3.3金屬晶體的教學(xué)設計
3.3金屬晶體
教材分析:
《金屬晶體》選擇人教版選修3第三單元課題三,本單元主要介紹四種晶體的結構及其性質(zhì)。課題一《晶體與非晶體》中學(xué)習的晶體的辨別、晶體與晶胞的關(guān)系以及晶胞中原子數的計算,為下幾個(gè)課題的學(xué)習打下了基礎,課題二《分子晶體與原子晶體》的學(xué)習,有利于學(xué)生初步形成一定的空間思維能力,通過(guò)分子晶體與原子晶體中對結構決定性質(zhì)的講解,有利于學(xué)生探究金屬晶體的教學(xué)思路,本節學(xué)習也為下個(gè)課題《離子晶體》的學(xué)習起到一定的鋪墊作用。
學(xué)情分析:
學(xué)生在初三下已經(jīng)學(xué)了金屬的通性(物性),了解了合金的一些特點(diǎn)。高中必修1、必修2都有關(guān)于金屬的學(xué)習,對金屬原子結構以及金屬的化學(xué)性質(zhì)也相當熟悉,加之日常生活中經(jīng)常與金屬接觸,對金屬應是相當了解,此外高二學(xué)生已具備一定的微粒觀(guān),這都有利于本課題的學(xué)習。但這階段的學(xué)生的抽象化思維能力相對較弱,這也是本節課的難點(diǎn)之一。
教學(xué)目標、知識與技能:
了解“電子氣”理論,能用電子氣理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)。通過(guò)電子氣理論的學(xué)習,了解合金性能有別與純金屬的本質(zhì)原因。了解原子化熱,知道影響金屬鍵強弱的因素。通過(guò)動(dòng)手操作以及圖片展示、教師講解,了解金屬晶體的四種堆積模型。
過(guò)程與方法:
通過(guò)電子氣理論的學(xué)習,學(xué)會(huì )從化學(xué)獨特的視角“微觀(guān)”去探究物質(zhì)結構。通過(guò)對微粒特點(diǎn)的復習,加強“微粒觀(guān)”通過(guò)金屬晶體四種堆積模型的學(xué)習以及空間利用率的講解,提升動(dòng)手能力、空間想象能力與計算能力。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān):
通過(guò)電子氣理論解釋合金與純金屬性質(zhì)的差異,感知化學(xué)學(xué)習在生產(chǎn)生活中的應用。通過(guò)小組合作搭建金屬晶體模型,體會(huì )合作樂(lè )趣,感知眾人力量的強大。
教學(xué)重點(diǎn):
電子氣理論、金屬原子堆積模型
教學(xué)難點(diǎn):
微粒觀(guān)、抽象思維
教學(xué)環(huán)節 | 教師活動(dòng) | 學(xué)生活動(dòng) | 教學(xué)設計意圖及教具 |
引入環(huán)節 | 1.前面我們學(xué)習了分子晶體與原子晶體,知道分子晶體熔點(diǎn)低、硬度小主要是因為分子晶體中分子間作用力小所致,而原子晶體熔點(diǎn)高、硬度大主要因為原子間通過(guò)共價(jià)鍵連接所致?梢(jiàn)物質(zhì)的'結構對其表現出來(lái)的 起著(zhù)決定性作用。今天我們來(lái)學(xué)習金屬晶體,對于金屬,同學(xué)們應該很熟悉,從初三化學(xué)到高中我們的必修1、必修2我們都有學(xué)過(guò)金屬的有關(guān)知識,那么,關(guān)于金屬的一些通性,你還記得多少? 2.同學(xué)們答的很全,那么你們是否了解金屬為什么會(huì )有這些通性呢?或者通過(guò)前面分子、原子晶體的學(xué)習,你能否知道應從哪個(gè)方面去探究金屬共性的原因? | 1.1聆聽(tīng) 1.2思考 2.1金屬光澤、導電性、導熱性、延展性、、、、、 2.2金屬結構 | 由復習上課內容自然引出本節內容 |
