33金属晶体优质课教案（人教版选修3）

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1、选修3《物质结构与性质》第三章第三节金属晶体二、金属晶体的原子堆积模型南阳市一高化学教研组教学目标知识目标：让学生了解金属晶体内原子的儿种常见堆积方式。能力目标：培养学生的空间想象能力、逻辑思维能力、动手能力和表达能力等。情感口标：培养学生实事求是，严谨求实，勇于创新的科学精神。教学重、难点金屈品体内原子的空间堆积方式教学方，去实验探究、小组合作、讨论学习教学准备1、学生以6-8人为一个学习小组，设组长一名负责主持小组活动，明确协调成员分工。2、每个学习组30个大小相同的乒乓球，剪子，双面胶。教学过程【引入新课】我们在生产和生活屮用到各种各

2、样的金属材料，研究发现，铁不同条件卜'呈现不同的晶体结构，912°C以下为体心立方晶体结构：称a-Fe；912〜1394°C为而心立方品体结构，称Y-Fe；铁原子在不同堆积方式下与碳形成我们现在所用到的性质不同的合金。那么金屈晶体原子的堆积方式到底如何呢？这节课我们共同來探讨。【过渡】通过上节课的学习，我们知道金屈键没冇方向性和饱和性，金屈品体结构的可看成直径相等的圆球相切紧密堆积，那么在研究小为了更形象便于操作，我们利用大小相同的乒乓球來代替。想知道它们在三维空间的排列，我们应该从几维空间开始研究呢？等径圆球在一维也就是一列上进行紧密堆积

3、的方式有儿种？只有一种，即一条直线。设计意图：培养学生科学思维，研究问题从简单到复杂，学生体会到科学探究的过程与方法，逐步形成科学的价值观。【合作探究11金属晶体原子在二维空间的堆积方式问题1、直径相等的小球（用乒乓球代替）有序紧密放置在平面上，堆积有几种方式？问题2、不同堆积方式小球的配位数分别是多少？哪种排列方式空间利用率最高？【学生活动】学生分小组制作模型，组长主持研究进程，小组成员间汇总各类情况逐一讨论。【投影】利用多媒体展示，学生排列结果介绍以卜•两种放置方式：【老师归纳】金属原子的平面堆积有两种方式：非密置层和密置层，第一•种得

4、到配位数为4的放置方式，为非密置层放置。第二种得到配位数为6的放置方式,为密置层放置。密置层放置空间利用率高。【过渡】我们继续讨论，原子在三维空间的排列。首先讨论每一层都为非密置层这种情况。【合作探究2】金属晶体原子在三维空间的堆积方式问题1、非密置层的等径小球在三维空间中冇几种堆积方式？配位数是多少？晶胞结构又如何呢？问题2、密置层的等径小球在三维空间中最紧密堆积方式冇几种？配位数是多少？晶胞结构又如何呢？【学生活动】学生分小组制作模型，组长主持研究进程，小组成员间汇总各类情况逐一讨论。对于问题1：【小组汇报】（1）取8个宜径相等的球体，

5、每4个球体按非密置层放置并粘在一起；在三维空间里，把两层球体按球体在同一直线上堆积，形成一立方体。（2）取12个直径相等的球体，每4个球体按非密置层放置并粘在一起，把上层球体放在下层球体形成的凹穴中，每层均照此方式堆积。【投影】(一)简单立方体堆积相邻非密置层原干的原于核在同一亘线上的堆积为淸晰起见，钱们使金属原千不相接融,以便更好地考察这种堆积的晶舱(―)体心立方堆积%03【老师归纳】(1)第一种堆积方式形成的晶胞是一个立方体，每个晶胞含1个原子，被称为简单立方堆积。这种堆积方式的空间利用率太低，只有金属针采取这种堆积方式。(2)第二种堆

6、积方式非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴屮，每层均照此堆积，每个晶胞含2个原子，被称为体心立方堆积。这种堆积方式的空间利用率显然比简单立方堆积的高多了，许多金属是这种堆积方式，如碱金属，又简称为钾型。【板书】1、简单立方堆积：晶胞中含有1个原子，如金属针(Po)。【板书】2、体心立方堆积(钾型)：晶胞中含有两个原子，如碱金属。对于问题2：【小组汇报】(1)按ABABABAB……的方式堆积。(2)按ABCABCABC•…・・的方式堆积。(2)按ABCABCABC……的方式堆积,面心立方最密堆积，又称为铜型。这两种堆积方式都是金屈

7、晶体的最密堆积，空间利用率最高，但所得的晶胞的形式不同。【板书】3、六方最密堆积(镁型)晶胞中含有2个原子，如金属镁，锌，钛等。4、面心立方最密堆积(铜型)晶胞中含有4个原子，如金属铜，金,【归纳总结】堆积模型采纳这种堆积的典型代表配位数晶胞含有的原子数简单立方堆积Po61体心立方堆积钾型Na、K、Fe82六方最密堆积镁型Mg、Zn、Ti122面心立方最密堆积铜型Cu.Ag.Au124扫描隧道显微镜(STM),原子力显微镜和X-射线衍射仪等人型仪器是科学家研究晶体结构最先进的手段。我们在了解金属品体原了堆积方式的情况卜•也可以冇目的冇选择的

8、掺杂其它原子或物质，改进合金的性能。相信在座的各位同学拥有了扎实的理论基础动手能力，不久的将来使用这些仪器，在晶体结构与性质研究方面取得好成绩。【教学反思】