高中化學(xué)【金屬晶體與離子晶體】教案

金屬晶體與離子晶體

【教學(xué)目標(biāo)】

1.使學(xué)生認(rèn)識(shí)金屬晶體與離子晶體中微粒間的堆積方式，并能從化學(xué)鍵和堆積

方式這兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)金屬晶體的延展性，離子晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度等性質(zhì)

的特點(diǎn)。

2.培養(yǎng)承生從晶胞這個(gè)結(jié)構(gòu)單元的角度來認(rèn)識(shí)晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教會(huì)學(xué)生研究

方法，使之能在今后的學(xué)習(xí)中利用該方法了解其它晶體。

3.通過對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的研究、討論，使學(xué)生體會(huì)微觀世界的精巧。通過對(duì)前沿科

技的介紹，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)熱情。

【教學(xué)重點(diǎn)】金屬晶體、離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；從結(jié)構(gòu)的角度對(duì)這兩種晶體

的某些物理性質(zhì)進(jìn)行解釋。

【教學(xué)難點(diǎn)】金屬晶體、離子晶體的空間堆積方式

【教學(xué)過程】

教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

思考、回答問題：

復(fù)習(xí)回顧：金屬陽(yáng)離子和自由電子

①什么是金屬鍵，成鍵微粒是之間存在的強(qiáng)的相互作用叫讓學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固

什么？有何特征？金屬鍵。成鍵微粒是金屬陽(yáng)離已有知識(shí)，加強(qiáng)

②金屬鍵大小的判斷及與金子和自由電子;金屬鍵無飽和所學(xué)知識(shí)與新知

屬熔點(diǎn)的關(guān)系性和方向性;金屬鍵的強(qiáng)弱與識(shí)的聯(lián)系，并為

③如何用金屬鍵解釋金屬具原子半徑及金屬原子的價(jià)電下面新課的學(xué)習(xí)

有金屬光澤及金屬的導(dǎo)熱子數(shù)多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越做準(zhǔn)備

性、導(dǎo)電性。多，原子半徑越少，金屬鍵越

強(qiáng)，熔點(diǎn)越高…

通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，你已

經(jīng)知道金屬銅晶體屬于A1型

面心立方最密堆積，金屬鎂晶積極思考并填寫表格：

體屬于A3型六方最密堆積，A1型面心立方最密堆

請(qǐng)同學(xué)們填寫課件上的表格積：配位數(shù)12,晶胞中的微進(jìn)一步明確

板書：粒數(shù)4金屬的密堆積形

一、金屬晶體A3型六方最密堆積：配位數(shù)式Al、A3型，

1、定義12,晶胞中的微粒數(shù)2引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)

2、金屬晶體的結(jié)構(gòu)形式：習(xí)主題

①Al型---面心立方最

密堆積

②A3型一一六方最密堆

積

質(zhì)疑：

是不是所有的金屬都采通過問題式

取最密堆積呢？我們常見的聆聽、思考并產(chǎn)生疑問教學(xué)啟發(fā)學(xué)生的

金屬Na、K、Fe、Al、Au、學(xué)習(xí)欲望

Ag等屬于哪種類型的堆積？

除ALA3型外金屬原子的密

堆積還有其他形式嗎？

講述:實(shí)際上金屬原子并非

僅僅采取最密堆積型式形成

晶體，還能采用其他形式緊密聆聽，理解明確晶體的

程度相對(duì)較低的密堆積型式，觀察A2型體心立方晶胞密堆積還有其他

A2型密堆積就是其中最重要結(jié)構(gòu)模型及其切割示意圖形式，A2型就是

的一種,A2型密堆積也稱體心其中重要的一種

立方密堆積，因?yàn)閺闹锌梢匀?/p>

出體心立方晶胞。課件展示體

心立方晶胞結(jié)構(gòu)模型及切割

示意圖

板書：

學(xué)生觀察探討并回答問題。通過觀察思

③A2型體心立方密堆積考和學(xué)生間的討

論使學(xué)生建立起

請(qǐng)同學(xué)們觀察A2型密堆積晶立體的圖像，調(diào)

胞及切割示意圖回答：①其配動(dòng)學(xué)生的空間想

位數(shù)是多少②晶胞中的微粒學(xué)生討論后發(fā)言，展示討論結(jié)象能力和解決問

數(shù)為多少③是否屬于最密堆果，教師適當(dāng)啟發(fā)并總結(jié)。題的能力。

積。

請(qǐng)同學(xué)們自己先總結(jié)，老師展通過這些活

示課件中的圖形，一段時(shí)間后動(dòng)讓學(xué)生掌握晶

再與同學(xué)共同分析得出結(jié)論：體中的配位數(shù)。

重點(diǎn)掌握晶胞中

1、配位數(shù)為：8微粒數(shù)的切割求

2、晶體中微粒數(shù)為：算法進(jìn)一步理解

4金屬晶體的密堆

3、A2型密堆積原子積。

空間利用率小不屬

于最密堆積。

總結(jié)、記憶、鞏固

小結(jié)：常見的金屬晶體的三種體會(huì)晶體的多種堆積形式

結(jié)構(gòu)形式（Al、A2、A3）

前面我們已經(jīng)介紹了金屬認(rèn)真閱讀課本相關(guān)內(nèi)容

的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性與金屬鍵有并解釋所提問題

關(guān)。金屬的堆積方式也影響金

屬的性質(zhì)，請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)閱讀

課本78頁(yè)金屬的堆積方式對(duì)

金屬的延性、展性和可塑性的

影響

思考、回答通過練習(xí)鞏

固所學(xué)知識(shí)

