2022高中化学金属晶体教案
教案背景
面向学生:√中学 □小学 2,学科:化学
课时:1
课前准备:结合学校的科技节布置学生利用网络资源查看微观粒子的堆积方式,并动手制作。
教师:多媒体课件的制作、视频资料的下载、教学案设计、基本堆积模型的制作
学生:用生活中的材料(乒乓球、玻璃球等)按照书上图准备一些模型的素材。学生自己动手做模型,感受晶体结构的奥秘 二、教学目标
知识与技能
(1)掌握金属原子堆积的4种基本模式。
(2)掌握金属晶体与分子晶体、原子晶体的区别
过程与方法
(1)通过对金属晶体结构的学习与研究,培养学生动手能力,让学生感受科学的魅力。培养学生严谨求实的科学态度和空间想像能力等
(2)通过对金属晶体、分子晶体、原子晶体在晶体结构上的区别和性质上的差异,培养学生分析问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观
(1)过对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)通过对三种晶体结构与性质的比较,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。 教材分析
本节是人教版化学选修3《物质结构与性质》第三章第三节的教学内容,是在第三章第一节《晶体的常识》和第二节《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体。学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识,对微观粒子的排列也有了一定的认识。同时在学习晶体的时候,学生已经通过上网搜索资料,学习了一些微观粒子的知识,对百度搜索的使用也比较熟练,能够较好的完成老师布置的课前预习。
本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、、共性、电子气理论、金属晶体的结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子堆积模型等,需要三个课时才能完成。本节课是第二课时,主要探究金属晶体4种基本堆积模型及与分子晶体、原子晶体比较。
四、教学的重点和难点
1、教学重点:金属晶体的4种基本堆积模型
2、教学难点:金属晶体的4种基本堆积模型
教学设计中根据课堂教学需要用百度在网上搜索“国庆阅兵式” 视频材料和微观晶胞图片等的相关教学材料,制作成PPT,使微观的粒子直观化,形象化,增强学生的空间想象能力。本节内容是在《晶体的常识》和《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体,学生已经具备了晶体和晶胞的初步知识,对微观粒子的排列也有了一定的认识,所以在平面排列和非密置层堆积的问题上,学生探究的方向明确,便于达成。本节中的难点在于密置层堆积形成的镁型和铜型的堆积方式,教师提出的探究问题正是本课的难点和重点,学生可以根据自己网上搜索的图片和制作的模型并结合教师的多媒体展示,共同完成探究的目标。 五、教学方法:
科学探究:质疑----实验----分析----解决---归纳---比较
多媒体课件与自制教具相结合的互动探究式课堂教学模式
师生探究模式:教师在互动探究过程中提供视频和图片材料支撑和方法指导,并主动参与到学习小组的探究活动中,关注探究过程中遇到的疑难问题或奇思妙想,及时把握学情,适时调控学生的探究进展和探究方向,在交流展示时适时恰当评价,调动学生的积极性,并形成集体性正确的观点和解题思路。
生生探究模式:学生在课前浏览网页、制作模型的过程中,就已经对金属晶体的堆积方式进行了自主探究并有了质疑。课堂上教师将学生分成多个学习小组,对某个问题或者多个问题进行探究,通过小组成员的合作,发挥集体的智慧,把自己的疑问探究透彻,并在交流互动中让所有人共享探究过程和探究结论。 六、教学过程
环节一:感受微观世界
【设计意图】从宏观世界的规则排列联想到微观粒子的有规则周期性排列,感受立体美,对称美,规则美。
【教师引入】【百度视频】阅兵式表演:
一个个整齐的方阵,由解放军战士有规律的周期性排列而形成,雄伟而壮观,我们正在学习的晶体的结构也有着异曲同工之妙。队列是人为的,那微粒是依靠什么呢?让我们一起回顾金属晶体的世界吧:
【复习回顾】学生回答:金属晶体
组成粒子:金属阳离子、自由电子
微粒间作用力:金属键(无方向性)
金属的共性:导电、导热性、延展性、金属光泽。
电子气理论:脱落的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有原子维系起来。
【质疑】为什么原子晶体没有延展性呢?
【百度搜索】原子晶体的图片
原子晶体中原子间的作用力是共价键,具有饱和性和方向性,受外力作用时,原子间的位移必然导致共价键的断裂,无延展性。
【小结】正是由于金属键无方向性的特点,我们可以把金属原子看成直径相同的小球紧密的堆积在一起,当然这种堆积是有规则的,呈周期性的。
环节二:探索微观世界(二维)
【设计意图】在二维平面中初步感受微粒堆积的规律,自己动手增加感性认识和兴趣。认识密置层与非密置层的不同。
教师:【试一试想一想】
1、金属原子在平面里的紧密排列有哪些方式?
2、除了书本上的两种以外还有其他形式吗?
3、这些不同的放置方式有什么特点?
学生四人一组动手操作:在一个自己准备的小方盒里排放小玻璃球。学生总结回答:只有两种方式:行列对齐和行列相错。配位数一个是4,一个是
总结:非密置层:行列对齐,四球一空,配位数为4
密置层: 行列交错,三球一空, 配位数为6
【PPT】
环节三:探索微观世界(三维)
教师:【动手试一试】将非密置层一层一层地在三维空间堆积起来,使相邻层的球紧密接触。除了书上的两种堆积方式外,是否可能有第三种方式?
学生:【分组操作】用自己准备好的三个非密置层,按照要求先试做课本上的两种,再尝试其他的方式。最后由学生代表总结发言。
【PPT】
【小结】金属晶体的原子堆积模型
简单立方堆积(Po):配位数:6,每个晶胞含有的原子数为1,空间占有率为:52%
体心立方堆积——钾型(碱金属):配位数:8,每个晶胞含有的原子数为2,空间占有率为:68%
环节四:探索微观世界(三维)
【设计意图】培养学生协作精神和动手能力,培养学生空间想像能力、发现问题、分析问题、解决问题和信息整理的能力。
教师:【过渡设疑】这两种堆积方式中,仍然有尽一半和三分之一的空间没有利用,有没有更好的堆积方式来提高金属原子的空间利用率呢?
【动手试一试】
将密置层一层一层地堆积起来,使相邻层的球紧密接触。在三维空间里又有哪些堆积方式?先试试书上介绍的两种方式【PPT】
第二层 对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1,3,5( 或对准 2,4,6
位,其情形是一样的 )
关键是第三层,对第一、二层来说,第三层可以有两种最紧密的堆积方式。
【PPT】【百度搜索】图片