3.3金屬晶體教材分析1．課標中的內容（1）知道金屬鍵的涵義；（2）能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質（良好的導電性、導熱性和延展性）；（3）能列舉金屬晶體的基本積累模型；（4）知道金屬晶體與其它晶體的結構微粒、微粒間作用力的區分。2．教材中的內容本節課是人教版化學選修3第三章第三節的教學內容，是在其次章《分子結構與性質》、第三章第一節《晶體的常識》和其次節《分子晶體與原子晶體》基礎上生疏金屬晶體。本節教學內容包含的學問點主要有金屬的內部結構、共同性質和特點、金屬晶體結構與金屬性質的關系以及金屬晶體的四種原子積累模型等，需要3個課時完成。第1課時主要探究金屬的內部結構、共同性質和特點、金屬晶體結構與金屬性質的關系。第2課時主要探究金屬晶體的四種基本積累模型以及金屬晶體與其它晶體的結構微粒、微粒間作用力的區分。第3課時為習題課，對本節所學內容進行習題的練習與講解。二、教學對象分析1．學問技能方面：同學在本章第一節已經學習了晶體的基本性質、晶體的特點與內部質點排列的關系等，具有確定的基本理論學問和技能學問。2．學習方法方面：上一節爭辯過分子晶體和原子晶體的結構和性質，已初步有了“結構打算性質”的思維理念，具有確定的學習方法基礎。三、設計思想總的思路是從同學們身邊的實物入手，充分利用直觀教學手段，掛念同學正確理解金屬晶體的概念，留意新舊學問和相關學科之間的聯系，留意引導同學比較金屬晶體與分子晶體、原子晶體在晶體結構上的區分和性質上的差異，從晶體結構的微觀視角去解釋物質的物理性質，感受科學的魅力，并留意培育同學嚴謹求實的科學態度和分析問題、解決問題的力氣。依據新課標的要求，在教學過程中可以以小組爭辯探究法代替直接講授，以同學為主體，讓同學猜想，讓同學解說答辯，讓同學總結得出結論,體現了新課程中“自主、合作、探究”的理念。教會同學學習方法，強化對比手段，使同學把握類比的方法，提高同學的分析問題和解決問題力氣，使同學在推理的過程中把握學問。四、教學目標1．學問與技能：（1）了解金屬的性質和形成緣由；（2）把握金屬鍵的本質——“電子氣理論”；（3）能用電子氣理論和金屬晶體的有關學問解釋金屬的性質；（4）能列舉金屬晶體的4種基本積累模型。2、過程與方法：（1）通過對金屬單質的物理性質異同點的比較與分析，培育同學運用理論解釋實際問題的力氣；（2）通過對金屬晶體基本積累模型的學習與爭辯，培育同學觀看力氣，空間想像力氣等。3、情感態度與價值觀：（1）通過對金屬鍵、金屬晶體學習與生疏，激發同學探究生疏微觀世界的愛好；（2）通過對金屬單質物理性質的學習，進一步堅決“結構打算性質”這一爭辯物質性質的科學理念，形成正確的科學爭辯方法與科學態度。五、教學重點與教學難點1.教學重點：用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質金屬晶體的4種基本積累模型2.教學難點：電子氣理論金屬晶體的4種基本積累模型關于金屬鍵的涵義，教材上的說法有些模糊，不利于同學的理解，教學中應點明金屬鍵是脫落下來的自由電子跟形成的金屬陽離子的相互作用，而所謂的“電子氣”，不過是一種比較形象的說法，指的是脫落下來的電子好像氣體一樣遍布整塊晶體。課標這四點中，其次點要求的程度是“解釋”，明顯比其余三點高，因此，其次點應當作為本節的教學重點之一，而教材除對延展性有較為具體的解釋外，其它物理性質的解釋都是一筆帶過，所以教學過程中應作具體講解。第三點的要求雖然較低，但在前面分子晶體和原子晶體的學習中，《課程標準》里要求同學學會運用模型來爭辯結構問題，因此本節教學中可以利用講解該部分學問的機會連續培育同學運用模型爭辯結構問題的力氣，所以也作為教學重點之一。老師的演示模型可將不同顏色的彈珠用膠水黏合制得，而同學試驗所需的小球則可使用自行車中所用的那種軸承滾珠，也可提前要求同學自己預備，培育同學的制造力。