2024年高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第三節(jié) 金屬晶體說(shuō)課稿 新人教版選修3

2024年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)金屬晶體說(shuō)課稿新人教版選修3一、設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課以“金屬晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”為主題，以新人教版選修3高中化學(xué)教材為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、理論分析、模型構(gòu)建等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生掌握金屬晶體的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合課本，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，力求使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、化學(xué)思維方式、社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新能力。學(xué)生將通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等活動(dòng)，學(xué)習(xí)金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生理解金屬的物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，增強(qiáng)對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣和責(zé)任感。三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)原子結(jié)構(gòu)有一定的了解，具備初步的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科普遍感興趣，尤其是與日常生活緊密相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等方式獲取信息。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能更傾向于理論學(xué)習(xí)和邏輯推理，而另一部分學(xué)生可能更偏向于實(shí)驗(yàn)操作和直觀感受。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解金屬晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生可能對(duì)抽象的晶體模型難以直觀把握，需要通過(guò)具體的實(shí)例或?qū)嶒?yàn)來(lái)幫助理解。此外，金屬的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系可能較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中可能遇到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行誤差分析和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。四、教學(xué)資源

-軟硬件資源：多媒體教學(xué)平臺(tái)、計(jì)算機(jī)、投影儀、實(shí)物顯微鏡、晶體結(jié)構(gòu)模型

-課程平臺(tái)：高中化學(xué)教學(xué)軟件、在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

-信息化資源：金屬晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)動(dòng)畫(huà)、金屬物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)視頻、金屬晶體結(jié)構(gòu)研究文獻(xiàn)

-教學(xué)手段：演示實(shí)驗(yàn)、小組合作探究、課堂討論、問(wèn)題解決活動(dòng)五、教學(xué)過(guò)程

1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過(guò)展示金屬制品的圖片和視頻，提問(wèn)學(xué)生：“金屬在我們的生活中扮演著怎樣的角色？你們知道金屬是如何制成的嗎？”以此引發(fā)學(xué)生對(duì)金屬材料的興趣。

-回顧舊知：引導(dǎo)學(xué)生回顧原子結(jié)構(gòu)、離子鍵、金屬鍵等概念，為金屬晶體的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：詳細(xì)講解金屬晶體的基本結(jié)構(gòu)，包括金屬陽(yáng)離子、自由電子和晶格結(jié)構(gòu)。通過(guò)PPT展示金屬晶體結(jié)構(gòu)模型，幫助學(xué)生建立直觀印象。

-舉例說(shuō)明：以銅、鐵、鋁等常見(jiàn)金屬為例，分析其晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并解釋其物理性質(zhì)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性）。

-互動(dòng)探究：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討金屬晶體結(jié)構(gòu)與其物理性質(zhì)之間的關(guān)系，并引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案。

3.鞏固練習(xí)（約30分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察金屬晶體在不同條件下的物理變化，如加熱、拉伸、壓縮等。每組學(xué)生需記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析結(jié)果。

-教師指導(dǎo)：巡視課堂，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.課堂總結(jié)（約10分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)金屬晶體結(jié)構(gòu)與其物理性質(zhì)之間的聯(lián)系。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)一步探究金屬晶體的其他性質(zhì)，如化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等。

5.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

a.查閱資料，了解不同金屬晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

b.分析金屬晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其物理性質(zhì)的影響，并舉例說(shuō)明；

c.撰寫(xiě)一篇關(guān)于金屬晶體研究的短文，提出自己的觀點(diǎn)和建議。

6.課堂反思（約5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)過(guò)程，包括對(duì)知識(shí)的掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度等，并提出改進(jìn)措施。

7.課后輔導(dǎo)（約10分鐘）

-針對(duì)學(xué)生在課堂上遇到的問(wèn)題，進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能理解和掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

1.金屬晶體的基本概念

-金屬晶體的定義：金屬原子通過(guò)金屬鍵結(jié)合形成的具有規(guī)則排列的晶體結(jié)構(gòu)。

-金屬鍵的特點(diǎn)：金屬鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，主要由金屬原子貢獻(xiàn)的價(jià)電子形成，具有方向性和飽和性。

