小学美术课的教案

3.3金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案（人教版选修3）。

3.3金属晶体第1课时金属键、金属晶体的原子堆积模型学案（人教版选修3）

[目标要求]　1.掌握金属键的含义和金属晶体的结构特点。2.能用金属键理论解释金属的一些物理性质。3.掌握金属晶体的原子堆积模型的分类及结构特点。

一、金属键
1．本质
描述金属键本质的最简单理论是“________理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的__________形成遍布整块晶体的“__________”，被所有原子所共用，从而把所有金属原子维系在一起。
2．金属晶体
在金属单质的晶体中，原子之间以________相互结合，构成金属晶体的粒子是___和____________。
3．金属键的强度差别________，例如，金属钠的熔点较低，硬度较小，而钨是熔点最高的金属，这是由于________________________不同的缘故。一般来说，金属的____________越小，金属键越强，金属的____________越多，金属键越强。
4．金属材料有良好的延展性，由于金属键________方向性，当金属受到外力作用时，____________________________________而不会破坏金属键；金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的________________________________________发生定向移动；金属的热导率随温度升高而降低是由于在热的作用下，________________________频繁碰撞，阻碍了____________________的传递。
二、金属晶体的原子堆积模型
金属原子在二维平面里有两种排列方式，一种是“____________”(填“密置层”或“非密
置层”)，其配位数为______；另一种是____________(填“密置层”或“非密置层”)，其配位数为____。金属晶体可看作是金属原子在________空间中堆积而成，有如下基本模式：
1．简单立方堆积
是按“____________”(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，其空间利用率____________，晶胞构成：一个立方体，____个原子，如________。
2．体心立方堆积
是按____________(填“密置层”或“非密置层”)方式堆积而成，晶胞构成：________
立方，________个原子，如碱金属。
3．六方最密堆积和面心立方最密堆积
六方最密堆积和面心立方最密堆积是按照______________(填“密置层”或“非密置层”)的堆积方式堆积而成，配位数均为____，空间利用率均为______。
六方最密堆积：按________________方式堆积；面心立方最密堆积：按________________方式堆积。
三、石墨——混合晶体
1．结构特点——层状结构
(1)同层内，碳原子采用________杂化，以________________相结合，形成____________平面网状结构。所有碳原子的2p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。
(2)层与层之间以____________________。
2．晶体类型
石墨晶体中，既有____________，又有____________和____________，属于____________。
1．金属的下列性质中，不能用晶体结构加以解释的是()
A．易导电B．易导热C．有延展性D．易锈蚀
2．在金属晶体中，如果金属原子的价电子数越多，原子半径越小，自由电子与金属阳离子间的作用力就越大，金属的熔、沸点就越高。则下列各组金属熔、沸点的高低顺序，排列正确的是()
A．Mg＞Al＞CaB．Al＞Na＞Li
C．Al＞Mg＞CaD．Mg＞Ba＞Al
3.
右图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30gcm－3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：
(1)每一个晶胞中分摊到________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。
(3)计算钨的原子半径r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。

参考答案
基础落实
一、
1．电子气　价电子　电子气
2．金属键　金属阳离子　自由电子
3．很大　形成的金属键强弱　原子半径　价电子数
4．没有　晶体中的各原子层发生相对滑动　自由电子可以在外加电场作用下　自由电子与金属原子
自由电子对能量
二、
密置层　6　非密置层　4　三维
1．非密置层　比较低　1　钋(Po)
2．非密置层　体心　2
3．密置层　12　74%　ABABAB…　ABCABC……
三、
1．(1)sp2　共价键　正六边形　(2)范德华力相结合
2．共价键　金属键　范德华力　混合晶体
课堂练习
1．D　[金属的晶体结构只能解释金属有金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等物理性质，是否容易生锈是金属的化学性质，只能用金属的原子结构加以解释。]
2．C
3．(1)2　(2)3.16×10－8cm　(3)1.37×10－8cm
解析　(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。
(2)应用基本关系式：Mρ＝VNAx，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。