鞏固練習(xí)：1、2

【回答】

沒有飽和性和方向性

采取最密堆積的形式，離

【過度】離子晶體是陰、陽(yáng)離子晶體是不等徑圓球的密堆復(fù)習(xí)舊知識(shí)，

子通過離子鍵結(jié)合，在空間呈積,可以看做是大球先按一定引出新問題

方式做等徑圓球的密堆積，小

現(xiàn)有規(guī)律的排列所形成的晶球再填充在大球所形成的空

隙中

體。離子鍵的特征是什么？

陰、陽(yáng)離子之間怎樣排列最穩(wěn)

明確學(xué)習(xí)目

定？標(biāo)

那么，離子晶體的結(jié)構(gòu)是怎樣

的，有什么特點(diǎn)呢？接下來我

觀察、思考

們學(xué)習(xí)離子晶體的結(jié)構(gòu)。

【回答】

板書：1.NaCl晶體中的Cl采取

二、離子晶體

Ai型密堆積，Na+填在所讓學(xué)生體會(huì)

l.NaCl的堆積方式離子晶體中陰、

形成的空隙中，整體是采取不

我們先來探討NaCl晶體的內(nèi)陽(yáng)離子的聚集狀

等徑圓球的密堆積。態(tài)，明確NaCl

部結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

2.離子晶體微粒間的作用

【提出問題】請(qǐng)同學(xué)們觀察

力為離子鍵，離子鍵無方向性

NaCl晶體的堆積模型,思考以

和飽和性，因此離子晶體盡可

下問題：

能采取密堆積，以使得體系能

1).NaCl晶體采取哪種堆積

量降低，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

方式？

2).像NaCl這樣的離子晶體

采取密堆積的原因是什么？

【過渡】我們知道晶體中最小

學(xué)生看到屏幕上NaCl晶體

的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元稱為晶胞，將

的堆積模型

一個(gè)個(gè)晶胞上、下、前、后、

【回答】

左右并置起來，就構(gòu)成整個(gè)晶

1.每個(gè)Na+同時(shí)吸引6個(gè)通過對(duì)NaCl

體結(jié)構(gòu)，那么NaCl晶胞是怎晶體堆積模型的

cr,每個(gè)cr同時(shí)吸引6個(gè)

樣的呢？分析，進(jìn)一步了

Na+,所以Na+、配位數(shù)解離子晶體的堆

【展示】NaCl的堆積模型積方式使學(xué)生對(duì)

均為6。

請(qǐng)同學(xué)們觀察NaCl晶胞，思晶體的認(rèn)識(shí)更加

2.12個(gè)深入

考以下幾個(gè)問題：3.Na+：4個(gè)C1：4個(gè)

1).NaCl晶體中Na+和C14.離子晶體中，并不存在單獨(dú)

的配位數(shù)分別為多少？的“NaCl”分子，在整個(gè)晶體

2).NaCl晶體中在Na+周圍中Na+與的個(gè)數(shù)比為1:

與它最近且距離相等的Na+1,因此，“NaCl”這一化學(xué)

共有幾個(gè)？式表示的只是氯化鈉的組成。

3).一個(gè)NaCl晶胞中含有的

Na+和各是多少？

4).“NaCl”這一化學(xué)式表示

學(xué)生通過簡(jiǎn)單計(jì)算，迅速給出通過對(duì)簡(jiǎn)單

什么含義？

答案，然后教師簡(jiǎn)單總結(jié)：的三種AB型離

板書：子晶體結(jié)構(gòu)的比

較，使學(xué)生體會(huì)

2.NaCl晶胞的分析CsCl：配位數(shù)：8：8非等徑球體的密

晶胞中Cs+：1個(gè)Cl：1堆積比金屬晶體

的堆積方式更為

請(qǐng)同學(xué)們觀察課本80頁(yè)介個(gè)復(fù)雜，離子晶體

紹的幾種常見的AB型離子晶ZnS：配位數(shù)：4：4的堆積還與陰、

陽(yáng)離子的半徑有

體：NaCl型、CsCl型、ZnS晶胞中Zn2+：4個(gè)S2-：關(guān)

型，根據(jù)CsCkZnS的晶胞找4個(gè)

出它們的配位數(shù)和每個(gè)晶胞

中含有的陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)。

【過渡】我們知道，離子晶體

中陰、陽(yáng)離子通過離子鍵相互

結(jié)合，因此離子晶體的熔點(diǎn)和閱讀、交流研討

離子晶體的穩(wěn)定性與離子鍵【回答】通過對(duì)課本

中的數(shù)據(jù)的分

的強(qiáng)弱有關(guān)。離子鍵的強(qiáng)弱在晶格能0cqixq2/r析，使學(xué)生明確

一定程度上可以用離子晶體晶格能的大小還與離子晶體晶格能的大小與

離子晶體熔點(diǎn)的

的晶格能來衡量。的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)關(guān)系，結(jié)構(gòu)型式

請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)課本81頁(yè)到82相同的離子晶體

之間晶格能的大

頁(yè)，通過交流研討部分，大家小與離子間距、

探討下列【總結(jié)】對(duì)結(jié)構(gòu)相似的離子晶陰陽(yáng)離子所帶電

荷數(shù)的關(guān)系

問題：體，陰陽(yáng)離子間的距離越小，

(1).什么叫晶格能？所帶電荷數(shù)越多，晶格能越

(2).結(jié)構(gòu)相似的離子晶體，大，熔點(diǎn)越

晶格能的大小與哪些因素有高

關(guān)？

板書：

3.晶格能

思考回答：

(1)定義：

【回答】

(2)影響晶格能大小的因

CaO>BaO>NaCl>KCl

素：讓學(xué)生從離

子鍵和離子晶體

【鞏固練習(xí)】試