第四點的教學則可以在講解完金屬鍵的本質后，與分子晶體和原子晶體的相關學問進行比較、區分，也可以在講新課之前先進行。此外，教材中毀滅了“配位數”這個名詞，這涉及到其次章其次節中有關配位化合物的學問，但配位數的涵義在《課程標準》中并無要求，而且在配位化合物這部分的學問中也沒有毀滅該名詞，因此不宜作深化探討，可簡潔解釋為：配位數是指任意一個原子四周與之相接觸的原子的數目。資料卡片中有兩個內容，六、教學設計第一課時教學設計：教學過程教學環節老師活動同學活動設計意圖板塊1：從生活走向化學任務1.1：歸納金屬的物理性質任務1.2：分析金屬具有共同物理性質的緣由——“電子氣理論”任務1.3：生疏金屬鍵的本質板塊2：分析金屬晶體結構與金屬晶體性質之間的關系任務2.1：分析金屬晶體結構與金屬晶體導電性的關系任務2.2：分析金屬晶體結構與金屬導熱性的關系任務2.3：分析金屬晶體結構與金屬延展性的關系【引入】呈現金屬實物：金屬導線（銅或鋁）、鐵絲、鍍銅金屬片、鎂帶、鋁片等，并將鐵絲任憑彎曲，引導同學觀看，學會從生活走向化學世界。認真觀看從同學身邊生疏的實物入手，激發學習化學的愛好【引導】引導同學歸納金屬有哪些共同的物理性質（如具有金屬光澤、導電導熱性、延展性等）分組爭辯然后請一位同學歸納，其他同學補充【進一步提問】前面我們知道分子晶體和原子晶體有著不同的物理性質特點，且分別由它們的晶體結構所打算，那金屬為什么有這些共同的物理性質呢？由金屬類似的結構所打算從“結構打算性質”這一科學理念啟發同學【引導同學分析】金屬有怎樣類似的結構？（多媒體呈現金屬晶體的結構示意圖）結合多媒體和教材結構示意圖，分組爭辯通過多媒體更好地觀看微觀的結構【分析歸納】金屬中由于金屬原子的外層電子比較少，金屬原子簡潔失去外層電子變成金屬離子，在金屬內部結構中，實際上按確定規律緊密積累的是帶正電荷的金屬陽離子。各小組發表爭辯后的看法由小組爭辯分析并發表看法能更深刻地理解金屬晶體的結構，同時培育同學空間想象力氣和分析解決問題力氣【設問】同是帶正電荷的金屬陽離子本應相互排斥，為何還可以緊密地積累在一起呢？電子到哪里去了呢？思考【講解】帶負電的電子在金屬陽離子之間自由運動。在金屬晶體里，自由電子不專屬于某幾個特定的金屬離子，它們幾乎均勻地分布在整個晶體中并被很多金屬離子所共有——“電子氣理論”結合金屬的結構思考回答：要使帶正電荷的金屬陽離子按確定規律緊密積累，除非金屬原子釋出的電子在各金屬離子間自由地運動，這樣依靠金屬陽離子與帶負電荷的自由電子之間猛烈的相互作用使金屬離子緊密地積累在一起【設問】構成金屬晶體的粒子有哪些？金屬晶體由金屬離子和自由電子構成分清構成的微粒【講解】金屬離子和自由電子之間的較強作用力就是金屬鍵金屬鍵強弱推斷:陽離子所帶電荷多、半徑小－金屬鍵強，熔沸點高。理解了解金屬鍵的涵義及強弱推斷【過渡設疑】金屬晶體的結構與其性質有哪些內在聯系呢？結合預習狀況思考從結構打算性質這一理念啟發同學【提出問題】1．金屬晶體結構與金屬導電性的關系①金屬為什么易導電？②金屬導電與電解質在熔融狀態下導電、電解質溶液導電有什么不同？2．金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系金屬為什么易導熱？①金屬晶體導熱過程中粒子運動狀況如何？②這些粒子通過什么方式傳遞熱量？③熱量傳遞方向及最終整個金屬晶體溫度凹凸狀況怎樣？3．金屬晶體結構與金屬的延展性的關系金屬為什么有延展性？金屬鍵在金屬延展過程中是否發生斷裂？培育同學的協作精神和分析問題、解決問題和信息整理的力氣【解說、探究】隨機選其中一組派同學代表解說問題一：金屬晶體結構與金屬導電性的關系。鼓舞該小組基本能夠解釋金屬簡潔導電的緣由，但能否再具體點呢？確定同學回答的很好，思維很嚴密。