课讲的内容，主要讲了金属的四种积累方式，下面我给大家列了张表，大家结合这节课讲的和书上的资料卡片，归纳一下
积累模型
典型代表
配位数
空间利用率
晶胞
简洁立方

钾型

镁型

铜型

看书并填表

利用图表，加强对比、可以使同学全面、系统地把握本节课的主要内容

【总结】通过这节课，我们可以看出金属原子有不同的积累方式，金属原子的积累方式不同，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

使同学进一步明确“结构打算性质”这一科学理念
其次课时板书设计：　　　第三节　金属晶体

第3课时 习题课
第三节 金属晶体测试题
班级_________ 姓名_________ 座号_________
一、选择题 （每道题有1～2个答案，共50分）
1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身的性质有关的是金属的( )
A.导电性 B.导热性 C.密度 D.熔点
2.金属Mg中含有的结构粒子是( )
A.Mg原子 B.只有Mg2+ C.Mg原子和Mg2+ D.Mg2+与自由电子
3.下列叙述中，确定是金属元素的是( )
A.最外层只有一个电子 B.核外最外电子层有1-2个电子
C.在反应中很简洁失去电子 D.具有金属光泽的单质
4.下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是( )
A.导电、导热性 B.延展性 C.光亮而透亮 D.熔点都很高
5.下列说法中正确的是( )
A.金属氧化物确定是碱性氧化物 B.金属的导电性随温度的上升而增加
c.金属在反应中都表现还原性 D.金属对应的固态时形成金属晶体
6.与金属的导电性和导热性有关的是( )
A.原子半径大小 B.最外层电子数的多少 C.金属的活泼性 D.自由电子
7.下列说法中正确的是( )
A． 金属键的形成是由于金属离子与自由电子之间的相互作用
B． 金属晶体的熔沸点确定比原子晶体的低
C． 金属晶体中金属离子电荷数越多，离子半径越小，金属键就越弱
D． 金属晶体中金属键的强弱与金属原子和自由电子有关
8.下列金属的性质不能用“电子气理论”解释的是( )
A．导电导热性 B.不透亮，有金属光泽
C.延展性和可塑性 D.导体和半导体的区分
9.下列叙述错误的是( )
A.组成金属的粒子是原子
B.金属晶体内部都有自由电子
C.金属晶体内自由电子分布不均匀
D.同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体
10.可以用自由电子在与金属离子的碰撞中有能量传递来解释金属的物理性质的是( )
A.热的良导体 B.电的良导体 C.优良的延展性 D.有金属光泽，不透亮
二、填空题
11．在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可能按某种共性归属一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可能归属按六种类型的编号填入表内：
元素组
例外元素
其他元素所属类型编号
(1)S、N、Na、Mg

(2)P、Sb、Sn、As

(3)Rb、B、Te、Fe

归属类型：A 主族元素 B 过渡元素 C 同周期元素 D 同族元素
E 金属元素 F 非金属元素
12．填写下列表格
晶体类型
组成晶体的粒子
粒子间作用力
物理特性
分子晶体

原子晶体

金属晶体

13．A B两元素的最外层都只有一个电子。A的原子序数等于B的原子序数的11倍，A的离子的电子层结构与周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同；元素C与B易形成化合物B2C，该化合物常温下呈液态。则：
(1)A的原子结构示意图为 ____________在固态时属于______________晶体。
(2)C在固态时属于_________晶体.B与C形成化合物B2C的化学式____________电子式___________;它是由___________键形成的_________分子，在固态时属于___________晶体。
14．分在元素周期表中，元素的金属性和非金属性及其强弱比较与周期数(n)和主族数(A)有如下阅历公式：K=A/n(K为A与n的比值)则：
(1)当n确定时，K值越大，则元素的_________性越强。
(2)当A确定时，K值越小，则元素的_________性越强
(3)当K=0，则该元素系 ________元素(请选编号)
当K=1时，则该元素系_____________元素
当K<1时，则该元素系___________元素
当K>1时，则该元素系____________元素
a 两性 b 金属 c 非金属 d 稀有气体

答案及评分标准：
一、选择题（每题5分，多选题漏选的2.5分，有一个答案错的0分）
1.CD 2.D 3.C 4.CD 5.CD 6.D 7. AD 8.D 9.AC 10.A
二、填空题
11. （每空1分）(1)N C (2)Sn D (3)Pe A
12．（每空2分）分子晶体：分子 范德华力 硬度较小 熔、沸点较低
原子晶体：原于 共价键 硬度很大 熔、沸点高
金属晶体：金属阳离子和自由电子 金属键 硬度较大 熔、沸点相差较大