2019-2020学年高中化学 第3章第2节 金属晶体与离子晶体(第2课时离子晶体)教案 鲁科版选修3.doc
2019-2020学年高中化学第3章第2节金属晶体与离子晶体（第2
课时离子晶体）教案鲁科版选修3
【教学目标】
1. 使学生认识几种常见的AB型离子晶体（NaCl、CsCl、ZnS）的结构，了解其配位数情况。
2. 能用“切割法”计算一个给定的简单离子晶体晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数。
3. 了解晶格能的概念，知道离子晶体的熔、沸点等性质决定于晶格能的大小；知道晶格能的大小与离子晶体的结构型式和阴、阳离子所带电荷以及阴、阳离子的间距有关。
【教学重点、难点】离子晶体的空间堆积方式，离子晶体的结构特点。
【教学方法】借助模型课件教学
【教师具备】制作课件
【教学过程】
【复习引入】
1. 晶体有哪些类型？
2. 什么叫离子晶体？
【回答】
1. 金属晶体，离子晶体，分子晶体和原子晶体。
２.离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
那么，离子晶体的结构是怎样的，有什么特点呢？我们这节课就来学习离子晶体的结构。【板书】二、离子晶体
我们先来探讨NaCl晶体的内部结构
【提出问题】请同学们观察NaCl晶体的堆积模型，思考以下问题：
１. NaCl晶体采取哪种堆积方式？
2. 像NaCl这样的离子晶体采取密堆积的原因是什么？
【回答】
１. NaCl晶体中的Cl-采取A1型密堆积，Na+填在Cl-所形成的空隙中，整体是采取不等径圆球的密堆积。
２. 离子晶体微粒间的作用力为离子键，离子键无方向性和饱和性，因此离子晶体尽可能采取密堆积，以使得体系能量降低，达到稳定状态。
【过渡】我们知道晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，将一个个晶胞上、下、前、后、左右并置起来，就构成整个晶体结构，那么NaCl晶胞是怎样的呢？
【展示】NaCl的堆积模型
请同学们观察NaCl晶胞，思考以下几个问题：
1.NaCl晶体中Na+和Cl-的配位数分别为多少？
2. NaCl晶体中在Na+周围与它最近且距离相等的Na+共有几个？
３.一个NaCl晶胞中含有的Na+和Cl-各是多少？
４.“NaCl”这一化学式表示什么含义？
学生看到屏幕上NaCl晶胞中体心上的Na+，6个面心上的Cl-不停地闪烁
【回答】
1.在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl-，每个Cl-同时吸引6个Na+，所以Na+、Cl-配位数均为6。
2.12个
3.Na+：12ⅹ１／４＋１＝４Cl-：８ⅹ１／８＋６ⅹ１／２＝４
4.离子晶体中，并不存在单独的“NaCl”分子，在整个晶体Na+与Cl-的个数比为１：１，因此，“NaCl”这一化学式表示的只是氯化钠的组成。
【过渡】通常哪些物质为离子化合物呢？
【答案】强碱、大部分金属氧化物和盐
请同学们观察课本80页介绍的几种常见的AB型离子晶体：NaCl型、CsCl型、ZnS型，根据CsCl、ZnS的晶胞找出它们的配位数和每个晶胞中含有的阴、阳离子的个数。
学生通过简单计算，迅速给出答案，然后教师简单总结：
CsCl配位数：８：８ZnS配位数：４：４
CsCl晶胞中Cs+：１个Cl-：１个
ZnS晶胞中Zn2+：４个S2-：４个
【过渡】我们知道，离子晶体中阴阳离子通过离子键相互结合，因此离子晶体的熔点和离子晶体的稳定性与离子键的强弱有关。离子键的强弱在一定程度上可以用离子晶体的晶格能来衡量。
请同学们自学81页到872页，通过交流研讨，弄清楚以下几个问题：
１.什么叫晶格能？
2.结构相似的离子晶体，晶格能的大小与哪些因素有关？
【回答】
晶格能∝q1ⅹq2／r
晶格能的大小还与离子晶体的结构型式有关
【总结】对结构相似的离子晶体，阴阳离子间的距离越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高。
【练习】试比较CaO、BaO、NaCl、KCl的熔点高低顺序
【回答】CaO>BaO>NaCl>KCl
【过渡】我们知道结构决定性质，在学习了晶体的结构以后，请同学们总结离子晶体具有哪些特性？
【讨论总结】引导学生共同总结出离子晶体的特性：
１. 熔点、沸点较高，而且随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，晶格能增大，熔点升高。２. 一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。
３. 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。
【小结】离子晶体是阴阳离子通过离子键结合在空间城县有规律的排列所形成的晶体。离子晶体的结构型式可归结为不等径圆球的密堆积。离子晶体的性质主要由晶格能决定。
【回忆概括】
【板书设计】
二、离子晶体
1.NaCl的堆积方式
2.NaCl晶胞的分析
3.哪些物质为离子化合物
4.晶格能
(1) 定义
（2）影响晶格能大小的因素
5.离子晶体的特性
化学人教版选修三第三章第三节金属晶体测试题(实验班)
