最新苏教版高中化学选修三3.1《金属键金属晶体》参考教案优秀名师资料

金属晶体1.教材设计的特点苏教版《物质结构与性质》专题三第一单元中，金属晶体这部分是内容是过去老教材里末曾出现过的，对于教师来说，虽然大学里学过了，但已所剩无几了，更是无教授这部分内容的经验可言了。

对于学生来说，虽说学生已在数学课上学过立体几何知识，但从末在实际当中应用过。

为了使学生能够准确地认识晶胞的概念，教材采用了类比的方法。

根据学生的认知水平，安排了学生探究等径球在平面内的不同排列方式，在此基础上，教材列举了金属晶体的简单立方、面心立方堆积和体心立方堆积三种堆积方式的晶胞（六方堆积只作简略说明），并讨论了各种位置上的原子在晶胞中所占的份额。

基于学生的现有水平，很难理解三种晶胞的堆积方式，特别是这三种晶胞是如何得来的，为了能让学生能够理解，本人对此作了处理，采用了动态模型来完成了教学，只要利用PPT即可做到，不必使用3DMAX等较复杂的软件，并用了开发了抽体法得到晶胞，课堂效果很好。

2.教学目标借助实物模型、计算机软件模拟、视频等多种直观手段，让学生在教师的指导下，自己探究金属晶体内原子的堆积方式的可能性，能正确利用均摊法计算晶胞中原子的个数，训练学生的动手能力和空间想象能力，降低学习的内容的抽象性，促进学生对相关内容的理解和认识，发展学生的“微观探析”、“模型认知”、“科学态度”等化学学科核心素养。

通过对金属晶体结构中可能堆积方式的活动与探究，培养学生的合作意识，激发学生学习化学的兴趣；养成严谨求实的学习品质、良好的科学态度和探索精神。

3．教学重点和难点：金属晶体内原子的空间堆积方式教具准备：PPT课件、若干个乒乓球、一个190×152×152的透明塑料盒、四种堆积方式晶胞抽体模型等。

4．教学过程：[复习]晶体的概念、晶体为什么具有规则的几何外形呢?什么是晶胞？何为金属晶体？[多媒体播放]开国大典上的阅兵，整齐的对伍是有规则的排列[过渡]金属晶体中，金属键使金属原子有序规则地排列。

第二课时[学习内容] 认识金属晶体根本结构【引入】展示：雪花、石英、食盐、铝的晶体结构图，大多数的金属及其合金也是晶体，具有规那么的几何外形。

【阅读】课本P30 化学史话：人类对晶体结构的认识。

【板书】一、晶体与非晶体晶体:具有规那么几何外形的固体非晶体:没有规那么几何外形的固体二、晶体的特性1、有规那么的几何外形2、有固定的熔沸点3、各向异性(强度、导热性、光学性质等〕三、晶体的分类(依据：构成晶体的粒子种类及粒子之间的作用)分为：金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体、混合晶体。

【板书】§3-1-2 金属晶体一、金属晶体的密堆积结构【展示】钠晶体的堆积方式，讲解晶胞的概念。

【板书】1、晶胞：金属晶体中能够反映晶体结构特征的根本重复单位【讲解】晶体的结构是晶胞在空间连续重复延伸而形成的。

晶胞与晶体的关系如同砖块与墙的关系。

在金属晶体中，金属原子如同半径相等的小球一样，彼此相切、紧密堆积成晶体。

金属晶体中金属原子的紧密堆积是有一定规律的。

【展示】金属晶体的原子平面堆积模型〔a〕非密置层〔b〕密置层【设问】哪种排列方式圆球周围剩余空隙最小【投影并讲解】金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的. 下面的刚性球模型来讨论堆积方式.在一个层中，最紧密的堆积方式是，一个球与周围6 个球相切，在中心的周围形成6 个凹位，将其算为第一层.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 位(假设对准2, 4, 6 位, 其情形是一样的).关键是第三层, 对第一、二层来说, 可以有两种最紧密的堆积方式: 第一种是将球对准第一层的球, 于是每两层形成一个周期，即ABAB 堆积方式，形成六方紧密堆积, 配位数12 (同层6, 上下各3). 此种六方紧密堆积的前视图:另一种是将球对准第一层的2, 4, 6 位, 不同于AB 两层的位置,这是C 层. 第四层再排A, 于是形成ABCABC 三层一个周期. 得到面心立方堆积, 配位数12.这两种堆积都是最紧密堆积, 空间利用率为74.05%.还有一种空间利用率稍低的堆积方式, 立方体心堆积: 立方体8 个顶点上的球互不相切, 但均与体心位置上的球相切. 配位数8, 空间利用率为68.02%【板书】2.金属晶体的常见的三种堆积方式：(1)六方堆积. 如镁、锌、钛等(2) )面心立方堆积。

