《第三节金属晶体》集体备课教案设计

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了解金属晶体内原子的几种常见排列方式。

训练学生的动手能力和空间想象能力，培养学生团队合意识。

掌握金属晶体四种基本排列方式以及空间利用率的计算。

教学重点难点

金属晶体四种基本排列方式以及空间利用率的计算

教学方法

活动探究 多媒体展示

教学过程设计

引入：分子晶体中分子间范德华力使分子有序排列；原子晶体中原子间的共价键使原子有序排列；金属晶体中金属键使金属原子有序排列。今天我们一起来讨论一下，原子晶体中原子是如何有序排列的呢？

金属晶体排列的探究：（金属晶体的原子堆积模型）

理论基础：由于金属键没有方向性，每个金属原子中的电子分布基本是球对称的，所以可以把金属晶体看成是由直径相等的圆球的三维空间堆积而成的。（我们可以用玻璃球或者乒乓球来代替金属原子做探究，我们班同学分成六组，每组同学手中都有老师为大家提供的玻璃球和胶，胶比较危险，请同学们使用时一定注意安全哦）

堆积原理：组成晶体的金属原子在没有其他因素影响时，在空间的排列大都遵循紧密堆积原理。这是因为金属键没有方向性，因此都趋向于使金属原子吸引更多的其他原子分布于周围，并以紧密堆积方式降低体系的能量，使晶体变得比较稳定。

紧密堆积：微粒之间的作用力，使微粒间尽可能的相互接近，使它们占有最小的空间。

空间利用率：空间被晶格质点占据的百分数。用来表示紧密堆积的程度。

配位数：在密堆积中，一个原子或离子周围距离最近且相等的原子或离子的数目。

请同学们自己动手摆一摆，探究微粒（金属原子）在二维空间内的堆积方式。

非密置层 配位数 4 密置层 配位数 6

同学们摆得都很好，我们再来看看微粒（金属晶体的原子）在三维空间的堆积模型

非密置层在三维空间堆积

a.简单立方堆积：

非最紧密堆积，每个晶胞有1个原子，配位数是6，空间利用率低（52%）只有金属（Po）采取这种堆积方式

金属原子半径r与正方体边长a的关系：a = 2 r

b.钾型-----体心立方堆积

这种堆积晶胞是一个体心立方，每个晶胞含 2 个原子，空间

利用率也不高（68%），属于非密置层堆积，配位数为 8 ，如碱金属、Fe等采取这种堆积方式。