3.3金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案（人教版选修3）.docx

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1、3.3金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案（人教版选修3）金属晶体 选修三第三章第三节金属晶体导学案（第3课时）学习时间20222022学年上学期周【课标要求】学问与技能要求：复习本节学问【主干学问再现】一、关于金属键1几种化学键的比较类型 比较离子键共价键金属键非极性键极性键配位键本质阴、阳离子间通过静电作用形成相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成金属阳离子与自由电子间的作用成键条件(元素种类)成键原子的得、失电子实力差别很大(金属与非金属之间)成键原子得、失电子实力相同(同种非金属)成键原子得失电子实力差别较小(不同非金属)成键原子一方有孤对电子(配

2、体)，另一方有空轨道(中心离子)同种金属或不同种金属(合金)特征无方向性、饱和性有方向性、饱和性无方向性表示方式(电子式)NaCl?HH存在离子化合物(离子晶体)单质H2、共价化合物H2O2、离子化合物Na2O2共价化合物HCl、离子化合物NaOH离子化合物NH4Cl金属单质(金属晶体、合金)2.金属具有导电性、导热性和延展性的缘由(1)延展性：当金属受到外力作用时，晶体中各原子层就会发生相对滑动，但不会变更原来的排列方式，而且充满在金属原子间的“电子气”可以起到类似轴承中滚球之间润滑剂的作用，即金属的离子和自由电子之间的较强作用仍旧存在，因而金属都有良好的延展性。(2)导电性：金属内部的原子

3、之间的“电子气”的流淌是无方向性的，在外加电场的作用下，电子气在电场中定向移动形成电流。(3)金属的热导率随温度的上升而降低，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞的原因。3金属导电与电解质溶液导电的比较。运动的微粒过程中发生的改变温度的影响金属导电自由电子物理改变升温，导电性减弱电解质溶液导电阴、阳离子化学改变升温、导电性增加4.影响金属熔点、硬度的因素一般地，熔点、硬度等取决于金属晶体内部作用力的强弱。一般来说，金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属晶体内部作用力越强，因而晶体熔点越高，硬度越大。二、关于金属晶体1金属晶体结构构成粒子：金属原子(金属阳离子、,自由电子)

4、作用力：金属阳离子与自由电子间剧烈的相互作用2物理性质相同点：有金属光泽、导电、导热、延展性不同点：熔点凹凸不同，硬度大小不同3位置与分类金属区(分界线、元素种数、周期与族)分类依据冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn有色金属：Fe、Cr、Mn以外的金属密度大小重金属(4.5gcm3)：Fe、Cu等轻金属(4.5gcm3)：Mg、Al等地壳中的含量常见金属：Fe、Cu、Al等稀有金属：钼、锆、铌等4金属之最(1)在生活生产中运用最广泛的金属是铁(一般是铁与碳的合金)；(2)地壳中含量最多的金属元素是铝(Al)；(3)自然界中最活泼的金属元素是铯(Cs)；(4)最稳定的金属单质是金(Au)；(5)

5、最硬的金属单质是铬(Cr)；(6)熔点最高的金属单质是钨(3413)(W)；(7)熔点最低的金属单质是汞(39)(Hg)；(8)延展性最好的是金(Au)；(9)导电性能最好的是银(Ag)；(10)密度最大的是锇(22.57gcm3)(Os)。5.三维空间模型常见的三种结构三种典型结构类型体心立方晶格面心立方晶体密排六方晶格配位数81212常见金属晶体结构(有些金属晶体可能有两种或三种晶格)Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、FeCa、Sr、Cu、Au、Al、Pb、Ni、Pd、PtBe、Mg、Ca、Sr、Co、Ni、Zn、Cd、Ti结构示意图 空间

6、利用率68%74%74%积累形式体心立方最密积累面心立方最密积累六方最密积累【学习效果自测】1只有阳离子而没有阴离子的晶体是()A金属晶体B原子晶体C离子晶体D分子晶体2下列有关金属晶体的说法中正确的是()A常温下都是晶体B最外层电子数少于3个的都是金属C任何状态下都有延展性D都能导电、传热3下列有关金属晶体的说法中不正确的是()A金属晶体是一种“巨分子”B“电子气”为全部原子所共有C简洁立方积累的空间利用率最低D钾型积累的空间利用率最高4下列性质不能用金属键理论说明的是()A导电性B导热性C延展性D锈蚀性5金属的下列性质中，与电子气无关的是()A密度大小B简单导电C延展性好D简单导热6下列有

