化学选修3 物质结构与性质第三节 金属晶体教学设计及反思

这是一份化学选修3 物质结构与性质第三节 金属晶体教学设计及反思，共13页。

《金属晶体》教学设计
东莞市第一中学 余佳哲
一、 教学内容
1、课标中的内容
（1）知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质
（2）知道金属晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体、原子晶体的区别
2、教材中的内容
本节课是人教版化学选修三第三章第三节的教学内容，是在第二章《分子结构与性质》、第三章第一节《晶体的常识》和第二节《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体。
本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子堆积模型等，需要三个课时才能完成。本节课是第一课时，主要探究金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系。
二、教学对象分析
1、知识技能方面：学生在前一章已经学习了晶体的基本性质、晶体的特点与内部质点排列的关系等，具有一定的基本理论知识和技能知识。
2、学习方法方面：上一节研究过分子晶体和原子晶体的结构和性质，已初步有了“结构决定性质”的思维理念，具有一定的学习方法基础。
三、设计思想
总的思路是从同学们身边的实物入手，充分利用直观教学手段，帮助学生正确理解金属晶体的概念。注意新旧知识和相关学科之间的联系。讨论金属的性质时，让学生比较金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电的不同，以加深对金属导电原因的认识，同时也对旧知识进行了复习。根据新课标的要求，本人在教学过程中以小组讨论探究法代替直接讲授，以学生为主体，让学生猜想，让学生解说答辩，让学生总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的理念。教会学生学习方法，强化对比手段，使学生掌握类比的方法，提高学生的分析问题和解决问题能力，使学生在推理的过程中掌握知识。
四、教学目标
1、知识与技能：
（1）了解金属的性质和形成原因；（2）掌握金属键的本质——“电子气理论”；（3）能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质。

2、过程与方法：
（1）通过对金属单质的物理性质异同点的比较与分析，培养学生运用理论解释实际问题的能力；（2）通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生观察能力，空间想像能力等。
3、情感态度与价值观：
（1）通过对金属健、金属晶体学习与认识，激发学生探索认识微观世界的兴趣；（2）通过对金属单质物理性质的学习，进一步坚定“结构决定性质”这一研究物质性质的科学理念，形成正确的科学研究方法与科学态度。
五、教学的重点和难点
1、教学重点：金属晶体模型，金属晶体的结构与金属性质的关系
2、教学难点：金属晶体结构模型

六、教学过程
教学
内容
教学
环节
活动时间（大约）
教学活动
设计意图
教师
活动
学生
活动

——
引入
1min
展示的金属实物有金属导线（铜或铝）、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。
仔细观察
从学生身边熟悉的实物入手，激发学习化学的兴趣
归纳金属共同的物理性质
引导
分析
1min
从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢？
分组讨论
然后请一位同学归纳，其他同学补充
板书
1min
一、金属共同的物理性质
容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等
金属具有共同物理性质的原因
引导

分析

设问
1min
前面我们知道分子晶体和原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那金属为什么有这些共同的物理性质呢？
由金属类似的结构所决定
从“结构决定性质”这一科学理念启发学生
金属晶体结构
提出
问题
1min
金属有怎样类似的结？
（多媒体展示金属晶体的结构示意图），并让学生结合教材P76图3－20和图3－21进行思考）
结合多媒体和教材结构示意图，分组讨论
通过多媒体更好地观察微观的结构
分析
归纳
3min
金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。
各小组发表讨论后的看法
由小组讨论分析并发表看法能更深刻地理解金属晶体的结构，同时培养学生空间想象能力和分析解决问题能力
设问
1min
同是带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地堆积在一起呢？
电子到哪里去了呢？
思考
分析
讲述
2min
带负电的电子在金属阳离子之间自由运动。在金属晶体里，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中并被许多金属离子所共有——“电子气理论”
结合金属的结构思考回答：
要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密地堆积在一起
板书
1min
二、金属晶体结构
金属晶体：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。
金属晶体的构成微粒

