高中化学【金属晶体与离子晶体】教案

【教学目标】

1． 使学生认识金属晶体与离子晶体中微粒间的堆积方式，并能从化学键和堆积方式这两个角度认识金属晶体的延展性，离子晶体熔点、沸点和硬度等性质的特点。

2． 培养学生从晶胞这个结构单元的角度来认识晶体的内部结构，教会学生研究方法，使之能在今后的学习中利用该方法了解其它晶体。

3． 通过对微观结构的研究、讨论，使学生体会微观世界的精巧。通过对前沿科技的介绍，激发学生的科学热情。

【教学重点】金属晶体、离子晶体的结构特点；从结构的角度对这两种晶体

的某些物理性质进行解释。

【教学难点】金属晶体、离子晶体的空间堆积方式

【教学过程】

教师活动 复习回顾： ① 什么是金属键，成键微粒是什么？有何特征？ ② 金属键大小的判断及与金属熔点的关系 ③ 如何用金属键解释金属具有金属光泽及金属的导热性、导电性。 通过上节课的学习，你已经知道金属铜晶体属于A1型面心立方最密堆积，金属镁晶体属于A3型六方最密堆积，请同学们填写课件上的表格 板书： 一、 金属晶体 1、 定义 2、 金属晶体的结构形式： 学生活动 思考、回答问题： 金属阳离子和自由电子之间存在的强的相互作用叫金属键。成键微粒是金属阳离子和自由电子；金属键无饱和性和方向性；金属键的强弱与原子半径及金属原子的价电子数多少有关，价电子数越多，原子半径越少，金属键越强，熔点越高… 设计意图 让学生复习巩固已有知识，加强所学知识与新知识的联系，并为下面新课的学习做准备 积极思考并填写表格： A1型面心立方最密堆 积： 配位数12，晶胞中的微进一步明确粒数4 金属的密堆积形A3型六方最密堆积：配位数式A1、A3型，12，晶胞中的微粒数2 引导学生进入学 习主题 ① A1型——面心立方最密堆积 ② A3型——六方最密堆积 质疑： 是不是所有的金属都采取最密堆积呢？我们常见的金属Na、K、Fe、Al、Au、Ag等属于哪种类型的堆积？除A1、A3型外金属原子的密堆积还有其他形式吗？ 讲述：实际上金属原子并非 仅仅采取最密堆积型式形成 晶体，还能采用其他形式紧密聆听，理解 明确晶体的程度相对较低的密堆积型式，观察A2型体心立方晶胞密堆积还有其他A2型密堆积就是其中最重要结构模型及其切割示意图 形式，A2型就是的一种，A2型密堆积也称体心 其中重要的一种 立方密堆积，因为从中可以取 出体心立方晶胞。课件展示体 心立方晶胞结构模型及切割 示意图 聆听、思考并产生疑问 通过问题式教学启发学生的学习欲望 板书： ③A2型——体心立方密堆积 请同学们观察A2型密堆积晶胞及切割示意图回答：①其配位数是多少②晶胞中的微粒数为多少③是否属于最密堆积。 请同学们自己先总结，老师展示课件中的图形，一段时间后再与同学共同分析得出结论： 1、 配位数为：8 2、 晶体中微粒数为：4 3、 A2型密堆积原子空间利用率小不属于最密堆积。 小结：常见的金属晶体的三种结构形式（A1、A2、A3） 前面我们已经介绍了金属的导电、导热性与金属键有关。金属的堆积方式也影响金属的性质，请同学们自学阅读课本78页金属的堆积方式对金属的延性、展性和可塑性的影响 学生观察探讨并回答问题。 通过观察思 考和学生间的讨 论使学生建立起 立体的图像，调 动学生的空间想学生讨论后发言，展示讨论结象能力和解决问果，教师适当启发并总结。 题的能力。 通过这些活 动让学生掌握晶 体中的配位数。 重点掌握晶胞中 微粒数的切割求 算法进一步理解 金属晶体的密堆 积。 总结、记忆、巩固 体会晶体的多种堆积形式 认真阅读课本相关内容并解释所提问题 思考、回答 巩固练习：1、2 【回答】 没有饱和性和方向性 采取最密堆积的形式，离【过度】离子晶体是阴、阳离子晶体是不等径圆球的密堆可以看做是大球先按一定子通过离子键结合，在空间呈积，方式做等径圆球的密堆积，小 通过练习巩固所学知识 复习旧知识，引出新问题 球再填充在大球所形成的空 隙中 体。离子键的特征是什么？ 阴、阳离子之间怎样排列最稳明确学习目 定？ 标 那么，离子晶体的结构是怎样 的，有什么特点呢？接下来我 观察、思考 们学习离子晶体的结构。 