金属晶体教学目标1、理解金属晶体的概念、构成及物理性质特征2、了解金属晶体中晶胞的堆积方式3、掌握有关晶胞的计算教学重点 1.金属晶体的概念、构成及物理性质特征2. 有关晶胞的计算教学难点金属晶体中晶胞的堆积方式教学方法讲授、归纳总结、练习法电脑图片等教学过程教学内容引入[知识回顾]金属键以及金属特性[知识梳理]1.金属晶体（1）.定义：（2）.构成：（3）.存在：（4）.物理性质：（5）.具有规则的几何外形。

2.晶胞的堆积方式金属晶体是由若干个能够反映晶体结构特征的单元——排列形成的。

不同的金属，晶胞在其内部有不同的排列方式，一般可以分为三类。

(1)六方堆积类型：常见金属如：镁、锌、钛等。

(2)面心立方堆积类型：常见金属如：金、银、铜、铝等。

(3)体心立方体堆积类型：常见金属如：钠、钾、铬、钼等。

3. 晶胞中原子数目计算(1).处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1／8属于该晶胞；(2).处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1／4属于该晶胞；(3).处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1／2属于该晶胞；(4).处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。

例如：如图所示晶体的一个晶胞中，有C粒子个有D粒子：个，故C与D的个数比为，晶体的化学式为。

4.合金：(1)定义：把两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。

(2)特点①合金的熔点比其成分中金属 (低，高，介于两种成分金属的熔点之间；)②具有比各成分金属更好的硬度、强度和机械加工性能。

介绍：①金属铝很软，但如果将铝与铜、镁按一定比例混合，经高温熔融后冷却可以得到硬铝，硬度大大提高。

（铝合金门窗）②合金是工业产品中极为重要的材料。

例如，含铝22％的锌铝合金在250℃左右以每秒0．1%～0．01%的速度拉伸，可得到l0倍于原来的延伸；铁暴露在空气中容易生锈，但如果在普通钢里加入约15%的铬和约0．5％的镍，它就成为耐酸的不锈钢。

[核心素养发展目标] １．能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及粒子之间的相互作用，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。

２．能利用金属晶体的通性判断晶体类型，进一步理解金属晶体中各微粒之间的作用力，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析晶胞组成，强化证据推理与模型认知的学科核心素养。

一、金属晶体１．概念（１）晶体：内部粒子（原子、离子或分子）在空间呈现有规则重复排列，外观具有规则几何外形的固体物质，通常条件下，金属单质及其合金属于晶体。

（２）晶胞：能够反映晶体结构特征的基本重复单位。

金属晶体是金属晶胞在空间连续重复延伸而形成的。

（３）金属晶体：通过金属阳离子与自由电子之间的强烈的作用而形成的晶体。

２．金属晶体的常见堆积方式（１）金属原子在二维平面中放置的两种方式金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。

把它们放置在平面上（即二维空间里），可有两种方式——a：非密置层，b：密置层（如下图所示）。

知识拓展１晶体中一个原子周围距离相等且最近的原子的数目叫配位数。

分析上图非密置层的配位数是４，密置层的配位数是6。

２密置层放置时，平面的利用率比非密置层的要高。

（２）金属晶体的原子在三维空间里的４种堆积模型金属原子在三维空间按一定的规律堆积，有４种基本堆积方式。

堆积方式图式实例简单立方堆积钋体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨等面心立方堆积金、银、铜、铅等六方堆积镁、锌、钛等相关链接（１）堆积原理组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都服从紧密堆积原理。