化学人教版选修三第三章第三节金属晶体测试题（实验班)学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每题3分，共48分) 1．下列说法正确的是 A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 2．下列叙述不正确的是 ①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K ③第ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 ⑤沸点：NH3＜PH3＜AsH3 ⑥已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571kJ·mol﹣1，则氢气的燃烧热为285.5kJ·mol ﹣1 ⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，所以非金属性：P＞N．A．②④⑥B．①③⑤⑦C．②④⑥⑦D．⑤⑥⑦ 3．下列有关说法不正确的是( ) A．水合铜离子的模型如图，1个水合铜离子中有4个配位键 B．CaF2晶体的晶胞如图所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图所示，H原子核外电子在原子核附近运动D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图，为最密堆积，每个Cu原子的配位数 均为12 4．下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A．金属Mg和金属Cu的空间利用率 B．BF3和CH4中心原子的价层电子对数 C．邻羟基苯甲醛（）和对羟基苯甲醛（）的沸点 D．C-O和Si-O的键能 5．下列说法正确的是 1s2s2p3s3p A．2S 电子排布式22624 B．在金属晶体中，自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是导热性 C．金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，所以和共价键类似，也有饱和性和方向性 D．某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶胞中A、B、C的原子个数比为1：2：2． 6．Mn和Bi形成的晶体薄膜是一种金属间化合物(晶胞结构如图)，有关说法正确的（） A．锰价电子排布为70 3d4s B．Bi是d区金属 C．该合金堆积方式是简单立方 D．该晶体的化学式为MnBi 7．关于金属性质和原因的描述不正确的是 A．金属具有金属光泽是因为金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分反射出来 B．金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动形成电流 C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子
第二章金属的晶体结构与结晶(精)
第二章金属的晶体结构与结晶 教学目的及要求 通过本章的学习，使学生掌握常用纯金属的结构特点和性能特点，建立金属材料结构与性能之间的关系。 主要内容 1．材料的结合方式 2．金属的晶体结构与结晶 学时安排 讲课2学时。 教学重点 1．金属的三种典型的晶体结构 2．晶体缺陷及其对性能的影响 3．纯金属的结晶过程 教学难点 1．金属材料的晶体结构 2．各类缺陷对结构及性能的影响 第一节纯金属的晶体结构 一、晶体结构的基本概念 晶体结构：指在晶体内部，原子、离子或原子集团规则排列的方式。晶体结构不同，其性能往往相差很大。 晶格：为了便于分析研究，通常把将晶体中实际存在的原子、离子或原子集团等物质质点，抽象为空间中纯粹的几何点，而完全忽略它的物质性，这些抽象的几何点称为阵点。用假想的直线把这些阵点连接起来，得到周期性规则排列的三维空间格子称为晶格。 晶胞：组成晶格的能反映其特征和规律的最基本几何单元，称为晶胞。晶格可以看作是由许多大小和形状完全相同的晶胞紧密地堆垛在一起而成的。 晶格常数：晶胞各棱边的长度用a、b、c表示，称为晶格常数或点阵常数，其大小通常以埃为计量单位。晶胞各边之间的相互夹角分别以α、β、γ表示。a、b、c、α、β、γ称为晶胞的六个参数。 在研究晶体结构时，通常以晶胞作为代表来考查。
配位数和致密度：表示晶格中原子排列的紧密程度。 配位数：指晶格中与任一原子处于相距最近并距离相等的原子数目； 致密度（K）：指晶胞中原子排列的致密程度，即晶胞中原子所占的体积与晶胞体积（V）的比值，比值K越大，致密度越大。 二、金属中常见的晶体结构类型 三种典型晶体结构特征： 晶体结构与材料性能：（一般规律）面心立方的金属塑性最好，体心立方次之，密排六方的金属较差。 第二节实际金属中的晶体缺陷 一、常见晶体缺陷及分类 晶体缺陷：实际晶体中排列不规则的区域称为晶体缺陷。 分类：按空间尺寸分为三种。 1．点缺陷。不规则区域在空间三个方向上的尺寸都很小，主要是空位、置换原子、间隙原子。 2．线缺陷。不规则区域在一个方向的尺寸很大，在另外两个方向的尺寸都很小，主要是位错。 3．面缺陷：不规则区域在两个方向的尺寸很大，在另外一个方向的尺寸很小，主要是晶界和亚晶界。 二、晶体缺陷对晶体性能的影响 1．点缺陷周围晶格发生畸变，材料的屈服强度提高，塑性韧性下降，电阻增加。
第三章 第2节 金属晶体与离子晶体