延伸阅读

金属键

教学时间第十八周6月17日本模块第11课时
教学
课题专题[专题3微粒间作用力与物质性质
单元第一单元金属键金属晶体
节题第一课时金属键与金属特性
教学目标知识与技能1、知道金属键的涵义，知道决定金属键强弱的主要因素。
2．能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
过程与方法进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力和联想比较思维能力。
情感态度
与价值观通过学习金属特性，体会化学在生活中的应用，增强学习化学的兴趣；
教学重点金属键理论解释金属的一些物理性质
教学难点金属键的涵义
教学方法探究讲练结合
教学准备
教

教师主导活动学生主体活动
[提问]
1．金属有哪些物理共性？
2．金属原子的外层电子结构、原子半径和电离能？
[讲解]一、金属特性：
二、金属键：
（讲解）金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。金属晶体的组成粒子：金属阳离子和自由电子。金属离子通过吸引自由电子联系在一起,形成金属晶体.经典的金属键理论把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子，金属原子则“浸泡”在“自由电子”的“海洋”之中。　金属键的形象说法:“失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”.
金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。这种键既没有方向性也没有饱和性，
1．构成微粒：金属阳离子和自由电子
2．金属键：金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用
3．成键特征：自由电子被许多金属离子所共有；无方向性、饱和性

阅读P28

回答：容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等

简单讲述

教
学
过
程教师主导活动学生主体活动
三、金属键对金属通性的解释
1．金属导电性：
在金属晶体中，充满着自由电子，而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移动，因而形成电流，所以金属容易导电

3．金属延展性：
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在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。因此，金属都有良好的延展性

4．金属晶体结构具有金属光泽和颜色
由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。
四、金属的熔、沸点、硬度与金属键的关系
【学生分组讨论】课本P29根据表中的数据，总结影响金属键的因素。
1．原子化热：1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
【讲解】金属键无方向性,无固定的键能,金属键的强弱和自由电子的多少有关,也和离子半径、电子层结构等其它许多因素有关,很复杂.金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量.金属原子化热是指1mol金属变成气态原子所需要的热量.金属原子化热数值小时,其熔点低,质地软;反之,则熔点高,硬度大.
2．影响金属键强弱的因素：原子半径、单位体积的自由电子的数目等

自由电子

讨论

自由电子

金属键

简单讲述

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多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔沸点越高。

教
学
过
程教师主导活动学生主体活动
【说明】：不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。
【问题解决】
1．试比较下列金属熔点的高低和硬度大小。
（1）NaMgAl（2）LiNaKRbCs（3）KCa
2．为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低？
比较金属键

随原子半径增大金属键减弱。
【课堂小结】结构性质
金属键

金属内部的特殊结构金属的物理共性

金属阳离子自由电子原子化热导电性导热性延展性

金属阳离子半径、自由电子数熔沸点高低、硬度大小

板书计划
反馈

【典型例题】
1．金属晶体的形成是因为晶体中存在（）
A.金属离子间的相互作用B．金属原子间的相互作用
C.金属离子与自由电子间的相互作用D.金属原子与自由电子间的相互作用
2．金属能导电的原因是（）
A．金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
3．下列叙述正确的是（）
A．任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
B．原子晶体中只含有共价键
C．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键
【课后练习】
1．下列叙述中，可以肯定是一种主族金属元素的是（）
A．原子最外层有3个电子的一种金属
B．熔点低于100℃的一种金属
C．次外电子层上有8个电子的一种金属
D．除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属
2．金属晶体的形成是因为晶体中主要存在（）
A．金属离子之间的相互作用B．金属原子之间的作用
C．金属离子与自由电子间的相互作用D．金属原子与自由电子间的相互作用
3．金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是（）
A．导电性B．化学反应中易失去电子　
C．延展性D．硬度
4．在金属晶体中，自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递，可以用此来解释的金属的物
理性质是（）
A．延展性B．导电性C．导热性D．硬度
5．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是（）
A．易导电B．易导热C．有延展性D．易锈蚀
6．试比较下列金属熔点的高低，并解释之。
（1）Na、Mg、Al（2）Li、Na、K、Rb、Cs

《金属晶体》教学设计

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《离子晶体、分子晶体和原子晶体》（第3课时）教学设计

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