鲁科2003课标版《晶体结构的堆积模型》集体备课教案设计

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了解等径球密堆积的几种堆积模型

以等径球堆积为基础了解非等径球的堆积模型

根据晶体的堆积模型理解原子的相切方式，计算原子之间的距离

教学重难

重点：

以小球堆积为模型了解等径球密堆积的特征

以等径球堆积为基础了解非等径球堆积的特征

理解不同堆积方式中原子的相切特征，为晶胞体积计算做好铺垫

难点：

以小球堆积为模型了解等径球密堆积的特征

理解A1型和A3型晶体的堆积模型

教学手段

动手探究、讨论、PPT展示、模型展示、分析讲解等

教学过程

【提问引课】

【问题1】晶体具有什么样的特征，决定这些特征的本质因素是什么？

【回答】晶体从外形上具有规则的几何外形，从性质上讲具有固定的熔点，各向异性和自范性。决定这些特征的本质因素是原子在形成晶体的过程中规则排列。

【问题2】结合新课预习讨论规则排列是什么形式的排列，为什么？

【回答】原子在形成晶体的过程中在特殊情况时采取密堆积的形式排列，密堆积及是相邻的原子相互接触。采取这种堆积方式的原因为通过密堆积使得每一个原子尽可能多的与相邻的原子接触，从而降低体系的能量。

【讲解】原子在形成晶体的过程中采取的排列方式成为原子的堆积，通过密堆积的形式可以在相同的体积中堆积的原子数最多，最有效的降低晶体的能量，使晶体最稳定，而在晶体的生长过程中，原子总是向着能量最低，体系最稳定的方向进行。所以在允许的情况下原子在形成晶体时总是采取密堆积的形式。

【问题3】在上述讨论中的无特殊情况是什么样的情况，什么样的晶体在生长过程中允许原子采取密堆积的形式？

【回答】无特殊情况指的是原子间无一定方向的作用力，及在任何方向原子都可以紧密接触。所以存在氢键和共价键的晶体不符合密堆积。金属晶体，离子晶体和分子晶体微粒间作用力无固定方向的作用力，符合密堆积。

【讲解】原子可以看成均匀的小圆球，相同原子可以看成等径球，离子晶体中阴阳离子不等径，分子晶体中分子不规则（不是等径圆球），所以只有金属晶体中的原子可以看成是等径的圆球，并且符合密堆积的形式，下面就以金属晶体为讨论对象，讨论等径圆球的密堆积，从而介绍不等经求密堆积的特征。

【活动1】每一组桌子上都有若干个小球和一个盒子，同学合作将小球放入盒子中，探究小球以什么样的方式排列才能使盒子中的小球个数最多。（小球按由点到线，有线到面，再由面到体的方式排列）

【讨论结合ppt及模型展示】形成一维只有一种方式，即小球相互接触形成一条直线。形成二维有两种方式，即球心对球心排列和球心对缝隙排列。球心对球心配位数低为非密置层，球心对缝隙配位数高为密置层。