第2节 金属晶体与离子晶体 【自学目标】 1．知道离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。 2．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 3．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。 4.能列举金属晶体的基本堆积模型。制作典型的离子晶体结构模型。比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征 【自学助手】 1．由于金属键没有 性和 性，所以金属晶体最常见的结构形式具有堆积密度 、原子的配位数 、能充分利用空间等特点的最密堆积。如Cu 、Au 属于 ，配位数是 ；Mg 、Zn 属于 ，配位数是 。但是有些金属晶体的堆积方式不是最密堆积，而是采用A 2密堆积，也叫 堆积，如常见金属 ，其配位数是 。 2．金属晶体中金属原子的价电子数越 ，原子半径越 ，金属阳离子与自由电子静电作 用越强，金属键越强，熔沸点越高，反之越低。如：熔点Na Mg Al ；Li Na K Rb Cs 。 3．晶格能是指 。晶格能越大，表 示离子键越 ，离子晶体越 。 4．（1）金属能导电的原因是_____________________________________ 。 （2）离子晶体在固态时不能导电的原因_____________________________________， 但在熔化状态下或水溶液中能导电的原因是_____________________________________。 5．离子晶体的熔沸点与离子所带电荷、核间距有关。离子所带电荷越 ，核间距越 ，离 子晶体的熔沸点越 。 6．离子晶体一般易溶于 ，难溶于 溶剂。 【思维点拨】 【例题1】金属晶体的形成是因为晶体中存在 A ．金属离子间的相互作用 B ．金属原子间的相互作用 C ．金属离子与自由电子间的相互作用 D ．金属原子与自由电子间的相互作用 【答案】C 【例题2】科学家发现的钇钡铜氧化合物在90K 具有超导性，若该化合物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是 A ．YBa 2Cu 3O 4 B.YBa 2Cu 2O 5 C ．YBa 2Cu 3O 5 D.YBaCu 4O 4 【解答】位于顶点的铜原子 (最上层平面和最下层平面)的共8个，这个晶胞中只分摊到8×1/8=1个；位于棱线(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的份额是8×1/4=2个；所以，每 个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×1/2+6×1/4=5个。所以该晶体每个晶胞 中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa 2Cu 3O 5 【答案】C 【自我检测】 1．金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是 ( ) A ．易导电 B ．易导热 C ．有延展性 D ．易锈蚀
33 实际金属的晶体结构 一、多晶体结构和亚结构
3.3 实际金属的晶体结构 一、多晶体结构和亚结构 实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内部的晶格位向也不是完全一致的，而是包含着许许多多彼此间位向不同的、称之为晶粒的颗粒状小晶体。而晶粒之间的界面称为晶界。这种实际上由许多晶粒组成的晶体结构称为多晶体结构（polycrystalline structure）。一般金属材料都是多晶体（图3-12）。通常测得的金属性能是各个位向不同的晶粒的平均值，故显示出各向同性。 图3—12 多晶体结构示意图 实践证明，即使在一个晶粒内部，其晶格位向也并不是象理想晶体那样完全一致，而是存在着许多尺寸更小，位向差也很小的小晶块。它们相互嵌镶成一颗晶粒。这些小晶块称为亚结构。可见，只有在亚结构内部，晶格的位向才是一致的。 二、晶体缺陷 实际晶体还因种种原因存在着偏离理想完整点阵的部位或结构，称为晶体缺陷（crystal defect）。晶体缺陷的存在及其多寡，是研究晶体结构、金属塑性变形的关键问题。根据其几何特性，晶体的缺陷可分为三类： 1．点缺陷——空位和间隙原子 实际晶体未被原子占有的晶格结点称为空位；而不占有正常晶格位置而处于晶格空隙之间的原子则称为间隙原子。在空位或间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使其周围的原子离开了原来的平衡位置，即产生所谓的晶格畸变。空位和间隙原子都处于不断的运动和变化之中，这对于热处理和化学处理过程都是极为重要的。 2．线缺陷——位错 晶体中某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象称为位错（dislocation）。有刃型
和螺型两种位错。 刃型位错如图3-13所示。垂直方向的原子面EFGH中断于水平晶面ABCD上的EF处，就像刀刃一样切入晶体，使得晶体中位于ABCD面的上、下两部分出现错排现象。EF线称为刃型位错线。在位错线附近区域，晶格发生畸变，导致ABCD晶面上、下方位错线附近的区域内，晶体分别受到压应力和拉应力。符号“┴”和“┬”分别表示多出的原子面在晶体的上半部和下半部，分别称为正、负刃型位错。 图3—13 刃型位错示意图 螺型位错如图3-14所示。晶体在BC右方的上、下两部分原子排列沿ABCD晶面发生了错动。aa’右边晶体上、下层原子相对移动了一原子间距，而在BC和aa’之间形成了一个上下层原子不相吻合的过渡区域，这里的原子平面被扭成了螺旋面。在原子面上，每绕位错线一周就推进了一个晶面间距。显然，螺型位错附近区域的晶格也发生了严重畸变，形成了一个应力集中区。 3．面缺陷——晶界和亚晶界 晶界实际上是不同位向晶粒之间原子排列无规则的过渡层（图3-15）。晶界处晶格处于畸变状态，导致其能量高于晶粒内部能量，常温下显示较高的强度和硬度，容易被腐蚀，熔点较低，原子扩散较快。
常见的金属晶体结构
