高二化學(xué) 選擇性必修2 第1課時(shí) 金屬晶體 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、金屬晶體教學(xué)設(shè)計(jì)一、課標(biāo)解讀“金屬鍵及金屬晶體”是普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）中模塊2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的主題2微粒間的相互作用與物質(zhì)的性質(zhì)中的內(nèi)容。1內(nèi)容要求知道金屬鍵的特點(diǎn)與金屬某些性質(zhì)的關(guān)系。能借助金屬晶體模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。2學(xué)業(yè)要求能運(yùn)用金屬鍵模型，解釋金屬等物質(zhì)的某些典型性質(zhì)。能借助金屬晶體模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。二、教材分析本節(jié)內(nèi)容的功能價(jià)值是提高學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析能力，能從原子、分子水平分析常見物質(zhì)及其反應(yīng)的微觀特征，能從宏觀與微觀結(jié)合的視角對物質(zhì)及其變化進(jìn)行分類和表征。舊人教版教材詳細(xì)的介紹了金屬原子的4種堆積模

2、型，分別是簡單立方堆積、體心立方堆積、六方最密堆積和面心立方最密堆積。在新人教版中，刪掉了此部分內(nèi)容，使得金屬晶體的難度大大降低，因此在講授該節(jié)內(nèi)容時(shí)應(yīng)該把重點(diǎn)放在運(yùn)用金屬鍵理論解釋金屬晶體的物理性質(zhì)上。新人教版增加能帶理論，但是沒有具體介紹，讓學(xué)生能認(rèn)識到可以用不同的理論解釋同一種現(xiàn)象。另外還增加合金的概念和例子，讓學(xué)生知道金屬晶體不僅包括金屬單質(zhì)還包括合金。新人教版還增加“金屬晶體有導(dǎo)電性，但是能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是金屬”并舉例，讓學(xué)生知道了導(dǎo)電性和金屬的關(guān)系。新魯科版相對舊版同樣刪掉了對晶體堆積模型的描述，但是保留了3種常見金屬的結(jié)構(gòu)示意圖，保留的目的是讓學(xué)生借助輔助線的提示，描述其晶胞的

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并計(jì)算晶胞中含有的原子數(shù)，旨在復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，了解常見金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。三、學(xué)情分析金屬是生活中常見的材料之一，學(xué)生可見可觸，對此非常熟悉。通過必修一幾種常見金屬的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解金屬的通性，通過第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了晶體的特點(diǎn)，并學(xué)會運(yùn)用“切割法”計(jì)算晶胞中所含微粒數(shù)目。通過第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步形成了三維空間思維能力。本節(jié)課的學(xué)習(xí)也會對下一個(gè)課時(shí)離子晶體的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)生的三維空間想象能力，以及用微觀結(jié)構(gòu)解釋宏觀現(xiàn)象的能力依然薄弱。四、素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1通過“電子氣理論”的模型建構(gòu)，理解金屬鍵的本質(zhì)；2能根據(jù)教師的圖

4、片展示和引導(dǎo)，能運(yùn)用“電子氣理論”解釋金屬導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等物理性質(zhì)；3通過對幾種金屬晶體晶胞中原子位置的描述、晶胞中原子數(shù)目的計(jì)算和對球棍模型的搭建，了解幾種金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。【評價(jià)目標(biāo)】1通過對“電子氣理論”的學(xué)習(xí)，診斷并發(fā)展學(xué)生模型建構(gòu)的能力；2通過對金屬物理性質(zhì)的解釋，診斷并發(fā)展學(xué)生對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的運(yùn)用能力和三維空間思維想象能力；3通過對幾種金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，診斷并發(fā)展學(xué)生對金屬晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和三維空間思維想象能力。五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)：理解“電子氣理論”并運(yùn)用該理論解釋金屬的某些性質(zhì)；2教學(xué)難點(diǎn)：能借助金屬晶體模型說明晶體中的微粒及其微粒間的相互作用。六、

