金属晶体

一、教学目标

     1、知识与技能：

（1）了解金属的性质和形成原因；（2）掌握金属键的本质——“电子气理论”；（3）能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质。

2、过程与方法：

（1）通过对金属单质的物理性质异同点的比较与分析，培养学生运用理论解释实际问题的能力；（2）通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生观察能力，空间想像能力等。

3、情感态度与价值观：

（1）通过对金属健、金属晶体学习与认识，激发学生探索认识微观世界的兴趣；（2）通过对金属单质物理性质的学习，进一步坚定“结构决定性质”这一研究物质性质的科学理念，形成正确的科学研究方法与科学态度。

二、教学的重点和难点

1、教学重点：金属晶体模型，金属晶体的结构与金属性质的关系

2、教学难点：金属晶体结构模型

三、教学过程

1.引入过程：

【引言】：生活中大家都用到过很多金属制品，知道它们有很多用途，其实这些都是由它们的物理性质决定的，那么，我们今天来学习金属晶体，共同来研究金属为什么会有这些共同的物理性质。

【投影图片】：展示的金属实物有金属导线（铜或铝）、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。

【过渡】 ： 从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢？

 2.教学步骤：

【学生】：阅读课本

【板书】：一、金属共同的物理性质

容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等

【教师问】：前面我们知道分子晶体和原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那金属为什么有这些共同的物理性质呢？

【学生答】：由金属类似的结构所决定

【教师问】金属有怎样类似的结构？（多媒体展示金属晶体的结构示意图）

【学生答】金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。

【教师问】同是带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地堆积在一起呢？电子到哪里去了呢？

【教师分析】带负电的电子在金属阳离子之间自由运动。在金属晶体里，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中并被许多金属离子所共有——“电子气理论”

【板书】二、金属晶体结构

金属晶体：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体

【教师问】构成金属晶体的粒子有哪些？

【教师分析】金属离子和自由电子之间的较强作用力就是金属键

金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小－金属键强，熔沸点高。

组成粒子：金属阳离子和自由电子

作用力：金属离子自由电子之间的较强作用——金属键

金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小——金属键强，熔沸点高

金属键的本质——“电子气理论”

【教师问】金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢？

【板书】三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系

【分组讨论】1．金属晶体结构与金属导电性的关系

 ①金属为什么易导电？ 

 ②金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电有什么不同？

 2．金属晶体结构与金属的导热性的关系     

金属为什么易导热？

 ①金属晶体导热过程中粒子运动情况如何？

 ②这些粒子通过什么方式传递热量？

 ③热量传递方向及最后整个金属晶体温度高低情况怎样？

 3．金属晶体结构与金属的延展性的关系

 ① 金属为什么有延展性？

 ② 金属键在金属延展过程中是否发生断裂？

（将学生分成三组，围绕以上问题进行讨论，并要求学生结合课前查阅的资料和讨论的结果整理成文，小组推选一代表准备解说，与其他同学交流）

随机点其中一组派学生代表解说问题一：金属晶体结构与金属导电性的关系

【学生代表一】

根据我们查阅的资料和小组的讨论，我们认为——金属导电,因为金属原子核还原性强,容易失去电子,从而在电场的作用下形成电流；非金属导电性差,因为它们往往氧化性强,原子核容易获得电子,换句话说,游离的电子几乎都被捕获.所以在电场下,无电子定向运动或很少.所以导电性差

【教师综合归纳分析】

（1）在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。

（2）电解质在熔融状态下导电、电解质溶液的导电粒子是自由移动的离子，而金属晶体的导电粒子是自由电子

随机点另外一组派学生代表解说问题二：金属晶体结构与金属的导热性的关系  

【学生代表二】

我们组认为：金属能导热，是因为有自由电子，就是两个原子有重叠部分，电子在重叠的轨道上运动，就能导热了！

【教师归纳分析】

自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。

请最后一组派学生代表解说问题三：金属晶体结构与金属的延展性的关系

【学生代表三】

对于金属的延展性，我们小组认为主要是，当金属受外力作用时，各层之间会发生相对滑动

【教师结合多媒体和教材图3－21综合归纳分析】

原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性，而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。（边讲述边演示多媒体）

【教师归纳小结】

1.金属晶体的结构与性质的关系

2.把刚学过的分子晶体、原子晶体和金属晶体进行比较

（列表小结，让学生填写）

 3.课后练习：

1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身的性质有关的是金属的(  )

  A.导电性    B.导热性     C.密度      D.熔点

2.金属Mg中含有的结构粒子是(    )

  A.Mg原子    B.只有Mg²⁺    C.Mg原子和Mg²⁺    D.Mg²⁺与自由电子

3.下列叙述中，一定是金属元素的是(    )

  A.最外层只有一个电子        B.核外最外电子层有1-2个电子    

  C.在反应中很容易失去电子    D.具有金属光泽的单质

4.下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是(     )

  A.导电、导热性    B.延展性     C.光亮而透明      D.熔点都很高

5.下列说法中正确的是(    )

  A.金属氧化物一定是碱性氧化物     B.金属的导电性随温度的升高而增强

  c.金属在反应中都表现还原性       D.金属对应的固态时形成金属晶体    

6.与金属的导电性和导热性有关的是(    )

  A.原子半径大小   B.最外层电子数的多少   C.金属的活泼性   D.自由电子

7.下列说法中正确的是(    )

A． 金属键的形成是因为金属离子与自由电子之间的相互作用

B． 金属晶体的熔沸点一定比原子晶体的低

C． 金属晶体中金属离子电荷数越多，离子半径越小，金属键就越弱

D． 金属晶体中金属键的强弱与金属原子和自由电子有关

四、教学反思

  1、良好的开始是成功的一半。本节课第一步从学生身边熟悉的实物入手，在课堂的一开始就抓住学生的注意力，这样的设 计可激发学生学习化学的热情，这是探究性教学中常用的一种方式。

2、本节课教学内容理论性很强，在授课过程中，除了善于设疑，采用启发引导和分组讨论的教学方法外，还把讲台让给学生，让学生通过讨论和查阅资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培养学生的协作精神和表达、应变能力。

3、注意新旧知识和相关学科之间的联系。讨论金属的性质时，让学生比较金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电的不同，以加深对金属导电原因的认识，同时也对旧知识进行了复习。

 4、学习了金属晶体的结构模型和性质特点并将其与刚学过的分子晶体、原子晶体进行比较，教会学生学习方法，强化对比手段，使学生掌握类比的方法，提高学生的分析问题和解决问题能力，使学生在推理的过程中掌握知识。

   5、整节内容的设计和教学方法符合学生的认知规律和心理特点，使学生真正成为学习的主体，教学效果良好。特别是在学生自主学习后让各自进行反思，交流成功的做法和不足之处，这样能更好地激发学生学习的积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，让学生在一次又一次的反思——提高——反思中使身心都能得到充分的发展。