第二章作业 2－1 常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数有什么特点 V、Mg、Zn 各属何种结构答：常见晶体结构有 3 种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn －Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、 2---7 为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。第三章作业3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业 4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好试用多晶体塑性变形的特点予以解释。答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是：（1）强度高：Hall-Petch 公式。晶界越多，越难滑移。（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂 7~15 天，然后再精加工。试解释这样做的目的及其原因答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7 天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。 4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）答：W、Sn 的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（～×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃ TR(Sn) =（～×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃ 所以 W 在1000℃时为冷加工，Sn 在室温下为热加工 4－9 用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想为什么（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。答：齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则，同时也要根据实际情况具体而定，总的原则是满足使用要求；加工便当；性价比最佳。对齿轮而言，要看是干什么用的齿轮，对于精度要求不高的，使用频率不高，强度也没什么要求的，方法 1、2 都可以，用方法 3 反倒是画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要求高的齿轮，方法 3 就是合理的。经过锻造的齿坯，金属内部晶粒更加细化，内应力均匀，材料的杂质更少，相对材料的强度也有所提高，经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定，强度更好。 4－10 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂，试分析原因答：由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有一定的强度和硬度，那么再吊重物时才有足够的强度，当将钢丝绳和工件放置在1000℃炉内进行加热和保温后，等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理，所以使钢丝绳的性能大大下降，所以再吊重物时发生断裂。 4－11 在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又像最初一样柔软这是什么原因答：铅板在室温下的加工属于热加工，加工硬化的同时伴随回复和再结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成，而过一段时间又会变软是因为室温对于铅已经是再结晶温度以上，所以伴随着回复和再结晶过程，等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒，硬度和塑性又恢复到了未变形之前。第五章作业 5－3 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体异同答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。二次渗碳体：从 A 中析出的渗碳体称为二次渗碳体。三次渗碳体：从 F 中析出的渗碳体称为三次渗碳体共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗
第三节金属晶体
第二节金属晶体 ［学习目标］ 知道金属键的涵义 能用金属键理论解释金属的物理性质 能列举金属晶体的基本堆积模型 了解金属晶体性质的一般特点 理解金属晶体的类型与性质的关系. ［知识梳理］ 1?在金属单质的晶体中，原子之间以_______________ 相互结合?描述金属键本质的最简单理论是_____________ 理论?构成金属晶体的粒子是___________ 和__________ . 2?金属键的强度差别 _________ .例如,金属钠的熔点较低，硬度较小，而_____ 是熔点最高，硬度最大的金属，这 是由于________________________________ 的缘故?铝硅合金在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。 在①铝②硅③铝硅合金三种晶体中，它们的熔点从低到高的顺序是________________ 。 金属材料有良好的延展性是由于.金属材料有良好的导电性是由于.金属的热导率随温度升高而降低是由于 3.