金属键及其强弱判断





设问
1min
构成金属晶体的粒子有哪些？
金属晶体由金属离子和自由电子构成
分清构成的微粒
讲述
2min
金属离子和自由电子之间的较强作用力就是金属键
金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小－金属键强，熔沸点高。
理解
了解金属键的涵义及强弱判断
板书
3min
组成粒子：金属阳离子和自由电子
作用力：金属离子自由电子之间的较强作用——金属键
金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小——金属键强，熔沸点高
金属键的本质——“电子气理论”
——
过渡
设疑
1min
金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢？
结合预习情况思考
从结构决定性质这一理念启发学生
——
板书
三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系
提出金属晶体的结构与金属性质的内在联系若干问题
提出
问题
3min
1．金属晶体结构与金属导电性的关系
①金属为什么易导电？
②金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电有什么不同？
2．金属晶体结构与金属的导热性的关系
金属为什么易导热？
①金属晶体导热过程中粒子运动情况如何？
②这些粒子通过什么方式传递热量？
③热量传递方向及最后整个金属晶体温度高低情况怎样？
3．金属晶体结构与金属的延展性的关系
① 金属为什么有延展性？
② 金属键在金属延展过程中是否发生断裂？

（将学生分成三组，围绕以上问题进行讨论，并要求学生结合课前查阅的资料和讨论的结果整理成文，小组推选一代表准备解说，与其他同学交流）

培养学生的协作精神和分析问题、解决问题和信息整理的能力
分析金属晶体结构与金属导电性的关系
解说

探究

答辩
2min
随机点其中一组派学生代表解说问题一：金属晶体结构与金属导电性的关系

【鼓励】该小组基本能够解释金属容易导电的原因，但能否再详细点呢？








【肯定】很好，思维很严密







【学生代表一】
根据我们查阅的资料和小组的讨论，我们认为——金属导电,因为金属原子核还原性强,容易失去电子,从而在电场的作用下形成电流；非金属导电性差,因为它们往往氧化性强,原子核容易获得电子,换句话说,游离的电子几乎都被捕获.所以在电场下,无电子定向运动或很少.所以导电性差
把讲台让给学生，让学生经过小组讨论和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培养学生的协作精神和表达、应变能力。
1min
【其他同学提出疑问】 金属导电的粒子是什么呢？金属阳离子还是自由电子？它与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电有什么不同？
1min
【组一其他组员补充】 金属晶体的导电粒子是自由电子，而电解质在熔融状态下导电、电解质溶液的导电粒子是自由移动的离子
归纳分析

2min
【老师综合归纳分析】
（1）在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些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运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
（2）电解质在熔融状态下导电、电解质溶液的导电粒子是自由移动的离子，而金属晶体的导电粒子是自由电子
分析金属晶体结构与金属导热性的关系
解说

探究

答辩
1min
随机点另外一组派学生代表解说问题二：金属晶体结构与金属的导热性的关系

【评价】反应很快



回答得很正确，能解释出金属容易导热的真正原因



【学生代表二】
我们组认为：金属能导热，是因为有自由电子，就是两个原子有重叠部分，电子在重叠的轨道上运动，就能导热了！
让学生经过小组讨论和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培养学生的协作精神和表达、应变能力。
2min
【马上有其他同学提出反对】 那与金属的内部结构不符。
【另外一位同学补充回答】导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动的结果。金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
分析
归纳
1min
【老师归纳分析】
自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。
分析金属晶体结构与金属延展性的关系
解说

探究

答辩
1min
请最后一组派学生代表解说问题三：金属晶体结构与金属的延展性的关系
【学生代表三】
对于金属的延展性，我们小组认为主要是，当金属受外力作用时，各层之间会发生相对滑动
1min
【其他同学提出疑问】 金属键在金属延展过程中是否发生断裂？
分析金属晶体结构与金属延展性的关系
解说

探究

答辩
2min
【赞赏】非常好！不但很全面地解释了金属具有良好延展性的原因，而且还查阅了相关的一些资料，拓展了知识面
【学生代表三补充回答】 当金属受外力作用各层之间会发生相对滑动时，由于金属离子跟自由电子之间的较强作用依然存在，所以金属只发生形变，但不会断裂，金属的这种延展性使金属具有良好的机械加工性能。
我们查阅有关资料知道，不同的金属其延展性大小也不同，如铂和金的延展性特别好，铂的延性在金属中名列前茅(依次是Au、Ag、Al、Cu、Fe等)，最细的铂丝，其直径不超过0.0002mm，大约是头发直径的1/400；金的展性在金属中首屈一指(依次是Ag、Al、Cu等)最薄的金箔只有0.0001mm，以至十万张这种金箔重叠起来，其厚度只有1cm。

