我们一起讨论有关金属原子的空间排列问题。 ?分组活动1?
利用20个大小相同的玻璃小球,有序地排列在水平桌面上(二维平面上),要求小球之间紧密接触。可能有几种排列方式。讨论每一种方式的配位数。(配位数:同一层内与一个原子紧密接触的原子数) ?学生活动1?
学生分四组活动,各由一人汇报结果。利用多媒体展示,学生排列结果主要介绍以下两种方式。(配位数:同一层内与一个原子紧密接触的原子数)
非密置层,配位数4 密置层,配位数6 我们继续讨论,原子在三维空间的排列。首先讨论非密置层这种情况。 ?学生活动2?
非密置层排列的金属原子,在空间内可能的排列。汇总各类情况逐一讨论。 (一)简单立方体堆积
这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,只有金属钋采取这种堆积方式。
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(二)钾型
如果是非密置层上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中,每层均照此堆积,如下图:
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,简称为钾型。
第三课时
?教材内容分析?
晶体知识和分子晶体、原子晶体已经做了介绍,学生对晶体内微粒的空间排列有了初步的认识。学生自己探究金属晶体的结构有了可能。 ?教学目标设定?
1.了解金属晶体内原子的几种常见排列方式 2.训练学生的动手能力和空间想象能力。 3. 培养学生的合作意识 ?教学重点难点?
金属晶体内原子的空间排列方式 ?教学方法建议? 活动探究
?教学过程设计?
密置层的原子按钾型堆积方式堆积,会得到两种基本堆积方式,镁型和铜型。镁型如下图左侧,按ABABABAB……的方式堆积;铜型如图右侧,按
ABCABCABC……的方式堆积.这两种堆积方式都是金属晶体的最密堆积,配位数均为12,空间利用率均为74℅,但所得的晶胞的形式不同.
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[归纳与整理]
金属晶体的四种堆积模型对比 堆积模型 简单立方 采用这种堆积的典型代表 Po 空间利用率 52℅ 配位数 6 晶胞 钾型 Na K Fe 68℅ 8 镁型 Mg Zn Ti 74℅ 12 铜型 Cu Ag Au 74℅ 12 混合晶体
石墨不同于金刚石,这的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化.而是呈sp2杂化,形成平面六元并环结构,因此石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连,是靠范德华力维系的;石墨的二维结构内,每一个碳原子的配位数为3,有一个末参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面。石墨晶体中,既有共价键,又有金属键,还有范德华力,不能简单地归属于其中任何一种晶体,是一种混合晶体。
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?教学反思?
在必修2中,学生已初步了解了物质结构和元素周期律、离子键、共价键、分子间作用力等知识。本节内容是在介绍了分子晶体和原子晶体等知识的基础上,再介绍金属晶体的知识,可以使学生对于晶体有一个较全面的了解,也可使学生进一步深化对所学的知识的认识。教材从介绍金属键和电子气理论入手,对金属的通性作出了解释,并在金属键的基础上,简单的介绍了金属晶体的几种常见的堆积模型,让学生对金属晶体有一个较为全面的认识。
第四节 离子晶体
第一课时
教学目标设定:
1.掌握离子晶体的概念,能识别氯化钠、氯化铯、氟化钙的晶胞结构。 2.学会离子晶体的性质与晶胞结构的关系。
3.通过探究知道离子晶体的配位数与离子半径比的关系。
4、通过碳酸盐的热分解温度与阳离子半径的自学,拓展学生视野。 教学重点难点:
1、离子晶体的物理性质的特点 2、离子晶体配位数及其影响因素
教学方法建议:分析、归纳、讨论、探究 教学过程设计: [引入]
1、什么是离子键?什么是离子化合物?
2、下列物质中哪些是离子化合物?哪些是只含离子键的离子化合物? Na2O NH4Cl O2 Na2SO4 NaCl CsCl CaF2
3、我们已经学习过几种晶体?它们的结构微粒和微粒间的相互作用分别是什么? [板书]一、离子晶体
[展示] NaCl 、CsCl晶体模型
[板书]阴、阳离子通过离子键形成离子晶体
1、离子晶体定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体 注:
(1)结构微粒:阴、阳离子 (2)相互作用:离子键
(3)种类繁多:含离子键的化合物晶体:强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐 (4)理论上,结构粒子可向空间无限扩展
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[思考]下列物质的晶体,哪些属离子晶体?离子晶体与离子化合物之间的关系是什么?
干冰、NaOH、H2SO4 、K2SO4 、NH4Cl、CsCl [投影]
2、离子晶体的物理性质及解释
性质 解释 硬度( ) 熔沸点( ) 溶于水( ) 熔融( )
离子晶体溶解性差异较大:NaCl、 KNO3、(NH4)2SO4_______ BaSO4 、CaCO3_______ [板书]3、离子晶体中离子键的配位数(C.N.)
(1)定义:是指一个离子周围邻近的异电性离子的数目 [探究] NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数
离子晶体 阴离子的配位数 阳离子的配位数 NaCl CsCl (2)决定离子晶体结构的主要因素:正、负离子的半径比 [投影]
离子 Na+ Cs+ Cl- 离子半径95 169 181 /pm
[学生活动] NaCl、CsCl中正、负离子的半径比和配位数
NaCl CsCl r+/r- = r+/r- = C.N.=6 C.N.=8
[自主探究]CaF2晶体中阴、阳离子的配位数 [板书]
(3)影响阴、阳离子的配位数的因素| ①正、负离子半径比的大小 ②正、负离子所带电荷的多少 [学生活动]四种类型晶体的比较
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