金属原子在二维平面里有两种方式为非密置层和密置层，其配位数分别为______ 和___________ . 4._____________________________________ 金属晶体可看成金属原子在里堆积而成.金属原子堆积有4种基本模式，分别是 金属晶体的最密堆积是_____________________ ，配位数是__________ ［方法导引］ 1.金属晶体性质及理论解释 2.金属晶体的熔点变化规律 ①金属晶体熔点差别较大，汞在常温下是液体，熔点很低（一38.9C ），而钨的熔点高达3410C.这是由于 金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子的作用力不同而造成的差别. ②一般情况下（同类型的金属晶体），金属晶体的熔点由金属阳离子半径、所带的电荷数、自由电子的多少而定.金属离子半径越小，所带的电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就越高.例如，熔点： Na
2019-2020学年人教版化学选修三江苏专用练习：第三章 第三节 金属晶体 课后达标检测 Word版含解析
课后达标检测 一、单项选择题 1．下列有关金属晶体的说法中不正确的是() A．金属晶体是一种“巨分子” B．“电子气”为所有原子所共用 C．简单立方堆积的空间利用率最低 D．体心立方堆积的空间利用率最高 解析：选D。根据金属晶体的“电子气理论”，选项A、B都是正确的。金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是简单立方堆积52%，体心立方堆积68%，面心立方最密堆积和六方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高，选项C正确，选项D错误。 2．金属键的强弱与金属价电子数多少有关，价电子数越多金属键越强，与金属阳离子的半径大小也有关，半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是() A．Na K Rb B．Na Mg Al C．Li Be Mg D．Li Na Mg 解析：选B。金属熔点的高低与金属阳离子半径大小及金属价电子数有关，价电子数越多，阳离子半径越小，金属键越强。B项中三种金属在同一周期，价电子数分别为1、2、3，且半径由大到小，故熔点由高到低的顺序是Al>Mg>Na。 3．下列对各组物质性质的比较中，正确的是() A．熔点：Li＜Na＜K B．导电性：Ag＞Cu＞Al＞Fe C．密度：Na＞Mg＞Al D．空间利用率：体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积 解析：选B。同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，A项错误；Na、Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，C项错误；不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是简单立方堆积
第三章第三节金属晶体练习.
金属晶体练习 ［基础训练］ 1下列有关金属元素的特征叙述正确的是（） A .金属元素的原子具有还原性，离子只有氧化性 D ?金属元素的化合价一定显正价 C.金属元素在不同化合物中的化合价均不相同 D ?金属元素的单质在常温下均为金属晶体 2?下列有关金属元素特征的叙述中正确的是（） A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B.金属元素在化合物中一定显正价 C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同 D.金属单质在常温下都是金属晶体 3.金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是（） A易导电B .易导热C.有延展性D .易锈蚀 4.下列晶体中由原子直接构成的单质有 （） A.白磷B .氦C.金刚石D .金属镁 5.金属具有延展性的原因是 （） A .金属原子半径都较大，价电子较少 B.金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用 C.金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快 D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量 6.下列说法不正确的是（） A.金属单质的熔点一定比非金属单质高 B.离子晶体中不一定含有金属元素 C.在含有阳离子的晶体中，一定含有阴离子 D.含有金属元素的离子不一定是阳离子 7.金属晶体的形成是因为晶体中存在
（） A.金属离子间的相互作用 B .金属原子间产生相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D .金属原子与自由电子间的相互作用 & 关于金属元素的特征，下列叙述正确的是 ①金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性②金属元素在化合物中一般显正价 ③金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱④金属元素只有金属性，没有非金属性 ⑤价电子越多的金属原子的金属性越强 A .①②③B.②③ C .①⑤ D .全部 9.金属的下列性质中，与自由电子无关的是（） A.密度大小 B.容易导电 C ?延展性好 D ?易导热 10.下列有关金属的叙述正确的是（） A .金属元素的原子具有还原性，其离子只有氧化性 B ?金属元素的化合价一般表现为正价 C.熔化状态能导电的物质一定是金属的化合物 D ?金属元素的单质在常温下均为金属晶体 11.下列叙述正确的是（） A .原子晶体中可能存在离子键 B .分子晶体中不可能存在氢键 C.在晶体中可能只存在阳离子不存在阴离子 D .金属晶体导电是金属离子所致 12.金属能导电的原因是（） A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子 13.下列叙述正确的是（） A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子 B.原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
