2024-2025學年高中化學3.1金屬鍵金屬晶體第1課時教案蘇教版選擇性必修2

3.1金屬鍵?金屬晶體(第1課時)一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標1.了解金屬鍵的概念、理解金屬鍵的本質(zhì)和特征；2.能利用金屬鍵理論說明金屬單質(zhì)的性質(zhì)。二、教學重點及難點重點金屬鍵的概念、本質(zhì)和特征難點金屬單質(zhì)的性質(zhì)三、教學方法講授法、探討法四、教學工具PPT、視頻五、教學過程【導(dǎo)入】金屬的應(yīng)用圖片?！局v解并描述】在人們已知的110多種元素中，金屬元素約占80%。金屬是人類文明進程中作用最大、運用時間最長的物質(zhì)。在常溫下，金屬單質(zhì)有許多共同的物理性質(zhì)，如具有金屬光澤，能導(dǎo)電、傳熱，具有確定的延展性等，金屬的這些共性都是由金屬晶體中的化學鍵和金屬原子的堆砌方式所導(dǎo)致的?！菊故尽拷饘僦须娮舆\動的動畫【講解并描述】除汞等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬單質(zhì)具有較高的熔點，說明金屬晶體中存在著猛烈的相互作用。金屬具有導(dǎo)電性，是因為金屬晶體中存在著能夠自由移動的電子?！菊故尽拷饘倬w中的金屬鍵示意圖【講解并描述】金屬原子失去部分或全部外圍電子形成的金屬離子與自由電子之間存在著猛烈的相互作用，化學上把這種金屬離子與自由電子之間猛烈的相互作用稱為金屬鍵。【問】金屬鍵成鍵微粒是什么？【生】金屬陽離子、自由電子【問】金屬鍵成鍵本質(zhì)是什么？【生】金屬陽離子與自由電子之間的猛烈的靜電作用【講解并描述】電子氣理論：由于金屬原子的最外層電子數(shù)較少,簡潔失去電子成為金屬離子,金屬原子釋放出的價電子不特地屬于某個特定的金屬離子,而為許多金屬離子所共有,并在整個金屬中自由運動,這些電子又稱為自由電子。金屬脫落下來的價電子幾乎勻整分布在整個晶體中，像遍布整塊金屬的“電子氣”，從而把全部金屬原子維系在一起?！締枴拷饘冁I有方向性和飽和性嗎？【生】金屬鍵無方向性和飽和性，成鍵電子可以在金屬中自由流淌二、金屬特性導(dǎo)電性【展示】金屬導(dǎo)電的微觀動畫【講解并描述】通常狀況下，金屬內(nèi)部自由電子的運動不具有固定的方向性。但在外電場作用下，自由電子在金屬內(nèi)部會發(fā)生定向運動，從而形成電流，所以金屬具有導(dǎo)電性。【問】思索：金屬的導(dǎo)電性和電解質(zhì)的導(dǎo)電性有何不同？【展示】金屬的導(dǎo)電性和電解質(zhì)的導(dǎo)電性對比表格導(dǎo)熱性【講解并描述】當金屬某一部分受熱時，該區(qū)域里自由電子的能量增加，運動速率加快，自由電子與金屬離子（或金屬原子）的碰撞頻率增加，自由電子把能量傳給金屬離子（或金屬原子）。金屬的導(dǎo)熱性就是通過自由電子的運動把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域，從而使整塊金屬達到同樣的溫度。延展性【展示】金屬受力形變過程【講解并描述】金屬鍵沒有方向性，當金屬受到外力作用時，金屬原子之間發(fā)生相對滑動，各層金屬原子之間照舊保持金屬鍵的作用。因此，在確定強度的外力作用下，金屬可以發(fā)生形變，表現(xiàn)出良好的延展性。金屬光澤【展示】鐵塊、鎂條、銅片、鐵粉、鎂粉、銅粉圖片。【問】思索：金屬的光澤鐵塊、鎂條、銅片具有我們常說的金屬光澤，但鐵粉、鎂粉、銅粉分別為黑色、灰白色和紅色粉末，沒有金屬光澤。這是為什么呢？【生】狀態(tài)不同?！局v解并描述】金屬中的自由電子簡潔吸取可見光的能量躍遷到較高能級，在返回原能級時以光的形式放出能量。