5、教學(xué)方法1教法：問題導(dǎo)學(xué)：設(shè)置“金屬的物理通性有哪些？”引導(dǎo)學(xué)生對金屬晶體結(jié)構(gòu)的思考，“應(yīng)用電子氣理論怎樣解釋金屬的導(dǎo)電性？”等問題引導(dǎo)學(xué)生思考探索金屬的內(nèi)在結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。模型助學(xué)：建構(gòu)“電子氣理論”模型，幫助學(xué)生認(rèn)識金屬鍵的本質(zhì)以及其微粒間的相互作用。學(xué)案激學(xué)：設(shè)計(jì)與與本節(jié)內(nèi)容對應(yīng)的學(xué)案，促進(jìn)學(xué)生建立完整的知識體系。習(xí)題測學(xué)：設(shè)計(jì)典型性、代表性和覆蓋面的5道課堂練習(xí)題，與10道課后作業(yè)題目，幫助學(xué)生通過測試把握自己的知識掌握程度?；顒又鷮W(xué)：設(shè)計(jì)制作球棍模型的活動，幫助學(xué)生更好地理解“電子氣理論”模型和金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2學(xué)法：觀察思考：提供金屬晶體的實(shí)物、結(jié)構(gòu)模型、“電子氣理論”模型等圖片

6、，設(shè)置“金屬的物理通性有哪些？”、“應(yīng)用電子氣理論怎樣解釋金屬的導(dǎo)電性？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察思考。模型建構(gòu)：建立“電子氣理論”模型來解釋金屬晶體的某些性質(zhì)。交流討論：學(xué)生通過交流討論集思廣益，探索金屬的內(nèi)在結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)?；顒犹骄浚褐谱髑蚬髂Ｐ?，理解“電子氣理論”模型和金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。教學(xué)思路目標(biāo)落實(shí)任務(wù)環(huán)節(jié)問題線活動線教學(xué)目標(biāo)1任務(wù)一：金屬晶體模型的建立情景創(chuàng)設(shè)金屬共同的物理性質(zhì)有哪些？金屬為什么具有這些性質(zhì)？借助教師的圖片展示，了解金屬共同的物理性質(zhì)。教學(xué)目標(biāo)1建立模型金屬晶體的構(gòu)成微粒有哪些？微粒之間是怎樣相互作用的？借助教師圖片展示，理解電子氣理論教學(xué)目標(biāo)2任務(wù)二：解釋金屬晶體

7、物理性質(zhì)解釋現(xiàn)象用“電子氣理論”怎樣解釋金屬物理性質(zhì)？借助教師圖片展示，進(jìn)行討論教學(xué)目標(biāo)3任務(wù)三：認(rèn)識幾種重要的金屬晶體分析探究怎樣描述原子的空間位置？一個(gè)晶胞中含有幾個(gè)金屬原子？每個(gè)金屬原子周圍距離最近的原子數(shù)是多少？通過觀察、計(jì)算認(rèn)識幾種重要的金屬晶體教學(xué)目標(biāo)3學(xué)以致用是否可以改變晶體結(jié)構(gòu)從而改變晶體的性質(zhì)？為什么合金硬度一般比純金屬大？通過教師引導(dǎo)得出可以通過改變晶體結(jié)構(gòu)從而改進(jìn)金屬性能。理解合金硬度比單一金屬硬度大的原因。教學(xué)目標(biāo)3任務(wù)四：制作晶體模型制作模型利用身邊的材料如橡皮泥、面團(tuán)、牙簽等材料，嘗試拼插出銅、鉀、鎂的晶體結(jié)構(gòu)的球棍模型拼插出銅、鉀、鎂的晶體結(jié)構(gòu)的球棍模型本節(jié)課先從

8、金屬及合金應(yīng)用的圖片引入，由于結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，引發(fā)對金屬晶體結(jié)構(gòu)的思考從而引入金屬鍵的“電子氣理論”，在認(rèn)識了此模型基礎(chǔ)上，對金屬晶體的物理性質(zhì)進(jìn)行解釋。本節(jié)課還分析了三種重要的金屬晶體結(jié)構(gòu)，并且讓學(xué)生動手制作三種晶體模型。此外，引導(dǎo)學(xué)生通過改變金屬晶體的結(jié)構(gòu)從而改變其性質(zhì)，從而制備具有良好性能的金屬材料，讓學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)化學(xué)不僅可以認(rèn)識物質(zhì)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，還可以應(yīng)用化學(xué)知識制造出新型材料。本節(jié)課主要以問題鏈的方式進(jìn)行驅(qū)動，保證了教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，同時(shí)進(jìn)一步發(fā)展了學(xué)生的推理能力。八、教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動課堂引入金屬共同的物理性質(zhì)有哪些？金屬為什么具有這些性質(zhì)？（展示一些金屬和合