【同學代表一】依據自己小組所搜集查閱到的資料并結合小組爭辯狀況，匯報自己小組的爭辯結果把講臺讓給同學，讓同學經過小組爭辯和查閱的資料之后，對其結果進行解說和答辯，以培育同學的協作精神和表達、應變力氣。【老師綜合歸納分析】（1）在金屬晶體中，存在著很多自由電子，這些自由電子的運動是沒有確定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向運動，因而形成電流，所以金屬簡潔導電。（2）電解質在熔融狀態下導電、電解質溶液的導電粒子是自由移動的離子，而金屬晶體的導電粒子是自由電子【解說、探究】隨機點另外一組派同學代表解說問題二：金屬晶體結構與金屬的導熱性的關系。評價反應很快。回答得很正確，能解釋出金屬簡潔導熱的真正緣由。【同學代表二】依據自己小組所搜集查閱到的資料并結合小組爭辯狀況，匯報自己小組的爭辯結果讓同學經過小組爭辯和查閱的資料之后，對其結果進行解說和答辯，以培育同學的協作精神和表達、應變力氣。【老師歸納分析】自由電子在運動時經常與金屬離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳給金屬離子。【解說、探究】再選一組派同學代表解說問題三：金屬晶體結構與金屬的延展性的關系【同學代表三】依據自己小組所搜集查閱到的資料并結合小組爭辯狀況，匯報自己小組的爭辯結果讓同學經過小組爭辯和查閱的資料之后，對其結果進行解說和答辯，以培育同學的協作精神和表達、應變力氣。【老師結合多媒體和教材圖3－21綜合歸納分析】原子晶體受外力作用時，原子間的位移必定導致共價鍵的斷裂，因而難以鍛壓成型，無延展性，而金屬晶體中由于金屬離子與自由電子間的相互作用沒有方向性，各原子層之間發生相對滑動以后，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發生形變也不易斷裂。（邊敘述邊演示多媒體）板塊3：小結本節課的學問內容任務3.1：歸納金屬晶體結構與金屬晶體性質的關系任務3.2：將分子晶體、原子晶體和金屬晶體進行比較【總結】金屬晶體的結構與性質的關系導電性導熱性延展性金屬離子和自由電子自由電子在外加電場作用下作定向移動自由電子與金屬離子碰撞傳遞熱量晶體中各原子層發生相對滑動仍保持相互作用2.把剛學過的分子晶體、原子晶體和金屬晶體進行比較作用分子晶體原子晶體金屬晶體構成的粒子分子原子金屬離子和自由電子作用力范德華力共價鍵金屬鍵硬度較小很大較大熔沸點低很高差別較大導電性熔融態不導電不導電良好（列表小結，讓同學填寫）列表小結讓同學更好地把握金屬晶體的結構與性質的關系通過對比，同學能更清楚地生疏金屬晶體【布置作業】第一課時板書設計：第三節金屬晶體一、金屬共同的物理性質簡潔導電、導熱、有延展性、有金屬光澤等二、金屬晶體結構1.金屬晶體：通過金屬離子與自由電子之間的較強作用形成的單質晶體2.組成粒子：金屬陽離子和自由電子3.作用力：金屬離子自由電子之間的較強作用——金屬鍵4.金屬鍵強弱推斷:陽離子所帶電荷多、半徑小——金屬鍵強，熔沸點高5.金屬鍵的本質——“電子氣理論”三、金屬晶體的結構與金屬性質的內在聯系其次課時教學設計：教學過程教學環節老師活動同學活動設計意圖板塊1：金屬原子在二維平面內的排列狀況任務1.1金屬原子在二維平面內的非密置層排列的特征任務1.2金屬原子在二維平面內的密置層排列特征【提問】分子晶體、原子晶體、金屬晶體的排列都比較有序，那分別是什么作用力使他們有序排列呢？分子晶體中，分子間的范德華力使分子有序排列；原子晶體中，原子之間的共價鍵使原子有序排列；金屬晶體中，金屬鍵使金屬原子有序排列。通過復習以前學過的學問引發同學思考金屬原子的空間排列問題【敘述】既然金屬晶體中是金屬鍵使金屬原子有序排列，那么，今日，我們就一起爭辯一下有關金屬原子的空間排列問題。