3.3金屬晶體的教學(xué)設(shè)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(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。課題一《晶體與非晶體》中學(xué)習(xí)的晶體的辨別、晶體與晶胞的關(guān)系以及晶胞中原子數(shù)的計算,為下幾個課題的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ),課題二《分子晶體與原子晶體》的學(xué)習(xí),有利于學(xué)生初步形成一定的空間思維能力,通過分子晶體與原子晶體中對結(jié)構(gòu)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(jié)學(xué)習(xí)也為下個課題《離子晶體》的學(xué)習(xí)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。高中必修1、必修2都有關(guān)于金屬的學(xué)習(xí),對金屬原子結(jié)構(gòu)以及金屬的化學(xué)性質(zhì)也相當(dāng)熟悉,加之日常生活中經(jīng)常與金屬接觸,對金屬應(yīng)是相當(dāng)了解,此外高二學(xué)生已具備一定的微粒觀,這都有利于本課題的學(xué)習(xí)。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(jié)課的難點之一。
教學(xué)目標(biāo)、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)。通過電子氣理論的學(xué)習(xí),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。通過動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。
過程與方法:
通過電子氣理論的學(xué)習(xí),學(xué)會從化學(xué)獨特的視角“微觀”去探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過對微粒特點的復(fù)習(xí),加強“微粒觀”通過金屬晶體四種堆積模型的學(xué)習(xí)以及空間利用率的講解,提升動手能力、空間想象能力與計算能力。
情感、態(tài)度、價值觀:
通過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(xí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。通過小組合作搭建金屬晶體模型,體會合作樂趣,感知眾人力量的強大。
教學(xué)重點:
電子氣理論、金屬原子堆積模型
教學(xué)難點:
微粒觀、抽象思維
教學(xué)環(huán)節(jié) | 教師活動 | 學(xué)生活動 | 教學(xué)設(shè)計意圖及教具 |
引入環(huán)節(jié) | 1.前面我們學(xué)習(xí)了分子晶體與原子晶體,知道分子晶體熔點低、硬度小主要是因為分子晶體中分子間作用力小所致,而原子晶體熔點高、硬度大主要因為原子間通過共價鍵連接所致。可見物質(zhì)的'結(jié)構(gòu)對其表現(xiàn)出來的 起著決定性作用。今天我們來學(xué)習(xí)金屬晶體,對于金屬,同學(xué)們應(yīng)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有這些通性呢?或者通過前面分子、原子晶體的學(xué)習(xí),你能否知道應(yīng)從哪個方面去探究金屬共性的原因? | 1.1聆聽 1.2思考 2.1金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、、、、、 2.2金屬結(jié)構(gòu) | 由復(fù)習(xí)上課內(nèi)容自然引出本節(jié)內(nèi)容 |
課堂展開 | 1.我們已經(jīng)知道金屬是由原子構(gòu)成的,我們也可以猜想出這些原子應(yīng)該通過某種力相聚集,使金屬晶體能量達(dá)到最低,那么這種力可以是由共價鍵提供的嗎?(提示:從金屬的原子結(jié)構(gòu)角度思考、共價鍵特性) 2.現(xiàn)在我們知道金屬中原子間作用力不是共價鍵提供的但通過前面的學(xué)習(xí),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(jié)構(gòu)角度思考。 3.通過分析金屬的原子結(jié)構(gòu)我們知道,金屬最外層電子數(shù)少,很易脫落,脫落電子后的原子便形成金屬陽離子,那么請問各位同學(xué),電子有方向嗎?與原子相比,電子個頭大小?電子是靜止還是運動的? 4.因為電子與原子相比,電子很小并且電子是運動的,我們可以認(rèn)為某些原子脫落下來的電子因運動遍布整個金屬晶體,為所以原子所共用,從而把所有的金屬原子維系在一起,我們把這個理論叫“電子氣”理論。(描述金屬鍵本質(zhì)的簡單理論) 5.通過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鍵一樣有飽和性與方向性?說出理由。 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(dǎo)電性? (2)導(dǎo)熱性? (3)延展性? (4)金屬光澤? 7.通過電子氣理論的學(xué)習(xí),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?觀察對比表格,總結(jié)影響金屬鍵的因素。 9.一般而言,金屬鍵越強,金屬晶體的熔點越大。但影響金屬熔點的因素除了金屬鍵強弱外,還有金屬晶體中原子堆積模型。下面我們一起來學(xué)習(xí)金屬晶體的原子堆積模型。在空間構(gòu)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(shè)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(shù)。 11.金屬晶體的平面結(jié)構(gòu)我們已經(jīng)知道了,只要把平面加以堆積,便是空間構(gòu)型,小組合作動手試試看,哪個小組的方案最多。 12.同學(xué)們想出的方法挺全,我們先從最簡單的堆積來分析這種堆積的特點。(模型名稱、配位數(shù)、空間利用率、代表物、晶胞圖像) 13.簡單介紹混合晶體(石墨) | 1.1不可以,金屬最外層電子數(shù)少,無法形成共用電子對。有的金屬熔點低,不符合共價鍵特性。 2.1電子 2.2金屬陽離子 3.1電子無方向 3.2電子比原子小的多 3.3電子是運動的 4.1聆聽 5.1思考 5.2無飽和性、方向性。電子無方向且不同金屬脫落電子數(shù)不同,電子無飽和性。 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(shù)、原子化熱 9.3動手操作 10.1聆聽 11.1動手操作 11.2小組合作 12.1聆聽 13.1思考 | 1.復(fù)習(xí)共價鍵特性、金屬的原子結(jié)構(gòu)引出金屬鍵。 2.引導(dǎo)學(xué)生從“微粒觀”理解電子氣理論 3.Ppt 4.引導(dǎo)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”進行思考。 5.Ppt 6.資料卡片“合金性質(zhì)與結(jié)構(gòu)” 7.Ppt表格 8.(簡單講解原子化熱) 9.Ppt圖片 10.動手操作與圖片結(jié)合,給予學(xué)生觸覺與視覺感受,調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。 11.結(jié)合圖片進行講解 |
小結(jié) | 總結(jié)四種基本堆積模型 | 思考 | 表格填寫 |
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