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1、《金屬鍵金屬晶體》學案
第一課時
學習目標:
知識:1.了解金屬鍵的本質
2. 認識金屬鍵與金屬物理性質的辨證關系
3. 能正確分析金屬鍵的強弱
能力:引導學生進行自學探究和合作學習
情感:結合問題討論并深化金屬的物理性質的共性
學習重點:
金屬鍵與金屬物理性質的關系,金屬鍵強弱比較
學習難點:
金屬鍵強弱的比較
課標要求:
知道金屬鍵的涵義,能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質
教材助讀
一、 情境導入:大家都知道晶體有固定的幾何外形、有固定的熔點,水、干冰等都屬于分子 晶體,靠分子間作用力結合在一起,金剛石等都是原子晶體,靠共價鍵相互結合,那么我們 所熟悉的鐵
2、、鋁等金屬是不是晶體呢?它們又是靠什么作用結合在一起的呢?
二、 預習自測
1. 金屬鍵的概念: 和 之間的強烈的相互作用。
成鍵微粒: 和 。
本質:金屬陽離子和自由電子間的靜電作用。
特征:沒有飽和性和方向性。
2. 金屬鍵的形成:金屬原子的部分或全部外圍電子受 的束縛比較弱,在金屬晶體
內部,他們可以從原子上脫落下來,形成自由移動的 ,金屬原子失去部分或全
部 形成金屬離子。
3. 影響因素:影響金屬鍵強弱的主要因素有金屬元素的 、單位體積內 的
數(shù)目等。
4 ?金屬有哪些通性?
三、 學習建議
請同學們用3分鐘時間認真思考這些問題,結合自己的疑問開始
3、下面的探究學習。
四、 合作探究
1、 金屬導電和電解質溶液導電的區(qū)別?
2、 導熱是能量傳遞的一種形式,它必然是物質運動的結果,那么金屬晶體導熱過程中電子
氣中的自由電子擔當什么角色?
3、 大多數(shù)金屬都具有良好的延展性,而合金的延展性卻比較差,這是為什么?
4、 什么是原子化熱?原子化熱與金屬的硬度、熔點有何關系?
5、 判斷下列說法的正誤:
(1) .金屬元素的原子具有還原性,離子只有氧化性。 ()
(2) .金屬元素在化合物中的化合價一定顯正價。 ()
(3) .金屬元素在不同化合物中的化合價均不相同。 ()
(4) .金屬元素的單質在常溫下為金屬晶體。 ()
4、(5) .金屬離子與自由電子之間的強烈作用,在一定外力作用下,不因形變而消失。 ()
(6) .鈣的熔沸點低于鉀。()
(7) .溫度越高,金屬的導電性越好。 ()
(8) .金屬鍵越強,金屬晶體的硬度越大,熔沸點越高。 ()
訓練案
1 ?金屬晶體的形成是因為晶體中主要存在 ()
A. 金屬離子之間的相互作用 B .金屬原子之間的作用
C.金屬離子與自由電子間的相互作用 D ?金屬原子與自由電子間的相互作用
2 .金屬的下列性質中,不能用金屬晶體結構加以解釋的是 ()
A. 易導電 B .易導熱 C .有延展性 D .易銹蝕
3. 下列敘述正確的是 ()
A. 任何晶體
5、中,若含有陽離子也一定含有陰離子
B. 原子晶體中只含有共價鍵
C. 離子晶體中只含有離子鍵,不含有共價鍵
D. 分子晶體中只存在分子間作用力,不含有其他化學鍵
4. 金屬導電靠 ,電解質溶液導電靠 ___ ;金屬導電
能力隨溫度升高而 _ , 溶液導電能力隨溫度升高而 ___ .
5. 下列晶體中,金屬陽離子與自由電子間的作用最強的是 ( )
A、 Na B 、 Mg C 、 Al D 、 K
6. 金屬鍵的強弱與金屬價電子數(shù)的多少有關, 價電子數(shù)越多金屬鍵越強; 與金屬陽離子的半 徑大小也有關, 金屬陽離子的半徑越大, 金屬鍵越弱。 據(jù)此判斷下列金屬熔點逐漸升
6、高的是
( )
A. Li Na K B. Na Mg Al
C. Li Be Mg D. Li Na Mg
7. 試比較下列金屬熔點的高低和硬度大小。
(1) Na Mg Al (2)Li Na K Rb Cs (3)K Ca
8、 在自然界中能以游離態(tài)存在的元素是下列中的 ( )
A. 磷 B. 硅 C. 鈉 D. 金
9、 關于金屬性質和原因的描述不正確的是 ( )
A. 金屬一般具有銀白色光澤,是物理性質,與金屬鍵沒有關系
B. 金屬具有良好的導電性,是因為在金屬晶體中共享了金屬原子的價電子,形成了 “電子
氣”,在外電場的作用下自由電子定向移動便形成了電流,所以
7、金屬易導電
C. 金屬具有良好的導熱性能,是因為自由電子在受熱后,加快了運動速率,自由電子通過 與金屬離子發(fā)生碰撞,傳遞了能量
D. 金屬晶體具有良好的延展性,是因為金屬晶體中的原子層可以滑動而不破壞金屬鍵
第二課時
學習目標:
1. 了解金屬晶體的基本堆積方法。
2. 掌握晶 胞內微粒個數(shù)的計算方法
學習重點:
金屬晶體的基本堆積方法
學習難點:
晶胞內微粒個數(shù)的計算
課標要求:
知道晶胞的概念,理解晶胞內微粒個數(shù)的計算方法
教材助讀
一、 情景導入:自然界中許多固態(tài)物質都是晶體, 它們具有規(guī)則的幾何外形, 如晶瑩的雪花、
晶瑩剔透的石英等等,通常條件下,大多數(shù)
8、金屬單質及其合金也是晶體。
二、 預習自測
1、 什么是晶體?晶體具有什么特點?
