复习题教案设计（一等奖）

第三节 金属晶体教学设计

建昌高中 王洪俭

教材分析：

在《普通高中化学课程标准（实验）》中，涉及金属晶体的内容标准包括：

（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堆积模型；

（4）知道金属晶体与其它晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

关于金属键的涵义，教材上的说法有些模糊，不利于学生的理解，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正离子的相互作用，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。

在这四点中，第二点要求的程度是“解释”，显然比其余三点高，因此，第二点应该作为本节的教学重点之一，而教材除对延展性有较为详细的解释外，其它物理性质的解释都是一笔带过，所以教学过程中应作详细讲解。

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，所以也作为教学重点之一。教师的演示模型可将不同颜色的弹珠用胶水黏合制得，而学生实验所需的小球则可使用自行车中所用的那种轴承滚珠，也可提前要求学生自己准备，培养学生的创造力。

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知识进行比较、区分。也可以在讲新课之前先进行复习。另外一种处理方法则是等讲完离子晶体后再全面对四种晶体进行对比。以下教学设计将采用第一种方法，并将在本章复习中对四种晶体进行更全面的比较。

此外，教材中出现了“配位数”这个名词，这涉及到第二章第

二节中有关配位化合物的知识，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知识中也没有出现该名词，因此不宜作深入探讨，可简单解释为：配位数是指任意一个原子周围与之相接触的原子的数目。资料卡片中有两个内容，一个是“金属晶体的四种堆积模型对比”，另一个是“混合晶体”，前者在教学中可以引导学生进行阅读，后者理解起来较难，可视各所学校学生的具体情况灵活处理。以下教学设计将不涉及“混合晶体”的引导阅读。

基于以上分析，本节教学设计如下：

【教学目标】

（1）知道金属键的涵义；

（2）能用电子气理论解释金属的一些物理性质，如延展性、导电性、导热性等；

（3）能运用模型研究晶体的结构；

（4）知道金属晶体与分子晶体、原子晶体在结构微粒、微粒间作用力上的区别

【教学重点】

用金属键理论解释金属的物理性质，金属晶体的原子堆积模型

【教学难点】

电子气理论，镁型和铜型堆积模型

【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

【教学用时】

1课时

【教学过程】

教学过程

题引入

问题探索

教学活动

而没有分子，这些金属的晶体能否称为原子晶体

学习活动

环节一：问在金属单质中只有金属原子思考、判断、回答

金属的晶体并非原子晶体，怎回忆具有什么结构的原样从微观角度证明这个判子之间才能形成共价断？（提示：可从原子晶体的键，然后作出回答

中化学键的特点来分析）

归纳、讲解

在原子晶体中，所有原子通过回忆金属易失电子，难共价键结合，而金属原子由于以形成共用电子对的性最外层电子数较少，原子与原质

子之间不能形成共价键，所以不是原子晶体

讲述

讲解

在金属晶体中，原子之间通过

金属键相互结合

金属原子的电负性和电离能回忆电负性和电离能的都较小，在金属晶体中，大量知识，思考和体会“电最外层电子也即是价电子容子气理论”的实质

易脱离原子的束缚而变成自由电子，同时使原来的原子变成正离子，这些自由电子为各个原子所共用，自由电子与金属正离子的相互作用就是金属键。这些电子遍布整块晶体，就象气体遍布整个空间一样，所以该理论又被形象地称为“电子气理论”

问题探索

金属晶体与分子晶体和原子回忆、比较、讨论三种晶体相比较，其成键的微粒有晶体的异同

何异同？键的性质又有何异同？

问题解答

金属晶体和原子晶体的成键归纳、回答三种晶体的微粒都是原子，分子晶体的成结构特点和异同

键微粒是分子；金属晶体中的金属键是自由电子与金属正离子的相互作用，原子晶体中则是原子之间形成了共价键，而在分子晶体中，分子内部的原子通过共价键结合在一起，分子之间则是通过范德华力相结合

阅读、讨论

阅读电子气理论对金属延展性的解释，小组讨论如何解释导电性和导热性

归纳、总结

金属晶体中的自由电子在外小组归纳讨论的结果，加电场的作用下可以发生定由学生代表解释金属具向移动，从而使金属具有良好有良好导电性和导热性的导电性和导热性，但由于导的原因

热时自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞，导致了金属的导热能力下降，即是说，金属的热导率随温度的升高而下降

衔接、过渡

我们已经知道，不同的分子晶

体或原子晶体，其晶体结构不一定相同，例如石墨和金刚石都是由碳元素组成的，也都是原子晶体，但晶体结构并不相同，性质也同样有很大的差别，在金属晶体中，不同的晶体也有不同的结构，从而导致

晶体具有不同的性质

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

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。非密置层：行列对齐，四球一空，配位数一个是4，一个是6. 配位数为4。密置层：

行列交错，

三球一空，

配位数为6。

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：

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：

1．简单立方堆积（Po）：配位数：6，每个晶胞含有的原子数为1。

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。

【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

环节四：

金属晶体

微观粒子

堆积

（三维2）

【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？

【指导活动3】：

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展示

分组活动3 尝试搭建：

思考交流：

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。

结合实践和预习完成总结：

镁型——六方最密堆积

每个晶胞含有2个原子

，

配位数为：12 ，空间占有

率为：74%

铜型——面心立方: 每个晶胞含有2个原子

，配位数为：12 ，空间占有率为：74%

认真观察，动脑思考

，

构建面心立方的

模型

【小结】PPT展示

镁型——六方最密堆积

寻找晶胞，配位数，空间占有率

铜型——面心立方:

寻找晶胞，配位数，空间占有率

小结：

作业：

铜型堆积方式中的晶胞是面心立方，它是怎么截取的？

课后4题

板书设计：

§3.3金属晶体

一、金属键

1、自由电子与金属正离子的相互作用称为金属键

2、自由电子与金属物理性质的关系

二、金属晶体的原子堆积模型

简单立方堆积：

配位数：6 非密置层

钾型：

配位数：8

镁型：

配位数：12

密置层

铜型：

配位数：12

【教学反思】

1、构建以学生自主学习、合作探究的发展性教学模式遵循了新课程的基本理念，学生在教师的精心指导下,自主地去获取知识和探究知识，充分地发挥学生的主体作用。

2、激发学生学习积极性、创新意识和开发学生个性和潜能的学习过程，尊重学生主体地位，创建民主、平等、教学相长的合作型学习氛围，以促进学生主体性的充分发展。

3、尊重科学探究的过程，让学生像“小科学家”一样去发现问题、解决问题，并在探究的过程中获取知识、发展技能、培养能力特别是创造能力，同时受到科学方法、精神、价值观的教育，发展自己的个性。

4、充分利用网络资源，查询所需视频、图片、资料，丰富课堂容量，解决教学中微观世界粒子排列抽象性的困难。