《金属晶体的原子堆积模型》名师教案.docx
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《金属晶体的原子堆积模型》名师教案
金属晶体的原子堆积模型
一、核心思想
学生发展核心素养倡导培养学生的科学精神和学会学习的能力,那么以课堂为载体、将核心素养的培养内化到学生学习过程中是我们每节课的追求目标。
为实现培养学生能力和突破教学重难点的双重目标,本节课通过开展活动探究式教学,让学生“动手做、动眼看、动口议、动笔写、动脑思”,加强学生自主探究活动,培养他们的理性思维能力、批判质疑精神和勇于探究精神,真正体现学生
的主体地位。
二、教学内容分析
1教材分析
本节课是鲁科版选修三第三章第一节第二课时的内容,第三章的主题是物质的聚集状态与物质性质,旨在让学生通过本章的学习,了解四种基础晶体类型,能从晶体结构的视角认识物质的性质,进一步形成有关物质结构的概念。
2价值分析
(1)学科价值:
在教材中承上启下,帮助学生了解金属晶体的原子堆积模型;
(2)应用价值:
能够判断金属晶体的晶胞类型;
(3)学生发展价值:
从微观角度认识世界。
3学情分析
(1)知识层面:
学生已初步了解分子晶体、原子晶体的定义及结构特点。
(2)能力层面:
有学习热情,有一定的探究能力、分析思维能力和自主学习能力,主动探究能力有待提升。
(3)可能遇到的问题:
语言表达能力不足、不会表达或化学用语不规范;知识迁移运用能力不足,分析问题、解决问题的能力有待提高。
三、教学目标分析
1课程目标
(1)了解金属晶体的四种基本堆积模型:
简单立方堆积、体心立方堆积、六方最密堆积和面心立方最密堆积。
(2)认识四种基本堆积模型的晶胞、能判断金属原子的配位数及四种堆积方式的空间利用率的计算。
2学生核心素养目标
(1)科学精神:
理性思维能力、严谨求知的态度,勇于探究的精神。
(2)自主发展:
乐学善学、学习方法的习得,信息意识。
3方法目标
(1)通过观察和制作堆积模型训练学生的空间想象能力和动手能力。
(2)通过小组合作培养学生的合作互助意识。
四、教学重点和难点
1教学重点:
金属原子在三维空间的四种堆积方式
2教学难点:
四种堆积方式晶胞、配位数、原子利用率的区别
五、教学方法
活动探究式学习
六、设计思想
本节课的设计思想如下,逐步开展三个思考与交流活动以及4个探究环节、梯度螺旋化上升,符合学生认知规律。
七、教学过程
教学
环节
教学设计
教师
活动
学生活动
设计意图
创设
情景
观看视频:
《美丽化学——微观
视角下的金属晶体》
引导
观看、思考
回顾旧知,帮助学生从已有知识中找出知识的生长点
过渡:
适宜的生长速率是晶体呈
现自范性的条件;晶体呈现规则
的多面体外形的本质在于微观粒子的周期性有序排列。
板书:
金属晶体的原子堆积模型
讲解
聆听、思考
构建
探究
基础
过渡:
金属键无方向性和饱和性,自由电子的胶合作用使球形的金
属原子作紧密堆积,提高原子配位数及空间利用率,形成能量最低的稳定体系。
讲解
聆听,思考
基于学情出发的知识点讲解,为后续探究做准备
板书:
一、重要概念
1配位数:
一个金属原子周围距离最近的金属原子数目
2空间利用率:
晶胞中原子所占体积百分数,用来表示晶体紧密堆积的程度
归纳
板书
笔记
二维平面金属原子堆积方式
思考与交流1:
取2组等径圆球,每组3个,并排放置在同一平面上,两组球间尽可能多地紧密接触,有多少种排列方式请在纸上画出。
提问
思考、分析、回答
帮助学生理解密置层和非密置层特点
探究1:
非密置层和密置层排列特点
观察下图所示的非密置层,回答以下问题:
1每个球之间形成一个空隙;
2每个球的配位数为;
3球数与空隙数之比=。
引导
点拨
思考、作图
考虑到学生的现有学情,教师指导帮扶共同探究二维平面堆积特点,为后续学生合作探究铺垫基础
板书:
二、二维堆积
1密置层:
配位数为6
2非密置层:
配位数为4
思考、笔记
学以
致用
思考与交流2:
有两层单层均为非密置层的小球三维空间有几种堆叠方式
提问
讨论、回答
培养学生分析问题、解决问题的能力
小组合作探究三维空间堆叠方式
探究3:
简单立方堆积
堆积方式
晶胞是什么样的配位数
原子半径与晶胞棱长的关系空间占有率
观察
答疑
交流、填表回答
培养学生知识
迁移能力
板书:
三、三维堆积
1简单立方堆积:
学生演板
探究4:
体心立方堆积
堆积方式
晶胞是什么样的配位数
原子半径与晶胞棱长的关系
空间占有率
顶点的原子是否还相切
提问
引导
小组合作探究、汇报、自评、他评
培养学生合作
探究能力
板书:
三、三维堆积
2体心立方堆积:
学生演板
思考与交流3:
将密置层的小球逐层堆积,每一层都是“心对空”地堆叠,有几种堆积方式
提问
引导
动手探究、分析思考、汇报
培养学生空间
思维能力
探究5:
六方最密堆积
晶胞如何分割
晶胞中体心的原子在什么位置原子的配位数
原子半径与晶胞棱长的关系空间占有率
巡视
指导
让学生自主探究六方最密堆积方式,培养其主动学习能力和探究意识
板书:
3六方最密堆积:
点拨
学生演板
探究6:
面心立方堆积原子的配位数
原子半径与晶胞棱长的关系空间占有率
教师讲解面心立方晶胞的获得
小组汇报、自评、他评
培养学生分析
问题、解决问题的能力和口头表达能力
能力
提升
归纳与总结
组织
自主总结,盘点本节课的收获。
迁移提升,归纳整理
当堂
检测
20.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是
A.①为简单立方堆积,②为镁型,③为钾型,④为铜型
B.每个晶胞含有的原子数分别为
①1个,②2个,③2个,④4个
C.晶胞中原子的配位数分别为:
①6,②8,③8,④12
D.空间利用率的大小关系为:
①<②<③<④
提问
思考、回答
帮助学生巩固本节所学知识并加以运用
科学
视野
石墨和石墨烯
引导
分析
分析、思考
拓展视野、将课堂延伸到课外
八、发展性课后作业和再探究课题
1、根据本课学习,画出金属晶体的思维导图
2、根据收集的有关金属晶体的资料,结合本节学习的知识,选择研究小课题,进行探究。
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