3.2 几种简单的晶体结构模型-金属键与金属晶体 第一课时 教学设计 2023-2024学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

鲁科版选择性必修 2第三章第 2节《金属键与金属晶体》第一课时教学设计 【教学设计说明】 本节课是学生在认识晶体的基础上，以首课中的海昏侯墓及三星堆文化中出土的金属文物为引入，以生活中常见的厨房用品—铝箔纸作为课堂探究主角，引导学生主动思考金属内部结构及作用力，由于学生在第二章已经建立了化学键的基础模型，因此学生可以通过自己查阅、小组讨论理解金属键的概念、成键微粒、本质和特征，并会使用该模型解释铝箔纸的优良物理性质，在此过程体会结构决定性质，性质决定用途的化学思想。之后通过观看模拟常见的金属晶体堆积方式的动画，并以小组为单位亲自动手制作典型金属晶体结构模型，学生互评，教师点拨，以认识常见金属晶体的结构特点。最后引导学生发散思维思考生活中其他铝制品，引出合金的概念，以帮助学生认识研究物质结构有助于了解材料的结构与性能的关系，对优化物质结构、改善材料性能具有重要意义。 【核心素养发展目标】 1.通过对金属熔点的观察，得出金属键的实质，并能运用金属键模型解释金属的某些典型性质。 2.通过制作典型金属晶体结构模型，认识常见金属晶体的结构特点，发展“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。 3.认识研究物质结构有助于了解材料的结构与性能的关系，对优化物质结构、改善材料性能具有重要意义。 【教学重难点】 借助金属晶体堆积模型认识金属晶体结构特点。能够利用金属晶体结构解释金属的物理性质 教学过程 学生活动 设计意图 【情境导入】[展示]实物;食品用铝箔纸。[引入]同学们，铝箔纸是常见的厨房用品，结合大家课下的观察与资料收集，哪个小组的同学能来给大家汇报一下食品用铝箔纸的优点呢？ [点评]感谢四组同学的分享，通过调查我们发现家用铝箔纸的熔点较高，其实很多金属的熔点都较高，例如铜、铁、钨。 [展示]铜、铁、钨的熔点表格。 [追问]从其内部结构进行分析，金属单质内是否存在作用力呢？这种作用力强弱如何呢？这种相互作用的实质又是什么呢？探究金属键 [展示]动画模拟金属内部结构。 [引导]结合金属元素的电负性，通过观察金属的内部结构，同学们猜测一下，这里带正电荷的微粒是？无规则运动的微粒呢？那金属中的电子运动情况和我们之前学习的共价键中共用电子对之间有什么区别？ [引入]大家说的都很对，这就是金属键模型，我们一起整理一下它的概念、成键微粒、本质和特征。 [提问]那么金属键的强弱与哪些因素有关呢？ [展示]li Na Mg Al K的原子结构和熔沸点数据表格。 [补充]金属熔化必须破坏其中的金属键，不同金属的熔沸点不同，请结合数据思考：金属的熔沸点与哪些因素有关呢？ [结论]金属熔沸点的高低取决于金属键的强弱，金属键的强弱与金属阳离子的半径及其所带电荷数有关。 【项目活动一】用金属键的模型解释食品用铝箔的优点 [引入]我们已经学习了金属键模型，接下来请大家结合课本 69页，以小组为单位进行讨论，尝试用金属键的模型解释食品用铝箔的优点，用时 3分钟。 [提问]哪个小组的同学能来给大家汇报一下？ [过渡]对于其中延展性又该如何解释呢？ [引导]金属键的特征是没有方向性和饱和性，因此我们在分析金属时可以看做是等径圆球即金属原子的堆积，形成的晶体叫做金属晶体。探究金属晶体 [引入]那么，等径圆球在平面上的堆积方式有几种呢？结合生活中水果的堆积方式，我们将其简单化，可得在二维平面上其堆积方式有非密置层和密置层。在三维立体空间上金属晶体的堆积情况又是怎样的呢？[展示]动画模拟常见的金属晶体堆积方式：简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积、六方最密堆积。 【项目活动二】利用轻质粘土制作常见金属晶体结构模型 [过渡]在观看了动画后，相信大家已经开始跃跃欲试了，接下来就请大家分小组结合课本 98页表 3-2-1，利用轻质粘土制作常见金属晶体结构模型，并结合下图辅助线的提示，描述其晶胞的结构特点，并利用均摊法计算晶胞中含有的原子数，用时 5分钟。 [提问]哪个小组的同学能来给大家展示一下你们小组的作品？ [点评]教师点评。 [归纳总结]通过亲自动手，我们了解了三种常见的金属晶体堆积模型，第一种面心立方堆积，晶胞含有的金属原子个数为 4，第二种体心立方堆积，晶胞中所含有的金属原子个数为 2，第三种六方最密堆积，晶胞中所含有的金属原子个数为 2。 [展示]外力作用下金属内部结构变化。 [提问]在认识了金属晶体的概念和常见结构模型之后，结合图示同学们是否能利用金属晶体的知识去解释铝箔纸延展性好的优点呢？ [追问]铝箔作为金属也具有较好的导电性，你能否从金属键模型的角度分析其原因呢？ [点评]同学们回答得很好，结合外加电场下自由电子的移动图示，我们能更加清晰直观地观察：在外加电场的作用下自由电子定向移动产生电流。 【课堂总结】这节课我们通过分析金属晶体的熔点认识了金属键