2、 晶胞:能夠反映 的基本重復單位, 他在空間是 延伸的。
3、 金屬晶體的常見堆積方式
(1) 平面內:
金屬原子在平面上放置,可以有兩種排列方式: 和
(2) 三維空間:
金屬原子在三維空間案一定的規(guī)律堆積,有 4種基本堆積方式:
① 簡單立方,如
② 體心立方,如
③ 面心立方,如
④ 六方堆積,如
4、 晶胞內微粒個數(shù)的計算方法:
在晶胞中,處在立方體頂點的金屬原子為 個晶胞共享,處于立方體棱上的金屬原子
為 個晶胞共享,處于立方體面上的金屬原子為
9、 個晶胞共享,處于立
方體體心的金屬原子 。
三、 合作探究:
探究一、觀察金屬原子在平面內的兩種排列方式, 每個原子周圍有幾個原子與其直接相鄰 (要
求:距離最近且相等)?
探究二、簡單立方是怎樣堆積而成的?體心立方是怎樣堆積而成的?哪種堆積方式空間利用
率高?
探究三、觀察密置層原子的空間堆積方式,分別屬于什么類型的堆積?
探究四、結合P36問題解決,計算圖3-9金屬晶體中屬于一個面心立方晶胞的金屬原子的數(shù) 目。
1、(1)將等徑圓球在二維空間里進行排列, 可形成密置層和非密置層, 在圖1所示的半徑相
等的圓球的排列中, A屬于 層,配位數(shù)是 ;
10、B屬于 層,配位數(shù)是
(2)將非密置層一層一層地在三維空間里堆積,得到如圖 2所示的一種金屬晶體的晶胞,它
被稱為簡單立方堆積, 在這種晶體中,金屬原子的配位數(shù)是 ,平均每個晶胞所占有
的原子數(shù)目是 。
圏I
(3)有資料表明,只有釙的晶體中的原子具有如圖
2所示的堆積方式,釙位于元素周期表的
周期
族,元素符號是
,最外電子層的電子排布式是
2、關于體心立方堆積晶體 (右圖)的結構的敘述中正確的是
A.是密置層的一種堆積方式
B. 晶胞是六棱柱
C. 每個晶胞內含2個原子
D. 每個晶胞內含6個原子
3、單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特征如下圖乙
11、所示,原子之間相互位
置關系的平面圖如下圖丙所示。
乙
丙
若已知Al的原子半徑為d, NA代表阿伏
加德羅常數(shù),Al的相對原子質量為
M請回答:
① 晶胞中Al原子的配位數(shù)為
,一個晶胞中Al原子的數(shù)目為
② 該晶體的密度為
(用字母表示)。
關于金屬晶體的六方最密堆積的結構形式的敘述正確的是
A.
晶胞是六棱柱
B.
晶胞是六面體
C.
每個晶胞中含4個原子
D.
每個晶胞中含17個原子
(1)
結合金屬晶體的結構和性質,回答以下問題: 已知下列金屬晶體: Na、Po、K、Fe、Cu Mg Zn、Au其堆積方式為:
①簡單立方堆積的是 ;
②體心立方堆積的是 ;
③ 六方最密堆積的是 ;
④ 面心立方最密堆積的是 。
(2) 根據(jù)下列敘述,判斷一定為金屬晶體的是
A. 由分子間作用力形成,熔點很低
B. 由共價鍵結合形成網(wǎng)狀晶體,熔點很高
C. 固體有良好的導電性、傳熱性和延展性
(3) 下列關于金屬晶體的敘述正確的是 。
A. 常溫下,金屬單質都以金屬晶體形式存在
B. 金屬陽離子與自由電子之間的強烈作用,在一定外力作用下,不因形變而消失
C. 鈣的熔、沸點高于鉀
D. 溫度越高,金屬的導電性越好