7、关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是()A金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用，金属键无方向性和饱和性B共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性C范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大D氢键不是化学键，而是分子间的一种作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间7金属晶体积累密度大，原子配位数高，能充分利用空间的缘由是()A金属原子的价电子数少B金属晶体中有自由电子C金属原子的原子半径大D金属键没有饱和性和方向性8石墨晶体中不存在的化学作用力是()A共价键B氢键C金属键D范德华力9下列对各组物质性质的比较中，正确的是()A熔点：LiNa

8、KB导电性：AgCuAlFeC密度：NaMgAlD空间利用率：钾型镁型铜型10金属原子在二维空间里的放置有下图所示的两种方式，下列说法中正确的是() A图(a)为非密置层，配位数为6B图(b)为密置层，配位数为4C图(a)在三维空间里积累可得镁型和铜型D图(b)在三维空间里积累仅得简洁立方11请你运用所学的化学学问推断，下列有关化学观念的叙述错误的是()A几千万年前地球上一条恐龙体内的某个原子可能在你的身体里B用斧头将木块一劈为二，在这个过程中个别原子恰好分成更小微粒C肯定条件下，金属钠可以成为绝缘体D肯定条件下，水在20时能凝固成固体12金属能导电的缘由是()A金属晶体中金属阳离子与自由电子

9、间的相互作用较弱B金属晶体中的自由电子在外加电场作用下发生定向移动C金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D金属晶体在外加电场作用下可失去电子13在核电荷数为118的元素中，其单质属于金属晶体的有_，金属中，密度最小的是_，地壳中含量最多的金属元素是_，熔点最低的是_，既能与酸反应又能与碱反应的是_，单质的还原性最强的是_。 疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的学问，请记录下来）_选修三第三章第三节金属晶体导学案（第3课时）【学习效果自测】1答案A2答案D3答案D4答案D5答案A6答案D7答案D8答案B9答案B10答案C11答案B12答案B13答案Li、Be、Na

10、、Mg、AlLiAlNaAl、BeNa 金属晶体教学设计金属晶体教学设计教材分析：金属晶体选择人教版选修3第三单元课题三，本单元主要介绍四种晶体的结构及其性质。课题一晶体与非晶体中学习的晶体的辨别、晶体与晶胞的关系以及晶胞中原子数的计算，为下几个课题的学习打下了基础，课题二分子晶体与原子晶体的学习，有利于学生初步形成肯定的空间思维实力，通过分子晶体与原子晶体中对结构确定性质的讲解，有利于学生探究金属晶体的教学思路，本节学习也为下个课题离子晶体的学习起到肯定的铺垫作用。学情分析：学生在初三下已经学了金属的通性（物性），了解了合金的一些特点。中学必修1、必修2都有关于金属的学习，对金属原子结构以及

11、金属的化学性质也相当熟识，加之日常生活中常常与金属接触，对金属应是相当了解，此外高二学生已具备肯定的微粒观，这都有利于本课题的学习。但这阶段的学生的抽象化思维实力相对较弱，这也是本节课的难点之一。教学目标：学问与技能：了解电子气理论，能用电子气理论说明金属的一些物理性质。通过电子气理论的学习，了解合金性能有别与纯金属的本质缘由。了解原子化热，知道影响金属键强弱的因素。通过动手操作以及图片展示、老师讲解，了解金属晶体的四种积累模型。过程与方法：通过电子气理论的学习，学会从化学独特的视角微观去探究物质结构。通过对微粒特点的复习，加强微粒观通过金属晶体四种积累模型的学习以及空间利用率的讲解，提升动手

12、实力、空间想象实力与计算实力。情感看法价值观：通过电子气理论说明合金与纯金属性质的差异，感知化学学习在生产生活中的应用。通过小组合作搭建金属晶体模型，体会合作乐趣，感知众人力气的强大。教学重点：电子气理论、金属原子积累模型教学难点：微粒观、抽象思维教学环节老师活动学生活动教学设计意图及教具引入环节前面我们学习了分子晶体与原子晶体，知道分子晶体熔点低、硬度小主要是因为分子晶体中分子间作用力小所致，而原子晶体熔点高、硬度大主要因为原子间通过共价键连接所致。可见物质的结构对其表现出来的起着确定性作用。今日我们来学习金属晶体，对于金属，同学们应当很熟识，从初三化学到中学我们的必修1、必修2我们都有学过