2.金屬晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

-體心立方結(jié)構(gòu)（BCC）：每個(gè)金屬原子周?chē)?個(gè)最近鄰金屬原子，形成立方體心結(jié)構(gòu)。

-面心立方結(jié)構(gòu)（FCC）：每個(gè)金屬原子周?chē)?2個(gè)最近鄰金屬原子，形成立方體面心結(jié)構(gòu)。

-六方密堆積結(jié)構(gòu)（HCP）：每個(gè)金屬原子周?chē)?2個(gè)最近鄰金屬原子，形成六邊形密堆積結(jié)構(gòu)。

3.金屬晶體的物理性質(zhì)

-導(dǎo)電性：金屬晶體中的自由電子可以自由移動(dòng)，因此金屬具有良好的導(dǎo)電性。

-導(dǎo)熱性：金屬晶體中的自由電子和金屬原子之間的碰撞可以傳遞熱量，因此金屬具有良好的導(dǎo)熱性。

-延展性：金屬晶體在受到外力作用時(shí)，可以發(fā)生塑性變形而不破裂，具有良好的延展性。

4.金屬晶體的化學(xué)性質(zhì)

-化學(xué)穩(wěn)定性：金屬晶體通常具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

-反應(yīng)活性：某些金屬在特定條件下可以與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如金屬與氧氣、酸、堿等的反應(yīng)。

5.金屬晶體的應(yīng)用

-金屬晶體在電子工業(yè)中的應(yīng)用：金屬晶體是制造電子元件和集成電路的重要材料。

-金屬晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用：金屬晶體可以用于制造各種合金和復(fù)合材料。

-金屬晶體在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：金屬晶體可以用于制造人工器官和醫(yī)療器械。

6.金屬晶體的實(shí)驗(yàn)研究方法

-X射線衍射：通過(guò)X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以確定金屬晶體的結(jié)構(gòu)和晶體學(xué)參數(shù)。

-電子顯微鏡：利用電子顯微鏡可以觀察金屬晶體的微觀結(jié)構(gòu)。

-熱分析：通過(guò)熱分析實(shí)驗(yàn)可以研究金屬晶體的熱穩(wěn)定性和相變行為。

7.金屬晶體的研究進(jìn)展

-新型金屬晶體材料的發(fā)現(xiàn)：科學(xué)家們不斷發(fā)現(xiàn)新的金屬晶體材料，具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。

-金屬晶體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究：通過(guò)深入研究金屬晶體的結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化金屬材料的性能。

-金屬晶體在能源和環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用：金屬晶體在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護(hù)方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①金屬晶體的基本概念

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：金屬晶體的定義、金屬鍵的特點(diǎn)

-關(guān)鍵詞：金屬原子、金屬鍵、規(guī)則排列

-重點(diǎn)句子：金屬晶體是由金屬原子通過(guò)金屬鍵結(jié)合形成的具有規(guī)則排列的晶體結(jié)構(gòu)。

②金屬晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：體心立方結(jié)構(gòu)、面心立方結(jié)構(gòu)、六方密堆積結(jié)構(gòu)

-關(guān)鍵詞：晶胞、最近鄰原子、堆積方式

-重點(diǎn)句子：金屬晶體常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型包括體心立方結(jié)構(gòu)、面心立方結(jié)構(gòu)和六方密堆積結(jié)構(gòu)。

③金屬晶體的物理性質(zhì)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性

-關(guān)鍵詞：自由電子、塑性變形、相變

-重點(diǎn)句子：金屬晶體具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，這些性質(zhì)與其自由電子和金屬鍵結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

④金屬晶體的化學(xué)性質(zhì)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性、反應(yīng)活性

-關(guān)鍵詞：氧化、還原、離子交換

-重點(diǎn)句子：金屬晶體通常具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，但在特定條件下可以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

⑤金屬晶體的應(yīng)用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電子工業(yè)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)

-關(guān)鍵詞：合金、復(fù)合材料、人工器官

-重點(diǎn)句子：金屬晶體在電子工業(yè)、材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

⑥金屬晶體的實(shí)驗(yàn)研究方法

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：X射線衍射、電子顯微鏡、熱分析

-關(guān)鍵詞：晶體學(xué)、微觀結(jié)構(gòu)、相變行為