这是因为在金属晶体中，金属键没有方向性和饱和性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。

（２）常见的堆积模型堆积模型采纳这种堆积的典型代表晶胞配位数空间利用率每个晶胞所含原子数非密置层简单立方堆积Po（钋）6５２%１体心立方堆积Na、K、Fe868%２密置六方堆积Mg、Zn、Ti１２7４%6层面心立方堆积Cu、Ag、Au１２7４%４例１对图中某金属晶体结构的模型进行分析，有关说法正确的是（）A．该种堆积方式称为六方堆积B．该种堆积方式称为体心立方堆积C．该种堆积方式称为面心立方堆积D．金属Mg就属于此种堆积方式答案C解析由图示知该堆积方式为面心立方堆积，A、B错误，C正确，Mg是六方堆积，D错误。

学习资料第1课时金属键与金属特性［核心素养发展目标］ 1.了解金属键的概念，理解金属键的本质和特征，能利用金属键解释金属单质的某些性质,促进宏观辨识与微观探析的学科核心素养的发展。

2.能结合原子半径、原子化热解释、比较金属单质性质的差异，促进证据推理与模型认知的学科核心素养的发展。

一、金属键1．概念：指金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。

2．成键微粒:金属阳离子和自由电子.3．特征:没有方向性和饱和性.4．存在：存在于金属单质和合金中。

自由电子不是专属于某个特定的金属阳离子，即每个金属阳离子均可享有所有的自由电子，但都不可能独占某个或某几个自由电子，电子在整块金属中自由运动.例1下列关于金属键的叙述中,不正确的是( )A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离子键类似,也是一种电性作用B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，有方向性和饱和性C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的强烈的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动答案 B解析从基本构成微粒的性质看,金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性;自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看,金属键无方向性和饱和性。

例2下列物质中只含有阳离子的物质是（）A．氯化钠B．金刚石C．金属铝D．氯气答案 C解析氯化钠是离子化合物，既含阳离子又含阴离子；金属铝中含有阳离子和自由电子；金刚石由原子组成，氯气由分子组成，都不含阳离子,故C正确。

易误提醒某物质有阳离子，但不一定有阴离子；而有阴离子时,则一定有阳离子。

二、金属的物理性质1．物理特性分析(1）良好的导电性:金属中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动.（2）金属的导热性：是自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换,从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。

第三节金属键金属晶体一、金属键1、金属晶体定义：由和通过键形成的具有一定几何外形的晶体。

2、构成微粒：和。

3、微粒间的作用力：键。

4、金属的物理通性（用电子气理论解释）“电子气理论”：金属原子脱落下来的形成遍布整块晶体的“”，被所有原子共用，金属键就是将所有原子维系在一起的这种金属脱落价电子后形成的离子与“价电子气”之间的强烈的相互作用。

①导电性：在外加电场作用下定向移动，所以能导电。

比较电解质溶液、金属晶体导电的区别类别电解质溶液金属晶体导电粒子过程（填化学变化、物理变化）温度影响温度越高，导电能力越温度越高，导电能力越②导热性：与碰撞传递热量。

温度升高金属的导热率。

③延展性：相对滑动,金属离子与自由电子仍保持相互作用。

④硬度和熔沸点：与金属键的强弱有关。

一般规律：原子半径越小、金属键就越价电子数（即阳离子的的电荷）越，金属键就越。

金属键的强弱影响金属晶体的物理性质。

金属键越强，硬度就越，熔沸点就越。

练习：比较下列金属的熔点：Li Na K Rb；Na Mg Al二、金属晶体的原子堆积模型1.如果把金属晶体中的原子看成直径相等的球体,把他们放置在平面上,有几种方式?(非最紧密排列)非密置层(最紧密排列)密置层配位数为配位数为⑴.非密置层在三维空间堆积方式简单立方(如钋),平均每个晶胞含一个原子体心立方(钾型),平均每个晶胞含二个原子⑵.密置层在三维空间堆积方式AB型：六方堆积ABC型：面心立方堆积归纳：2、金属晶体原子堆积模型类型简单立方体心立方钾型面心立方铜型六方堆积镁型代表金属配位数(晶体结构中，与任何一个原子最近的原子数目)晶胞占有的原子数原子半径（r ）与立方体边长为（a ） 的关系 注：相邻的球彼此接触r(原子)=2a注：体心对角线上的球彼此接触注：立方体面上对角线上的球彼此接触不做计算要求。

