《金属晶体》教案

金属晶体（第二课时）大同县一中刘华

示

金属晶体（第二课时）

【教学目标 】

知识与技能：1．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式 过程与方法：1. 活动探究

情感态度与价值观：1．训练学生的动手能力和空间想象能力。

2． 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 【教学过程设计】

【引入】分子晶体中，分子间的范德华力使分子有序排列；原子晶体中，原子之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，我们一起讨论有关金属原子的空间排列问题。 【分组活动】

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

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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(52％)，只有金属钋采取这种堆积方式。 （二）体心立方堆积（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（68％），许多金属是这种堆积方式，如碱金属，简称为钾型。

【学生活动3】

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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（三）六方最密堆积（镁型）

（四）面心立方最密堆积（铜型）

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C B A

[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 （五）资料卡片 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。 【课时作业】计算简单立方堆积和面心立方最密堆积的空间利用率

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【板书设计】

第三节 金属晶体（第二课时）

二、金属晶体的原子堆积模型

1.二维堆积 2.三维堆积

简单立方堆积

非密置层 体心立方堆积 六方最密堆积 密置层 面心立方最密堆积

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