金属学与热处理课后习题答案第二章
第二章纯金属的结晶 2-1 a）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V△Gv/2 b）当非均匀形核形成球冠状晶核时，其△Gk与V之间的关系如何？ 答： 2-2 如果临界晶核是边长为a的正方体，试求出△Gk和a之间的关系。为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大。 答：
2-3 为什么金属结晶时一定要由过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？ 答： 金属结晶时需过冷的原因： 如图所示，液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低，由于液态金属原子排列混乱程度比固态高，也就是熵值比固态高，所以液相自由能下降的比固态快。当两线相交于Tm温度时，即Gs=Gl，表示固相和液相具有相同的稳定性，可以同时存在。所以如果液态金属要结晶，必须在Tm温度以下某一温度Tn，才能使G s＜Gl，也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶。把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度 影响过冷度的因素： 金属材质不同，过冷度大小不同；金属纯度越高，则过冷度越大；当材质和纯度一定时，冷却速度越大，则过冷度越大，实际结晶温度越低。 固态金属熔化时是否会出现过热及原因： 会。原因：与液态金属结晶需要过冷的原因相似，只有在过热的情况下，Gl＜G s，固态金属才会发生自发地熔化。 2-4 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。 答： 相同点： 1、形核驱动力都是体积自由能的下降，形核阻力都是表面能的增加。
2、具有相同的临界形核半径。 3、所需形核功都等于所增加表面能的1/3。 不同点： 1、非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk，随晶核与基体的润湿角的变 化而变化。 2、非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度。 3、两者对形核率的影响因素不同。非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的 影响，还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响。 2-5 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。 答： 液相中的温度梯度分为： 正温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。负温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而降低的温度分布情况。固液界面的微观结构分为： 光滑界面：从原子尺度看，界面是光滑的，液固两相被截然分开。在金相显微镜下，由曲折的若干小平面组成。 粗糙界面：从原子尺度看，界面高低不平，并存在着几个原子间距厚度的过渡层，在过渡层中，液固两相原子相互交错分布。在金相显微镜下，这类界 面是平直的。 晶体生长形状与温度梯度关系： 1、在正温度梯度下：结晶潜热只能通过已结晶的固相和型壁散失。 光滑界面的晶体，其显微界面-晶体学小平面与熔点等温面成一定角度，这种情况有利于形成规则几何形状的晶体，固液界面通常呈锯齿状。 粗糙界面的晶体，其显微界面平行于熔点等温面，与散热方向垂直，所以晶体长大只能随着液体冷却而均匀一致地向液相推移，呈平面长大方式，固液界面始终保持近似地平面。 2、在负温度梯度下： 具有光滑界面的晶体：如果杰克逊因子不太大，晶体则可能呈树枝状生长；当杰克逊因子很大时，即时在较大的负温度梯度下，仍可能形成规则几何形状的晶体。具有粗糙界面的晶体呈树枝状生长。 树枝晶生长过程：固液界面前沿过冷度较大，如果界面的某一局部生长较快偶有突出，此时则更加有利于此突出尖端向液体中的生长。在尖端的前方，结晶潜热散失要比横向容易，因而此尖端向前生长的速度要比横向长大的速度大，很块就长成一个细长的晶体，称为主干。这些主干即为一次晶轴或一次晶枝。在主干形成的同时，主干与周围过冷液体的界面也是不稳的的，主干上同样会出现很多凸出尖端，它们会长大成为新的枝晶，称为称为二次晶轴或二次晶枝。二次晶枝发展到一定程度，又会在它上面长出三次晶枝，如此不断地枝上生枝的方式称为树枝状生长，所形成的具有树枝状骨架的晶体称为树枝晶，简称枝晶。 2-6 简述三晶区形成的原因及每个晶区的特点。 答： 三晶区的形成原因及各晶区特点： 一、表层细晶区
金属晶体教学设计