鐵、鎂能吸取各種波長的可見光，吸取后又把它們幾乎全部反射出去，所以呈鋼灰色或銀白色光澤。金屬對某種波長的光吸取程度較大，該金屬就呈現(xiàn)與其對應(yīng)的某種顏色。如金屬銅簡潔吸取綠色光，即呈現(xiàn)出對應(yīng)的紫紅色。金屬粉末往往沒有金屬光澤，這是因為在粉末狀時，金屬的晶面分布在各個方向，特殊雜亂，晶格排列也不規(guī)則，吸取可見光后輻射不出去，所以失去光澤?！菊故尽夸団c鉀銣銫的熔點數(shù)據(jù)【問】思索：金屬的熔點和硬度差別很大，和什么因素有關(guān)？【生】金屬的硬度和熔、沸點等物理性質(zhì)與金屬鍵的強弱有關(guān)?！局v解并描述】金屬的原子化熱：指1mol金屬固體完全氣化成相互遠離的氣態(tài)原子時吸取的能量?？捎脕砗饬拷饘冁I的強弱?！菊故尽坎糠纸饘俚脑影霃健⒃踊療岷腿埸c【問】金屬鍵強弱的主要影響因素有哪些？【生】1、金屬元素的原子半徑，金屬元素的原子半徑越小，金屬鍵越強。2、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目，單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目越多，金屬鍵越強。金屬鍵越強，金屬晶體的硬度越大，熔、沸點越高?！局v解并描述】金屬元素的原子半徑也可表述為：金屬陽離子半徑的大小單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目也可表述為：金屬陽離子所帶電荷或價電子數(shù)【問】思索：同周期、同主族的金屬的熔、沸點有什么規(guī)律？【生】同周期金屬單質(zhì)，從左到右，熔、沸點依次上升。如：Na、Mg、Al；同主族金屬單質(zhì)，從上至下，熔、沸點依次降低。如堿金屬Li、Na、K等；【講解并描述】一般狀況下，合金的熔、沸點比各成分金屬都低?！菊故尽亢辖饒D片三、合金【講解并描述】一種金屬與另一種或幾種金屬（或非金屬）的融合體。在科學技術(shù)日新月異的今日，各種功能合金更是層出不窮，如防腐性能優(yōu)異的不銹鋼、儲氫材料LaNi5合金、形態(tài)記憶合金、高強度的錳鋼、高磁性的硅鋼、航空材料鈦合金等?！締枴克妓鳎航饘傩纬珊辖鸷鬄槭裁从行┪锢硇再|(zhì)會發(fā)生很大的變更?【展示】鋼鐵的微觀圖【生】金屬晶體中摻入不同的金屬或非金屬原子時,就像在滾珠之間摻入細小而堅硬的沙土或碎石一樣，會使金屬的延展性和硬度發(fā)生變更?！局v解并描述】一般狀況下，合金的延展性和硬度比各成分金屬都大?！菊n堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)。金屬鍵成鍵微粒、本質(zhì)、特征金屬特性導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、金屬光澤【課堂練習】1.下列關(guān)于金屬鍵的敘述不正確的是()A.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的猛烈相互作用,也是一種電性作用B.金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的猛烈的相互作用,所以與共價鍵類似,也有方向性和飽和性C.金屬鍵是金屬陽離子和自由電子間的相互作用,故金屬鍵無方向性和飽和性D.構(gòu)成金屬鍵的自由電子在整個金屬內(nèi)部的三維空間中做自由運動答案：B2.下列關(guān)于金屬及金屬鍵的說法正確的是()A.金屬鍵具有方向性和飽和性B.金屬鍵是金屬陽離子與自由電子之間的相互作用C.金屬導(dǎo)電是因為在外加電場作用下產(chǎn)生自由電子D.金屬具有光澤是因為金屬陽離子吸取并放出可見光答案：B3.要使金屬晶體熔化必需破壞其中的金屬鍵。金屬