【回答】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 板书： -１. NaCl晶体中的Cl采取 二、 离子晶体 让学生体会A1型密堆积，Na+填在Cl- 所1.NaCl的堆积方式 离子晶体中阴、形成的空隙中，整体是采取不阳离子的聚集状我们先来探讨NaCl晶体的内态，明确NaCl等径圆球的密堆积。 部结构 晶体结构的特点 ２. 离子晶体微粒间的作用 【提出问题】请同学们观察 力为离子键，离子键无方向性NaCl晶体的堆积模型，思考以 和饱和性，因此离子晶体尽可 下问题： 能采取密堆积，以使得体系能１）. NaCl晶体采取哪种堆积 量降低，达到稳定状态。 方式？ 2）. 像NaCl这样的离子晶体 采取密堆积的原因是什么？ 【过渡】我们知道晶体中最小 学生看到屏幕上NaCl晶体 的结构重复单元称为晶胞，将 的堆积模型 一个个晶胞上、下、前、后、 【回答】 左右并置起来，就构成整个晶通过对NaCl1. 每个Na+同时吸引6个体结构，那么NaCl晶胞是怎晶体堆积模型的--Cl，每个Cl同时吸引6个分析，进一步了样的呢？ Na+，所以Na+ 、Cl-配位数解离子晶体的堆【展示】NaCl的堆积模型 积方式使学生对均为6。 晶体的认识更加请同学们观察NaCl晶胞，思深入 2.12个 现有规律的排列所形成的晶考以下几个问题： 3. Na+： ４个 Cl-： ４个 1）.NaCl晶体中Na+ 和Cl-4.离子晶体中，并不存在单独的配位数分别为多少？ 2）. NaCl晶体中在Na+周围与它最近且距离相等的 Na+共有几个？ ３）.一个NaCl晶胞中含有的Na+ 和Cl-各是多少？ 的“NaCl”分子，在整个晶体中Na+与Cl-的个数比为１：１，因此，“NaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。 学生通过简单计算，迅速给出通过对简单什么含义？ 答案，然后教师简单总结： 的三种AB型离子晶体结构的比板书： 较，使学生体会 2.NaCl晶胞的分析 CsCl：配位数：８：８ 非等径球体的密 晶胞中 Cs+：１个 Cl-：１堆积比金属晶体的堆积方式更为请同学们观察课本80页介个 复杂，离子晶体的堆积还与阴、绍的几种常见的AB型离子晶 ZnS：配位数：４：４ 阳离子的半径有2+2-体：NaCl型、CsCl型、ZnS晶胞中 Zn：４个 S：关 型，根据CsCl、ZnS的晶胞找４个 出它们的配位数和每个晶胞 中含有的阴、阳离子的个数。 【过渡】我们知道，离子晶体 中阴、阳离子通过离子键相互 结合，因此离子晶体的熔点和 阅读、交流研讨 通过对课本离子晶体的稳定性与离子键【回答】 中的数据的分的强弱有关。离子键的强弱在晶格能∝q1ⅹq2／r 析，使学生明确一定程度上可以用离子晶体晶格能的大小还与离子晶体晶格能的大小与离子晶体熔点的的晶格能来衡量。w.w.w.k.s.5.u 的结构型式有关 关系，结构型式相同的离子晶体请同学们自学课本81页到82 之间晶格能的大页，通过交流研讨部分，大家 小与离子间距、探讨下列 【总结】对结构相似的离子晶阴阳离子所带电荷数的关系 ４）.“NaCl”这一化学式表示问题： （１）.什么叫晶格能？ （2）.结构相似的离子晶体，晶格能的大小与哪些因素有关？ 板书： 3.晶格能 (1) 定义： （2）影响晶格能大小的因素： 【巩固练习】试比较CaO、NaCl、BaO、KCl的熔点高低顺序 【过渡】我们知道结构决定性质，在学习了晶体的结构以后，请同学们总结离子晶体具有哪些特性？ 板书： 4：.离子晶体的特性 课堂总结： 引导学生比较两种晶体在结构上的相似之处和不同之处，以及两种晶体结构对性质的决定作用，使学生明确晶体结构不仅包括构成晶体微粒间 所带电荷数越多，晶格能越 大，熔点越 高 思考回答： 【回答】 CaO>BaO>NaCl>KCl 让学生从离 子键和离子晶体【讨论总结】引导学生共同总的结构型式出发，讨论离子晶结出离子晶体的特性： 体的结构和性质１. 熔点、沸点较高，而且随的关系 着离子电荷的增加，核间距 离的缩短，晶格能增大，熔 点升高。 ２. 一般易溶于水，而难溶于 非极性溶剂。 明确学习重３. 固态时不导电，熔融状态点，再现本节课的学习过程 或在水溶液中能导电。 体，阴阳离子间的距离越小， 回忆 、总结 的作用力，还包括微粒的堆积方式 巩固练习：课本82页：1. 2. 3