空间利用率 （晶胞中原子的体积占晶胞空间的百分率）归纳：3、四种晶体的比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体 金属晶体 定义阴阳离子间通过 形成的晶体分子间通过形成的晶体相邻原子间通过结合而成的立体网状的晶体 由 和间相互作用形成的晶体构成粒子、 粒子间作用力代表物NaCl ，NaOH ，MgSO 4干冰，I 2，P 4，H 2O CO 2金刚石，SiC ，晶体硅，SiO 2镁、铁、金、钠物理性质硬度较，熔点、沸点较，多数易溶于水等极性溶剂；熔化或溶于水时能导电。

第一单元金属键金属晶体一、金属键与金属特性1．金属键(1）概念:________与________之间强烈的相互作用称为金属键.(2）成键微粒：________和________。

（3)金属键的本质：________和________之间的静电作用。

(4)金属键的特征:无______.(5）金属键的强弱：①金属键的强弱用____________来衡量。

金属的原子化热是指___________________。

②影响金属键强弱的主要因素有____________、____________________等.一般而言，金属元素的________越小，单位体积内________的数目越多，金属键越强。

③金属键的强弱影响着金属的______、______和______等物理性质。

2．金属的物理性质（1)金属的物理性质有____光泽，有______、______和______，多数具有较高的熔点,硬度较大。

(2)金属键与金属性质的关系用金属键理论解释金属的物理性质①金属有良好的导电性是由于________________________。

②金属有良好的导热性是由于____________________________________。

③金属有良好的延展性是由于____________________________________________。

④金属的硬度和熔、沸点等物理性质取决于金属内部金属键的强弱。

一般而言，金属键越强,金属硬度____,熔、沸点____.说明：①金属的延展性是相对的，有限度的。

②金属晶体的颜色不尽相同，大多数为银白色,有的为其他颜色，如铜为红色，金为黄色。

③金属晶体的硬度和熔、沸点更是多种多样，如碱金属的硬度和熔、沸点都很低，钨等熔点又很高。

预习交流1金属导电和电解质溶液导电有什么本质区别？二、金属晶体1．晶体（1）晶体与非晶体晶体具有__________外形，____(填“有"或“没有"，下同)固定熔点；非晶体的外形不规则，____固定熔点。

3.1 金属键金属晶体学案（苏教版选修3）知识回顾通过必修课的学习，我们已经学习了金属元素，以及它们的物理性质和化学性质，下面回顾一下金属元素在元素周期表中的位置及原子结构特征：目前元素周期表中排列的112种元素中，金属元素有90种，约占4/5，非金属元素有22种。

金属元素在周期表中位于左下方，大多数金属元素原子最外层只有1—3个电子，某些金属（Sn、Pb、Bi）等最外层虽然有4—5个电子，但它们的电子数较多，原子半径较大，原子核对核外电子的吸引力较小，容易失去电子，在化学反应中，金属元素原子只能失去电子，不能得到电子，即金属元素在化合物中只显正价，不显负价；金属单质只有还原性，没有氧化性等。

金属制品在生产、生活中随处可见，在各个领域发挥着各式各样的作用，如钢铁、铝合金等。

铝合金主要用于建筑业和包装业；金和它的合金几乎能达到各种电子元件对稳定性、导电性、韧性、延展性等的要求；银在有机合成、能源开发、材料制造等方面的应用越来越被重视；铜具有良好的导电性、导热性，在电气和电子工业中主要用于制造电线、通迅电缆等；另外一些新的金属材料相继被开发出来并应用于工、农业生产和高科技领域。

疏导引导知识点1：金属键1.定义：金属离子与自由电子之间的强烈的相互作用，称为金属键。

2.形成过程：金属原子的部分或全部外层（一般指最外层或次外层）电子因受原子核的束缚较弱，从原子上“脱落”下来，形成自由移动的电子，金属原子失去电子后形成金属离子，这样金属离子与自由电子之间就存在强烈的相互作用。

金属键存在于金属单质或合金中。

3.强弱的衡量标准：金属的原子化热是指1 mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。

4.影响因素：金属元素的原子半径及单位体积内自由电子的数目；一般金属元素的原子半径越小，单位体积内自由电子的数目越大，金属键越强。

5.对物理性质的影响：通常，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔沸点越高。

知识点2：金属的物理性质1.金属都具有金属光泽、导电性、延展性等，造成它们共性的原因是金属晶体中的金属键和金属原子的堆砌方式。