复习题优质课一等奖

第3节

金属晶体

一、教学设计

在学习了分子晶体、原子晶体之后，本节介绍了有关金属晶体的知识，列举了金属晶体的几种基本堆积模型。教学时要注意引导学生比较金属晶体与分子晶体、原子晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异，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，并注意培养学生严谨求实的科学态度和分析问题、解决问题的能力。

教学重点：

1. 金属键的涵义；用“电子气理论”解释金属的一些物理性质；

2. 金属晶体的4种基本堆积模型。

教学难点：金属晶体的4种基本堆积模型。

具体教学建议：

1. 可以展示一些常见的金属，如铁、铜、铝、镁、锌等，引导学生总结出金属的通性（具有金属光泽、导电导热性、延展性等）。然后提出一系列驱动性问题，例如，为什么金属会有一些共同的性质？为什么金属的物理性质与分子晶体、原子晶体的性质有非常明显的区别？金属晶体的结构与分子晶体、原子晶体的结构有什么差异呢？等等。让学生深入思考，激发他们对金属结构的猜想。

2. 可以从金属原子结构的视角去认识金属键的本质。金属原子的价电子比较少，有易失去价电子的性质。在金属晶体中，每个金属原子都有机会失去价电子成为金属阳离子，每个阳离子都有机会结合价电子成为金属原子，这些价电子被许多原子或离子所共有，从而把所有的金属原子维系在一起。

3. 运用问题解决的教学策略，引导学生应用金属键理论解释金属的通性。如引导学生观察、分析教科书中的图320、图321，再用多媒体课件演示金属在导电、导热时金属晶体中粒子的运动情况，以及金属在受到外力时的变化情况。然后提出一些问题让学生讨论解决，例如：（1）构成金属晶体的粒子有哪些？（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？（3）金属在导热过程中粒子的运动情况如何？热量是通过什么方式传递的？（4）金属在受到外力时为什么不易断裂？其晶体结构是如何变化的？

通过分析、思考、讨论、质疑、评价，在不断发现问题和解决问题的过程中逐渐认识金属晶体结构与性质的关系，既把解决问题的结果升华为具体掌握的知识，又提高了学生分析问题、解决问题的能力。

4. 充分利用多媒体课件展示金属晶体的4种基本堆积模型，或让学生亲手制作金属晶体的4种基本堆积模型，引导学生自己总结出金属晶体的4种基本堆积模型的结构特点，并比较它们的配位数、原子的空间利用率、堆积方式和晶胞的区别。

教学方案参考

【方案Ⅰ】问题解决学习金属键

创设问题情景：（1）展示一些常见的金属；（2）师生共同总结金属的物理通性。

提出问题: 见具体教学建议1中的驱动性问题。

分析探究：（1）用多媒体课件展示金属晶体的电子气理论示意图；（2）引导学生从金属原子结构的特点认识金属键的本质。讨论：金属晶体中的原子是怎样结合在一起的？金属原子之间能否形成稳定的共价键或离子键？（3）引导学生应用金属键理论解释金属的物理通性；（4）鼓励学生大胆猜想，积极发表自己的意见。

总结归纳：在总结讨论的基础上，归纳金属键的本质。

反馈应用: 见具体教学建议3中的问题。

【方案Ⅱ】模型制作学习金属晶体的原子堆积模型

创设问题情景：用多媒体课件演示金属晶体的堆积方式。

提出问题：（1）金属原子在形成晶体时有几种堆积方式？（2）非密置层堆积与密置层堆积的方式有什么不同？（3）哪种堆积方式使一定体积内含有的原子数目最多？

模型制作：结合多媒体课件的演示及教科书中图322、323、324、325的图示，根据教科书中的“学与问”，动手制作金属原子在三维空间中的堆积情况。

评价总结：结合制作和讨论，引导学生自己总结出金属晶体的4种基本堆积模型的结构特点，了解它们堆积方式的区别；列表比较金属晶体的4种基本堆积模型的结构特点和区别（参考教科书中本节的资料卡片1）。

二、活动建议

【实践活动】

（1）取26个实物球体，按密置层方式排列，把7个球体粘在一起（做2个），称为B；把3个球体粘在一起（做4个）,称为A（其中一个称为C）。

（2）参照教科书中图325，把三层球体按ABA的方式堆积，把上层球体放入下层球体的凹穴中，这种堆积方式称为镁型；把三层球体按ABC 方式堆积，同样把上层球体放入下层球体的凹穴中，这种堆积方式称为铜型。

（3）镁型和铜型都是金属晶体的最紧密堆积，配位数均为12，空间利用率为74％。但所得晶胞的形式不同。镁型每个晶胞含有2个原子，铜型每个晶胞含有4个原子。

三、问题交流

【学与问1】

（1）取16个直径相等的球体（可用容易得到的一些代用品，如泥球、玻璃球或药丸等），在平面上排成一正方形，每排都有4个球体。在这种放置方式中，每个球体周围都有4个球体与其紧密接触，得到配位数为4的放置方式，称为非密置层放置。

（2）同样取16个球体，在平面上也排成4排，第二排球体排在第一排球体的间隙中，每排均照此方式排列。在这种放置方式中，每个球体周围都有6个球体与其紧密接触，得到配位数为6 的放置方式，称为密置层放置。

除上述两种紧密接触的放置方式外，没有第三种方式。

【学与问2】

（1）取8个直径相等的球体，每4个球体按非密置层放置并粘在一起；在三维空间里，把两层球体按球体在同一直线上堆积，形成一立方体，这种堆积称为简单立方堆积。每个晶胞含有1个原子。

（2）取12个直径相等的球体，每4个球体按非密置层放置并粘在一起，把上层球体放在下层球体形成的凹穴中，每层均照此方式堆积，这种堆积方式称为钾型。形成的晶胞也是一立方体，每个晶胞含有2个原子。

非密置层在三维空间里的紧密接触除上述两种方式外，没有第三种方式。