13、金属的有关学问，那么，关于金属的一些通性，你还记得多少？同学们答的很全，那么你们是否了解金属为什么会有这些通性呢?或者通过前面分子、原子晶体的学习，你能否知道应从哪个方面去探究金属共性的缘由？倾听思索金属光泽、导电性、导热性、延展性、金属结构由复习上课内容自然引出本节内容课堂绽开我们已经知道金属是由原子构成的，我们也可以猜想出这些原子应当通过某种力相聚集，使金属晶体能量达到最低，那么这种力可以是由共价键供应的吗？（提示：从金属的原子结构角度思索、共价键特性）现在我们知道金属中原子间作用力不是共价键供应的但通过前面的学习，我们也确定这些原子间必定存在某种力使其聚集，我们不妨把其称为金属键，那么形

14、成金属键的作用粒子是哪些呢？同学们不妨从金属的原子结构角度思索。通过分析金属的原子结构我们知道，金属最外层电子数少，很易脱落，脱落电子后的原子便形成金属阳离子，那么请问各位同学，电子有方向吗？与原子相比，电子个头大小？电子是静止还是运动的？因为电子与原子相比，电子很小并且电子是运动的，我们可以认为某些原子脱落下来的电子因运动遍布整个金属晶体，为所以原子所共用，从而把全部的金属原子维系在一起，我们把这个理论叫电子气理论。（描述金属键本质的简洁理论）通过刚刚我们对电子性质的一些探讨，你能猜想出金属键是否像共价键一样有饱和性与方向性？说出理由。我们已经知道金属晶体间存在金属键，那么，你能否运用电子气

15、理论说明金属的某些物性呢？导电性？导热性？延展性？金属光泽？通过电子气理论的学习，我们已经可以说明金属的一些物性，同样，由这一理论我们也可以大致说明合金与纯金属性质的差异，请同学们自行阅读资料卡片。我们知道金属的很多性质与金属键强弱有关，那么有哪些因素影响金属键强弱呢？视察对比表格，总结影响金属键的因素。一般而言，金属键越强，金属晶体的熔点越大。但影响金属熔点的因素除了金属键强弱外，还有金属晶体中原子积累模型。下面我们一起来学习金属晶体的原子积累模型。在空间构建金属积累模型前，我们先探讨金属的平面模型有几种。我们假设金属晶体中的原子是直径相等的球体，同学们试试看，你能堆出几种？讲解密置层与非密

16、置层，配位数。金属晶体的平面结构我们已经知道了，只要把平面加以积累，便是空间构型，小组合作动手试试看，哪个小组的方案最多。同学们想出的方法挺全，我们先从最简洁的积累来分析这种积累的特点。（模型名称、配位数、空间利用率、代表物、晶胞图像）简洁介绍混合晶体（石墨）不行以，金属最外层电子数少，无法形成共用电子对。有的金属熔点低，不符合共价键特性。电子金属阳离子电子无方向电子比原子小的多电子是运动的倾听思索无饱和性、方向性。电子无方向且不同金属脱落电子数不同，电子无饱和性。思索探讨回答阅读思索思索原子半径、电子数、原子化热动手操作倾听动手操作小组合作倾听思索复习共价键特性、金属的原子结构引出金属键。引

17、导学生从微粒观理解电子气理论Ppt引导学生从微粒本身具有能量，微粒间存在相互作用力等微粒观进行思索。Ppt资料卡片合金性质与结构Ppt表格（简洁讲解原子化热）Ppt图片动手操作与图片结合，赐予学生触觉与视觉感受，调动学习主动性。结合图片进行讲解小结总结四种基本积累模型思索表格填写离子晶体、分子晶体和原子晶体（第3课时）教学设计离子晶体、分子晶体和原子晶体（第3课时）教学设计三、原子晶体1定义：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。例如：C（金刚石）、晶体硅、SiO2、SiC等。（1）组成：原子晶体由原子构成，（2）作用力：共价键（3）性质：共价键越强，物质的熔点、沸点就越高。例如