（讲完同学们给予热烈的掌声）
让学生经过小组讨论和查阅的资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培养学生的协作精神和表达、应变能力。
分析
归纳
2min
【老师结合多媒体和教材图3－21综合归纳分析】
原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性，而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，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。
（边讲述边演示多媒体）
——
反思
评价
3min
反思：
在讨论和查阅资料过程中，你有哪些创新的想法？有哪些优良的表现？有什么不足？
交流与讨论：
交流各自的成功做法和不足之处
培养良好的思维习惯
归纳小结金属晶体及其结构与性质的关系
总结
4min
1.金属晶体的结构与性质的关系

导电性
导热性
延展性
金属离子和自由电子
自由电子在外加电场作用下作定向移动
自由电子与金属离子碰撞传递热量
晶体中各原子层发生相对滑动仍保持相互作用
2.把刚学过的分子晶体、原子晶体和金属晶体进行比较
作用
分子
晶体
原子
晶体
金属
晶体
构成离子的
分子

原子
金属离子和自由电子
作用力
范德
华力
共价键
金属键

硬度
较小

很大
较大
熔沸点
低
很高
差别
较大
导电性
熔融态不导电
不导电
良好

（列表小结，让学生填写）
列表小结让学生更好地掌握金属晶体的结构与性质的关系






通过对比，学生能更清楚地认识金属晶体





学业
评价

具体见下第七



作业

习题P80 1、2、3、4、5



七、学习评价设计
【学生学业评价设想】
在评价方面高中新课程要求建立以促进发展为目标的多元、多样的评价模式，全面反映学生的成长历程和目标达成情况。根据新课标的要求，本节课学生学业评价主要有两方面，一方面是纸笔评价，另一方面是过程表现性评价。纸笔评价是通过试题测验学生对本节课知识点掌握的程度，是否达到能力与方法目标、基础知识与基本技能目标；而过程表现性评价则是反映了学生学习本节知识的过程情况如何，是否达到情感态度与价值观目标。以上两方面综合对学生学业进行评价，是总结性与过程性的结合，是发展性与实用性的结合，是全面性与可操作性的结合，是质性评价与量化评价的结合，在量化的基础上发展质性评价。

【学生学业评价内容及时间安排】
◆ 纸笔评价 （在课内进行，时间45分钟）
本试题意在考查学生对金属晶体的基础知识、基本技能的掌握程度，重点考查学生的观察能力、思维能力、应用能力和自学能力的发展情况。为能更好地发挥试卷作用，特列出了本试卷的双向细目表，及时了解学生学习过程中存在的主要问题，以便更好地提高。
第三节 金属晶体试卷的双向细目表
内容
课程要求
题号
分值
常识
了解
理解
掌握
金属的通性
a