【板書】第三節金屬晶體【組織活動】現在每個小組桌上有16個大小相同的玻璃小球，下面大家利用這16個大小相同的玻璃小球，有序地排列在水平桌面上（二維平面上），要求小球之間緊密接觸，有幾種可能的排列方式？爭辯每一種方式的配位數。最終每個小組選代表匯報一下你們組的爭辯狀況。配位數是指任意一個原子四周與之相接觸的原子的數目。同學分組活動，有序排列20個大小相同的玻璃小球同學自己動手操作，培育他們動手操作力氣【組織爭辯】大家都已經排列的差不多了，現在大家把自己組的排列狀況拿到臺上來跟大家溝通一下。我們組的排列結果有以下兩種方式，一種方式配位數是4另一種方式配位數是6配位數是4配位數是6【提問】其他組還有沒有不同的排列方法和配位數？沒有【講解】金屬原子的平面積累有兩種方式，兩種方式的特征：a．行列對齊，四球一空的是非密置排列。b，行列相錯，三球一空的是密置排列。有兩種不同類型的空隙。非密置排列和密置排列，其配位數分別是4和6，所謂配位數，是指任意一個原子四周與之相接觸的原子的數目（呈現課前用玻璃小球制作的模型，掛念說明配位數的意思）。【板書】1金屬晶體的原子積累模型非密置層密置層同學認真聽講形象直觀的向同學講清楚兩種配位狀況，通過爭辯同學更簡潔理解密置排列和非密置排列，從而為后面的學習打下基礎。板塊2：金屬原子在三維空間排列的狀況任務2.1簡潔立方積累排列方式的特征任務2.2鉀型積累排列方式的特征任務2.3鎂型積累排列方式的特征任務2.4銅型積累排列方式的特征【提問】金屬原子在二維平面內有兩種排列方式，非密置排列和密置排列，那么大家運用數學學問猜想一下，這兩種非密置排列和密置排列的金屬原子在三維空間內排列可能有幾種排列方式？同學思考老師所提出的問題，分析可能有的排列方式。將數學學問應用到化學教學中，培育同學的學科間學問應用力氣【組織活動】下面大家先做一下非密置層與非密置層的排列有幾種狀況，由于小球數量有限，大家可以兩個組合作一下，一起動手做、一起爭辯同學動手操作同學親自動手實踐，理解更全面，印象更深刻【組織爭辯】非密置層排列的金屬原子，在空間方向上緊密積累的可能積累方式有幾種？請同學來說一下你們組的爭辯狀況非密置層在空間上有兩種積累方式。一種是另一種是【提問】還有沒有其他的積累方法？沒有【講解】好，我們先來看非密置層的第一種積累方式，第一種方式：相鄰層原子在同一條直線上的積累方式，我們把這種積累方式叫做簡潔立方積累。這種積累方式空間利用率較低，只有金屬釙接受這種積累方式。【板書】簡潔立方積累：非密置層+非密置層理解開放講解，加深同學對這部分學問的理解【PPT演示】為了大家能更直觀的看出這種積累方式，我們把多余的原子給它抽掉，大家在下面動手做，做完看一下與老師的是否一樣動手操作，抽去多余的玻璃球，觀看PPT同學自己動手操作，可以使其清楚地看出簡潔立方積累的模型【提問】大家再思考一下，接受這種積累方式，它的配位數是多少？晶胞中含幾個金屬原子？【板書】配位數：6含1個金屬原子配位數是6，含1個金屬原子【講解】下面我們來分析一下非密置層與非密置層的其次種積累方式，這種積累方式：相鄰原子層，上層原子填入下層原子的凹穴中。這種積累方式比第一種空間利用率要高，這種積累方式叫做體心立方積累。有很多金屬是這種積累方式，如堿金屬，因此又稱為鉀型。【板書】鉀型（體心立方積累）非密置層+非密置層同學理解將學問點分解，講清楚學問的來龍去脈。【PPT演示】同樣為了大家能更直觀的看出這種積累方式，我們把多余的原子給它抽掉，大家在下面動手做，做完看一下與老師的是否一樣動手操作，抽去多余的玻璃球，觀看PPT同學自己動手操作，可以使其清楚地看出體心立方積累的模型【提問】鉀型積累也就是體心立方積累，它的配位數是多少？晶胞中含幾個金屬原子【板書】配位數：8含2個金屬原子配位數是8，含2個金屬原子【組織活動】非密置層的積累狀況我們已經爭辯完了，下面大家動手把密置層的原子依據鉀型積累方式積累三層看看有幾種積累狀況動手操作密置層積累狀況【組織爭辯】現在每個小組都已經積累完了，下面找個代表說一說你們組的積累狀況我們組得到了兩種狀況，一種是1123456另一種是1123456【提問】大家認真看一下這兩種積累模型，看一下有沒有不同意見？