金属晶体教学设计Teaching design of metal crystal
金属晶体教学设计 前言：小泰温馨提醒，化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。是一门以实验为基础在原子层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学。本教案根据化学课程标准的要求和针对教学对象是 高中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划、并以启 迪发展学生智力为根本目的。便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。一、学习目标 1．使学生了解金属晶体的模型及性质的一般特点。 2．使学生理解金属晶体的类型与性质的关系。 3．较为系统地掌握化学键和晶体的几种类型及其特点。 二、学习重点： 金属晶体的模型；晶体类型与性质的关系。 三、学习难点： 金属晶体结构模型。 四、学习过程 [投影]选一位同学的家庭作业（以表格形式比较离子晶体、 原子晶体和分子晶体结构与性质的关系）。要求全体同学对照分 析各自作业，在教师的引导下进行必要的修正和补充。然后投影 一张正确的表格。
表一：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较 晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 结构 构成晶体粒子 阴、阳离子 分子 原子 粒子间的作用力 离子键 分子间作用力 共价键 性 质
硬度 较大 较小 较大 溶、沸点 较高 较低 很大 导电 固体不导电，溶化或溶于水后导电固态和熔融状态都不导电 不导电 溶解性 有些易溶于等极性溶剂 相似相溶 难溶于常见溶剂
[展示金属实物]展示的金属实物有金属导线（铜或铝）、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压 机把钢锭压成钢板等。 [教师诱导]从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理 性质呢? [学生分组讨论]请一位同学归纳，其他同学补充。 [板书] 一、金属共同的物理性质 容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 [教师诱启]前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有 着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么 金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢? [板书] 第二节金属晶体 [flash动画] 点击“金属晶体内部结构”条目，让学生看 金属晶体内容组成微粒内容为，然后再听画外音兼字幕。 再点击“金属晶体内部结构”内部画面左上角“内部结构”条目，让学生看几种常见金属晶体空间构型。硬球一个一个地堆 积给同学观察，成形后再旋转让同学从不同角度进行观察，且拆散、堆积给学生分析。
2021学年高中化学第3章第2节第1课时金属晶体离子晶体教案鲁科版必修2.doc
第1课时金属晶体离子晶体 发展目标体系构建 1.能借助金属晶体结构模型认识金属晶体的结构特 点。能利用形成晶体的作用力解释金属的性质。 2．认识几种常见离子晶体的模型，并能解释离子晶 体的性质。 一、金属晶体 1．金属晶体的概念 点拨：金属晶体中因金属键的存在使得金属具有良好的延展性和可塑性。 2．常见金属晶体的结构 常见金属Ca、Cu、Au、Al、Pd、 Pt、Ag Li、Na、K、Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti 结构示意图 (1)金属在发生变形延展时，金属键断裂吗？ 提示：不断裂。
(2)金属在通常状况下都是晶体吗？金属晶体的性质与哪些因素有关？ 提示：不是，如汞；金属键和金属原子的堆积方式决定金属的性质。二、离子晶体 1．概念 阴、阳离子通过离子键结合，在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体。2．常见的离子晶体 晶体类型 NaCl型CsCl型ZnS型CaF2型 晶胞 晶胞中微粒数Na＋ 4 Cl－ 4 Cs＋ 1 Cl－ 1 Zn2＋ 4 S2－ 4 Ca2＋ 4 F－8 符号类型 Li、Na、K、Rb 的卤化物、AgF、MgO等 CsBr、CsI、 NH4Cl等 BeO、BeS等BaF2、PbF2、 (1)概念 将1 mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。 (2)意义：衡量离子键的强弱。晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定。 4．特性 (1)熔点、沸点较高，而且随着离子电荷的增加，离子间距的缩短，晶格能增大，熔点升高。 (2)一般易溶于水，而难溶于非极性溶剂。 (3)在固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电。 离子晶体的化学式是表示真正的分子构成吗？ 提示：不是。离子晶体的化学式仅代表晶体中阴、阳离子个数比，并不代表分子构成，所以离子晶体中不存在分子。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。) (1)同主族金属元素自上而下，金属单质的熔点逐渐降低，体现金属键逐渐减弱。 (2)离子晶体一定含有金属阳离子。(×) (3)金属晶体和离子晶体的导电实质是一样的。(×)