1、4、5
5＋5＋5＝15
金属晶体的构成微粒

a


2、9
5＋5＝10
金属键

a


7
5
用“电子气”理论解释金属的性质



a
8
5
金属的结构


a

3
5
金属晶体结构与性质的关系



a
6、10
5＋5＝10
金属还原型强弱比较



a
14
5
金属晶体与其他晶体的区别和应用



a
11、12、13
6＋24＋16＝46

第三节 金属晶体测试题
班级_________ 姓名_________ 座号_________
一、选择题 （每道题有1～2个答案，共50分）
1.不仅与金属的晶体结构有关，而且与金属原子本身的性质有关的是金属的( )
A.导电性 B.导热性 C.密度 D.熔点
2.金属Mg中含有的结构粒子是( )
A.Mg原子 B.只有Mg2+ C.Mg原子和Mg2+ D.Mg2+与自由电子
3.下列叙述中，一定是金属元素的是( )
A.最外层只有一个电子 B.核外最外电子层有1-2个电子
C.在反应中很容易失去电子 D.具有金属光泽的单质
4.下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是( )
A.导电、导热性 B.延展性 C.光亮而透明 D.熔点都很高
5.下列说法中正确的是( )
A.金属氧化物一定是碱性氧化物 B.金属的导电性随温度的升高而增强
c.金属在反应中都表现还原性 D.金属对应的固态时形成金属晶体
6.与金属的导电性和导热性有关的是( )
A.原子半径大小 B.最外层电子数的多少 C.金属的活泼性 D.自由电子
7.下列说法中正确的是( )
A． 金属键的形成是因为金属离子与自由电子之间的相互作用
B． 金属晶体的熔沸点一定比原子晶体的低
C． 金属晶体中金属离子电荷数越多，离子半径越小，金属键就越弱
D． 金属晶体中金属键的强弱与金属原子和自由电子有关
8.下列金属的性质不能用“电子气理论”解释的是( )
A．导电导热性 B.不透明，有金属光泽
C.延展性和可塑性 D.导体和半导体的区别
9.下列叙述错误的是( )
A.组成金属的粒子是原子
B.金属晶体内部都有自由电子
C.金属晶体内自由电子分布不均匀
D.同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体
10.可以用自由电子在与金属离子的碰撞中有能量传递来解释金属的物理性质的是( )
A.热的良导体 B.电的良导体 C.优良的延展性 D.有金属光泽，不透明
二、填空题
11．在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可能按某种共性归属一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可能归属按六种类型的编号填入表内：
元素组
例外元素
其他元素所属类型编号
(1)S、N、Na、Mg


(2)P、Sb、Sn、As


(3)Rb、B、Te、Fe


归属类型：A 主族元素 B 过渡元素 C 同周期元素 D 同族元素
E 金属元素 F 非金属元素
12．填写下列表格
晶体类型
组成晶体的粒子
粒子间作用力
物理特性
分子晶体



原子晶体



金属晶体



13．A B两元素的最外层都只有一个电子。A的原子序数等于B的原子序数的11倍，A的离子的电子层结构与周期表中非金属性最强的元素的阴离子的电子层结构相同；元素C与B易形成化合物B2C，该化合物常温下呈液态。则：
(1)A的原子结构示意图为 ____________在固态时属于______________晶体。
(2)C在固态时属于_________晶体.B与C形成化合物B2C的化学式____________电子式___________;它是由___________键形成的_________分子，在固态时属于___________晶体。
14．分在元素周期表中，元素的金属性和非金属性及其强弱比较与周期数(n)和主族数(A)有如下经验公式：K=A/n(K为A与n的比值)则：
(1)当n一定时，K值越大，则元素的_________性越强。
(2)当A一定时，K值越小，则元素的_________性越强
(3)当K=0，则该元素系 ________元素(请选编号)
当K=1时，则该元素系_____________元素
当K<1时，则该元素系___________元素
当K>1时，则该元素系____________元素
a 两性 b 金属 c 非金属 d 稀有气体

答案及评分标准：
一、选择题（每题5分，多选题漏选的2.5分，有一个答案错的0分）
1.CD 2.D 3.C 4.CD 5.CD 6.D 7. AD 8.D 9.AC 10.A
二、填空题
11. （每空1分）(1)N C (2)Sn D (3)Pe A
12．（每空2分）分子晶体：分子 范德华力 硬度较小 熔、沸点较低
原子晶体：原于 共价键 硬度很大 熔、沸点高
金属晶体：金属阳离子和自由电子 金属键 硬度较大 熔、沸点相差较大
13．（每空2分） (1)Na+ 金属
2
8
1
+11
（2）分子，H2O H2O 的电子式略 极性 分子
14．（最后一空2分，，其余1分） (1)C (2)b (3)d；a；b
班级