課堂展開(kāi) | 1.我們已經(jīng)知道金屬是由原子構成的,我們也可以猜想出這些原子應該通過(guò)某種力相聚集,使金屬晶體能量達到最低,那么這種力可以是由共價(jià)鍵提供的嗎?(提示:從金屬的原子結構角度思考、共價(jià)鍵特性) 2.現在我們知道金屬中原子間作用力不是共價(jià)鍵提供的但通過(guò)前面的學(xué)習,我們也確定這些原子間必定存在某種力使其聚集,我們不妨把其稱(chēng)為“金屬鍵”,那么形成金屬鍵的作用粒子是哪些呢?同學(xué)們不妨從金屬的原子結構角度思考。 3.通過(guò)分析金屬的原子結構我們知道,金屬最外層電子數少,很易脫落,脫落電子后的原子便形成金屬陽(yáng)離子,那么請問(wèn)各位同學(xué),電子有方向嗎?與原子相比,電子個(gè)頭大?電子是靜止還是運動(dòng)的? 4.因為電子與原子相比,電子很小并且電子是運動(dòng)的,我們可以認為某些原子脫落下來(lái)的電子因運動(dòng)遍布整個(gè)金屬晶體,為所以原子所共用,從而把所有的金屬原子維系在一起,我們把這個(gè)理論叫“電子氣”理論。(描述金屬鍵本質(zhì)的簡(jiǎn)單理論) 5.通過(guò)剛剛我們對電子性質(zhì)的一些探討,你能猜想出金屬鍵是否像共價(jià)鍵一樣有飽和性與方向性?說(shuō)出理由。 6.我們已經(jīng)知道金屬晶體間存在金屬鍵,那么,你能否運用電子氣理論解釋金屬的某些物性呢? (1)導電性? (2)導熱性? (3)延展性? (4)金屬光澤? 7.通過(guò)電子氣理論的學(xué)習,我們已經(jīng)可以解釋金屬的一些物性,同樣,由這一理論我們也可以大致解釋合金與純金屬性質(zhì)的差異,請同學(xué)們自行閱讀資料卡片。 8.我們知道金屬的許多性質(zhì)與金屬鍵強弱有關(guān),那么有哪些因素影響金屬鍵強弱呢?觀(guān)察對比表格,總結影響金屬鍵的因素。 9.一般而言,金屬鍵越強,金屬晶體的熔點(diǎn)越大。但影響金屬熔點(diǎn)的因素除了金屬鍵強弱外,還有金屬晶體中原子堆積模型。下面我們一起來(lái)學(xué)習金屬晶體的原子堆積模型。在空間構建金屬堆積模型前,我們先探討金屬的平面模型有幾種。我們假設金屬晶體中的原子是直徑相等的球體,同學(xué)們試試看,你能堆出幾種? 10.講解密置層與非密置層,配位數。 11.金屬晶體的平面結構我們已經(jīng)知道了,只要把平面加以堆積,便是空間構型,小組合作動(dòng)手試試看,哪個(gè)小組的方案最多。 12.同學(xué)們想出的方法挺全,我們先從最簡(jiǎn)單的堆積來(lái)分析這種堆積的特點(diǎn)。(模型名稱(chēng)、配位數、空間利用率、代表物、晶胞圖像) 13.簡(jiǎn)單介紹混合晶體(石墨) | 1.1不可以,金屬最外層電子數少,無(wú)法形成共用電子對。有的金屬熔點(diǎn)低,不符合共價(jià)鍵特性。 2.1電子 2.2金屬陽(yáng)離子 3.1電子無(wú)方向 3.2電子比原子小的多 3.3電子是運動(dòng)的 4.1聆聽(tīng) 5.1思考 5.2無(wú)飽和性、方向性。電子無(wú)方向且不同金屬脫落電子數不同,電子無(wú)飽和性。 6.1思考 6.2討論 6.3回答 7.1閱讀 8.1思考 9.1思考 9.2原子半徑、電子數、原子化熱 9.3動(dòng)手操作 10.1聆聽(tīng) 11.1動(dòng)手操作 11.2小組合作 12.1聆聽(tīng) 13.1思考 | 1.復習共價(jià)鍵特性、金屬的原子結構引出金屬鍵。 2.引導學(xué)生從“微粒觀(guān)”理解電子氣理論 3.Ppt 4.引導學(xué)生從微粒本身具有能量,微粒間存在相互作用力等“微粒觀(guān)”進(jìn)行思考。 5.Ppt 6.資料卡片“合金性質(zhì)與結構” 7.Ppt表格 8.(簡(jiǎn)單講解原子化熱) 9.Ppt圖片 10.動(dòng)手操作與圖片結合,給予學(xué)生觸覺(jué)與視覺(jué)感受,調動(dòng)學(xué)習積極性。 11.結合圖片進(jìn)行講解 |
小結 | 總結四種基本堆積模型 | 思考 | 表格填寫(xiě) |
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