沒有【講解】既然沒有不同意見，我們先來看第一種積累模型,這種積累模型是將第三層的球對準第一層的球，于是每兩層的球形成一個周期，即ABAB……積累方式，這種積累方式的典型金屬是鎂，因此稱為鎂型【板書】鎂型：密置層+密置層理解【PPT演示】為了大家能更直觀的看出這種積累方式，我給大家演示一下鎂型是怎么積累的觀看PPT，理解鎂型積累方式運用多媒體設備，使同學清楚地看出鎂型積累方式【提問】大家認真思考一下，這種積累方式，它的配位數是多少？【板書】配位數：1212【PPT演示、講解】下面我們來分析密置層與密置層積累的其次種方式，為了大家能清楚地看清這種積累方式，我把外圍6個球的每一個空隙都給它標上號，假如其次層球對準1、3、5號空隙，那么第三層球就對準2、4、6號空隙，這種積累方式的典型代表金屬就是銅，因此我們把這種積累方式稱為銅型【板書】銅型：密置層+密置層觀看PPT，理解銅型積累方式運用PPT演示，使抽象的東西變得形象、具體【提問】大家思考一下，這種銅型積累，它的配位數是多少？【板書】配位數：1212板塊3：小結本節課的主要內容任務3.1比較四種金屬晶體積累模型的異同【歸納】這就是我們這節課講的內容，主要講了金屬的四種積累方式，下面我給大家列了張表，大家結合這節課講的和書上的資料卡片，歸納一下積累模型典型代表配位數空間利用率晶胞簡潔立方鉀型鎂型銅型看書并填表利用圖表，加強對比、可以使同學全面、系統地把握本節課的主要內容【總結】通過這節課，我們可以看出金屬原子有不同的積累方式，金屬原子的積累方式不同，最終將影響金屬晶體的結構和性質。例如原子半徑、熔沸點等使同學進一步明確“結構打算性質”這一科學理念其次課時板書設計：第三節金屬晶體第3課時習題課第三節金屬晶體測試題班級_________姓名_________座號_________一、選擇題（每道題有1～2個答案，共50分）1.不僅與金屬的晶體結構有關，而且與金屬原子本身的性質有關的是金屬的()A.導電性B.導熱性C.密度D.熔點2.金屬Mg中含有的結構粒子是()A.Mg原子B.只有Mg2+C.Mg原子和Mg2+D.Mg2+與自由電子3.下列敘述中，確定是金屬元素的是()A.最外層只有一個電子B.核外最外電子層有1-2個電子C.在反應中很簡潔失去電子D.具有金屬光澤的單質4.下列敘述的各項性質中，不屬于金屬的通性的是()A.導電、導熱性B.延展性C.光亮而透亮D.熔點都很高5.下列說法中正確的是()A.金屬氧化物確定是堿性氧化物B.金屬的導電性隨溫度的上升而增加c.金屬在反應中都表現還原性D.金屬對應的固態時形成金屬晶體6.與金屬的導電性和導熱性有關的是()A.原子半徑大小B.最外層電子數的多少C.金屬的活潑性D.自由電子7.下列說法中正確的是()金屬鍵的形成是由于金屬離子與自由電子之間的相互作用金屬晶體的熔沸點確定比原子晶體的低金屬晶體中金屬離子電荷數越多，離子半徑越小，金屬鍵就越弱金屬晶體中金屬鍵的強弱與金屬原子和自由電子有關8.下列金屬的性質不能用“電子氣理論”解釋的是()A．導電導熱性B.不透亮，有金屬光澤C.延展性和可塑性D.導體和半導體的區分9.下列敘述錯誤的是()A.組成金屬的粒子是原子B.金屬晶體內部都有自由電子C.金屬晶體內自由電子分布不均勻D.同一類晶體間熔點(或沸點)相差最大的是金屬晶體10.可以用自由電子在與金屬離子的碰撞中有能量傳遞來解釋金屬的物理性質的是()A.熱的良導體B.電的良導體C.優良的延展性D.有金屬光澤，不透亮二、填空題11．在下列各元素組中，除一種元素外，其余都可能按某種共性歸屬一類，請選出各組的例外元素，并將該組其他元素的可能歸屬按六種類型的編號填入表內：元素組例