9、金實(shí)物圖）總結(jié)金屬共同的物理性質(zhì)。新課講授結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。思考如下問題：金屬晶體的構(gòu)成微粒有哪些？金屬陽離子、電子。微粒之間是怎樣相互作用的？是離子鍵？共價(jià)鍵？還是一種全新的作用力？金屬金屬晶體是通過金屬鍵聚集在一起，形成金屬晶體。金屬鍵：金屬陽離子和自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用。根據(jù)已有知識分析金屬鍵的成鍵微粒，并對金屬鍵和其他的作用力進(jìn)行比較。展示“電子氣理論”的圖片，并對其進(jìn)行解釋：從金屬原子上“脫落”下來的價(jià)電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起。金屬原子則“浸泡”在“電子氣”的“海洋”之中。理解“電子氣理論”。交流討論應(yīng)用“電子氣

10、理論”如何解釋金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、具有金屬光澤？1在外加電場的作用下自由電子定向移動便形成了電流，所以金屬易導(dǎo)電。2自由電子在受熱后，加快了運(yùn)動速度，自由電子通過與金屬離子發(fā)生碰撞，傳遞了能量，使得金屬具有導(dǎo)熱性。3當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會發(fā)生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬原子之間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬具有良好的延展性。4 金屬陽離子半徑越小，所帶電荷越多，自由電子越多，金屬鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)就相應(yīng)越高，硬度也越大。思考并討論如何運(yùn)用“電子氣理論”解釋金屬的物理性質(zhì)，將物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)聯(lián)系起來?；顒犹骄吭诘谌碌牡谝还?jié)

11、中我們學(xué)過了晶胞的相關(guān)知識，那么我們就應(yīng)用所學(xué)知識來分析探究3種重要的金屬晶體。思考如下問題：1描述原子的空間位置？2一個(gè)晶胞中含有多少個(gè)金屬原子？3每個(gè)原子周圍距離最近的原子數(shù)是多少？對之前的晶胞知識進(jìn)行復(fù)習(xí)，通過對幾種重要的金屬晶體的分析，加深對金屬晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。純銅延展性好，但是質(zhì)軟，機(jī)械性能和耐磨性差，是否可以改變晶體結(jié)構(gòu)從而改變晶體的性質(zhì)？為什么合金硬度一般比純金屬大？鈉鉀合金常溫下為液態(tài)，可用作冷卻劑、催化劑、干燥劑。探究鈉鉀合金的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過改變金屬晶體的結(jié)構(gòu)從而改變其性質(zhì)，從而制備具有良好性能的金屬材料。請利用身邊的材料如橡皮泥、面團(tuán)、牙簽等材料，嘗試拼插出銅、鉀、鎂的晶體結(jié)構(gòu)的球棍模型。加深對金屬晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。課堂練習(xí)展示5道練習(xí)題通過題目對所學(xué)知識進(jìn)行梳理鞏固。九、板書設(shè)計(jì)十、課堂練習(xí)（典型性、代表性和覆蓋面）1下列有關(guān)金屬鍵的敘述錯(cuò)誤的是A金屬鍵很強(qiáng)烈，金屬鍵屬于化學(xué)鍵 B金屬鍵的成鍵微粒是金屬陽離子和自由電子C金屬鍵中的自由電子屬于整塊金屬 D金屬鍵是一種電性吸引作用2下列說法中，不正確的是A溫度越高，金屬的導(dǎo)電性越好B鎂晶體中一個(gè)Mg2+與周圍電子都在強(qiáng)烈的相互作用C在金屬晶體發(fā)生形變時(shí)，其內(nèi)部金屬離子與“自由電子”之間的相互作用仍然存在D一種晶體固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電，一定是金屬晶體3金屬晶體具有延展性的原因A金屬鍵很微弱 B金屬鍵