18、：硅、碳化硅、金刚石的熔沸点依次上升。2物理性质（1）硬度大、熔沸点高。例如：金刚石：是自然存在的最硬的物质；熔点：3550，沸点：4827。（2）溶解性：难溶于常见溶剂。（3）导电性：一般不导电。3空间构型（1）金刚石：正四面体的空间网状结构。每个碳原子与四个碳原子成键组成正四面体向空间发展。最小的环上有6个碳原子。1molC（金刚石）含有的碳碳键数目为2NA。晶体硅的结构同金刚石。（2）二氧化硅：正四面体的空间网状结构。每个硅原子与4个氧原子成键、每个氧原子与2个硅原子成键。其结构可看成是硅晶体中的硅硅键之间插入一个氧原子。最小的环上有12个原子。1mol二氧化硅含有的硅氧键数目为4NA。

19、4原子晶体中不存在单个的原子，因此其化学式不是分子式。5石墨（1）结构：平面层状结构，层间以范德华力相结合。每个碳原子与三个碳原子成键形成平面正六边形结构。1molC（石墨）含有的碳碳键数目为1.5NA。（2）性质：混合型或过渡型晶体。层内为共价键，具有原子晶体的性质（熔点高）。层间为范德华力，具有分子晶体的性质（硬度小、易滑动）。（3）与金刚石对比：碳碳键长：金刚石：1.551010m石墨：1.421010m熔点：355036523697沸点：48274827导电性：不导电导电（有自由电子）相互关系：两者互为同素异形体。离子晶体、分子晶体和原子晶体（第1课时）教学设计离子晶体、分子晶体和原子

20、晶体（第1课时）教学设计一、离子晶体1定义：离子间通过离子键结合而成的晶体。阳离子：活泼金属的阳离子（例如IA和IIA的金属）和铵根离子。阴离子：活泼非金属的阴离子（例如VIA和VIIA的非金属）和酸根离子。留意：含金属元素的离子不肯定是阳离子，例如：偏铝酸根离子等。由非金属元素组成的离子不肯定是阴离子，例如：铵根离子等。由金属和非金属元素组成的化合物不肯定是离子晶体，例如：氯化铝为分子晶体。全部由非金属元素组成的化合物也可能是离子晶体，例如：铵盐等。离子晶体中肯定存在离子键，还可能存在共价键，例如：氢氧化钠、过氧化钠等。含有离子键的晶体肯定是离子晶体。2物理性质（1）硬度较大、难于压缩。（2

21、）有较高的熔点和沸点，且离子键越强，熔沸点越高。离子半径越小、离子所带的电荷越高，则离子键越强，熔沸点越高。例如：氯化钠熔点801沸点1413氯化铯6451290（3）在水溶液和熔融状态下能够导电。留意：在熔融状态下能够导电的化合物肯定是离子晶体（留意金属的导电性）。在水溶液中能够导电的化合物不肯定是离子晶体，例如：硫酸等。3空间构型（1）晶胞：晶体中最小的重复单元。（2）氯化钠Na+和Cl是相间着沿立方体进行排列的。每个Na+四周等距离且最近的Cl是6个，这6个Cl连线形成的空间几何体为正八面体（Na+位于中心位置）。同时，每个Cl四周等距离且最近的Na+也是6个。每个Na+四周等距离且最近

22、的Na+是12个。1个氯化钠晶胞所占有的Na+4个、Cl4个。Na+：体心1个，棱上12个，所以共11+121/4=4个Cl：面心6个，角顶8个，所以共61/2+81/8=4个计算方法：晶胞完全占有的粒子数：体心为1、面心为1/2、棱上为1/4、角顶为1/8。氯化钠晶体中不存在单个的NaCl分子，所以NaCl是化学式而非分子式。（3）氯化铯每个Cs+四周等距离且最近的Cl是8个，每个Cl四周等距离且最近的Cs+也是8个1个氯化铯晶胞所占有的Cs+1个、Cl1个。Cs+：体心1个，即11=1个Cl：角顶8个，即81/8=1个氯化铯晶体中不存在单个的CsCl分子，所以CsCl是化学式而非分子式。4离子晶体中都不存在单个的分子，因此只有化学式而没有分子式。第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页