姓名

座号
　
项 目
个人自我评价分值（权重为0.4）
组员相互评价分值（权重为0.3）
老师评价分值（权重为0.3）
各项能力
定量总评
总体
定量总评
组员1
组员2
组员3
主动性
1.积极参与每一个问题的讨论
0
0
0
0
0
0.00
0.00
2.主动提出自己的看法、建议
0
0
0
0
0
3.尊重别人，欣赏别人，善于与其他人合作，共同完成任务
0
0
0
0
0
自主性
1.有较强的自控能力，在探索中有锲而不舍的科学精神
0
0
0
0
0
0.00
2.对人对事能客观公正，实事求是
0
0
0
0
0
3.刻苦钻研，独立思考
0
0
0
0
0
探索性
1.有较强的观察意识，能经常捕捉到有价值的信息
0
0
0
0
0
0.00
2.能依据经验教训来观察和预测结果
0
0
0
0
0
创新能力
1.能把已学到的知识和所掌握的基本技能，应用到实践问题中去发现、提出、分析解决问题
0
0
0
0
0
0.00
2.要有创新意识，敢于标新立异，与众不同，打破常规
0
0
0
0
0
3.不迷信书本和权威，敢于尝试
0
0
0
0
0
实践能力
1.能查阅有关书籍和报刊
0
0
0
0
0
0.00
2.能通过网络获取更多有关的信息
0
0
0
0
0
3.能根据实际情况综合应用所得到的资料
0
0
0
0
0
表达能力
1.能提出自己的见解与他人交流
0
0
0
0
0
2.语言组织能力，说话流畅，有条理，吐字清晰、准确
0
0
0
0
0
3.应答能力强，表述正确
0
0
0
0
0
说明：
1. 每项满分10分，较好8分，一般6分，合格4分，不及格2分；
2. 通过软件计算后在《过程性评价成绩单》中给出的评定分为四级：优秀（86－100分）、良好（71－85分）、满意（60－70分）、需要提高（60分以下）
◆ 表现性评价
八、本教学设计的特点
1、本设计主脉清晰,重点突出,从学生的认知水平出发设计教学过程,学生参与度高,在轻松愉快的气氛中,知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观兜得到了充分的体现。
2、从学生身边的实物入手，充分利用直观教学手段，抓住学生的注意力，激发学生学习的热情。
3、善于设疑。在不同的阶段设置不同的疑问，从而引导学生一步步地进行科学的探究。
4、充分体现学生的主体作用。课堂中提出问题让学生猜想，让学生解说答辩，让学生总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的理念。
5、课内外设置学生反思与评价环节。一节成功的探究课离不开学生的反思与评价，学生在自主学习后，感受和体会也特别多，这时让学生交流各自的成功做法和不足之处以及课后的评价与自我评价显得非常重要。
九、教学反思
【教学过程】
1、良好的开始是成功的一半。本节课第一步从学生身边熟悉的实物入手，在课堂的一开始就抓住学生的注意力，这样的设计可激发学生学习化学的热情，这是探究性教学中常用的一种方式。
2、本节课教学内容理论性很强，在授课过程中，除了善于设疑，采用启发引导和分组讨论的教学方法外，还把讲台让给学生，让学生通过讨论和查阅资料之后，对其结果进行解说和答辩，以培养学生的协作精神和表达、应变能力。
3、注意新旧知识和相关学科之间的联系。讨论金属的性质时，让学生比较金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电的不同，以加深对金属导电原因的认识，同时也对旧知识进行了复习。
4、学习了金属晶体的结构模型和性质特点并将其与刚学过的分子晶体、原子晶体进行比较，教会学生学习方法，强化对比手段，使学生掌握类比的方法，提高学生的分析问题和解决问题能力，使学生在推理的过程中掌握知识。
5、整节内容的设计和教学方法符合学生的认知规律和心理特点，使学生真正成为学习的主体，教学效果良好。特别是在学生自主学习后让各自进行反思，交流成功的做法和不足之处，这样能更好地激发学生学习的积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，让学生在一次又一次的反思——提高——反思中使身心都能得到充分的发展。
【学生学业评价】
在评价方面高中新课程要求建立以促进发展为目标的多元、多样的评价模式，全面反映学生的成长历程和目标达成情况。本节课学生学业评价主要有两方面，一方面是纸笔评价，另一方面是过程表现性评价。纸笔评价是通过试题测验学生对本节课知识点掌握的程度，是否达到能力与方法目标、基础知识与基本技能目标；而过程表现性评价则是反映了学生学习本节知识的过程情况如何，是否达到情感态度与价值观目标。
为了使过程表现性评价具有较强的操作性和客观性，本人尝试地引入了“量规表”（请看上表），对其或过程、或成果等方面进行测量与评价（并有已设计好计算公式的Excel计算软件）。在一段时间的实践过程中，发现效果良好，发现其模式能够更好地完善本学科的教学过程。