高中化学 第三章 第三节 金属晶体教案 新人教版选修3
第三节金属晶体 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中的构成微粒及微粒间的相互作用。2.证据推理与模型认知：能利用金属晶体的通性推导晶体类型，从而理解金属晶体中各微粒之间的作用，理解金属晶体的堆积模型，并能用均摊法分析其晶胞结构。 一、金属键和金属晶体 1．金属键 (1)概念：金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。 (2)实质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，形成一种“巨分子”。 (3)特征：金属键没有方向性和饱和性。 2．金属晶体 (1)金属晶体 通过金属阳离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体，叫做金属晶体。 (2)用电子气理论解释金属的性质 (1)金属单质和合金都属于金属晶体。 (2)金属晶体中含有金属阳离子，但没有阴离子。 (3)金属导电的微粒是自由电子，电解质溶液导电的微粒是自由移动的阳离子和阴离子；前者导电过程中不生成新物质，为物理变化，后者导电过程中有新物质生成，为化学变化。因而，二者导电的本质不同。 例1下列关于金属键的叙述中，不正确的是( ) A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用，其实质与离
子键类似，也是一种电性作用 B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性 C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动 【考点】金属键和金属晶体 【题点】金属键的理解 答案 B 解析从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。 例2下列各组金属熔点高低顺序正确的是( ) A．Mg>Al>Ca B．Al>Na>Li C．Al>Mg>Ca D．Mg>Ba>Al 【考点】金属键与金属晶体 【题点】金属晶体的物理性质及影响因素 答案 C 解析电荷数Al3＋>Mg2＋＝Ca2＋＝Ba2＋>Li＋＝Na＋，金属阳离子半径：r(Ba2＋)>r(Ca2＋)>r(Na＋) >r(Mg2＋)>r(Al3＋)>r(Li＋)，故C正确，A错误；B中Li>Na，D中Al>Mg>Ba。 方法规律 (1)金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，自由电子越多，金属键越强，金属晶体的熔点越高。如K＜Na＜Mg＜Al，Li＞Na＞K＞Rb。 (2)一般合金的熔点低于各成分金属的熔点。 二、金属晶体的堆积方式 1．二维空间的堆积模型 金属晶体中的原子可看成直径相等的球体。把它们放置在平面上(即二维空间里)，可有两种方式——(a)非密置层和(b)密置层(如下图所示)，其配位数分别为4和6。
第二章 金属及合金的晶体结构
第二章金属及合金的晶体结构 金属材料是指以金属键来表征其特性的材料，它包括金属及其合金。金属材料在固态下通常都是晶体状态，所以要研究金属及合金的结构就必须首先研究晶体结构。 一、晶体的基本概念 晶体结构指晶体内部原子规则排列的方式。晶体结构不同，其性能往往相差很大。为了便于分析研究各种晶体中原子或分子的排列情况，通常把原子抽象为几何点，并用许多假想的直线连接起来，这样得到的三维空间几何格架称为晶格，如图2-3（b）所示；晶格中各连线的交点称为结点；组成晶格的最小几何单元称为晶胞，晶胞各边的尺寸a、b、c称为晶格常数，其大小通常以为计量单位（A），晶胞各边之间的相互夹角分别以α、β、γ表示。图2-3（c）所示的晶胞为简单立方晶胞，其晶格常数a=b=c，而α=β=γ=90o。由于晶体中原子重复排列的规律性，因此晶胞可以表示晶格中原子排列的特征。在研究晶体结构时，通常以晶胞作为代表来考查。 为了描述晶格中原子排列的紧密程度，通常采用配位数和致密度（K）来表示。配位数是指晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数目；致密度是指晶胞中原子本身所占的体积百分数，即晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积（V）的比值。 图2-3 简单立方晶体 （a）晶体结构（b）晶格（c）晶胞 二、常见纯金属的晶格类型 在金属元素中，除少数具有复杂的晶体结构外，大多数具有简单的晶体结构，常见的晶格类型有以下三种：1．体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞如图2-4所示。它的形状是一个立方体，其晶格常数a=b=c，所以只要一个常数a即可表示；其α=β=γ=90o。在体心立方晶胞中，原子位于立方体的八个顶角和中心。属于这类晶格的金属有α-Fe、Cr、V、W、Mo、Nb等。
高中化学《金属晶体》教案21 新人教版选修
高中化学《金属晶体》教案21 新人教版选修 ：1使学生形成正确的金属晶体概念，并了解金属晶体的晶体模型及金属的共同性质、特点。 2使学生理解金属晶体的晶体结构与性质的关系。 3通过对结构决定性质的分析讨论，培养学生科学的学习方法和探索、归纳能力。 教学重点： 金属晶体的概念、晶体类型与性质的关系。 教学难点： 金属晶体结构模型教学过程： 比较：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体结构构成晶体粒子阴离子阳离子分子原子粒子间的相互作用形式离子键分子间作用力共价键性质硬度较大较小很大熔、沸点较高 较低很高导电固体不导电，熔化或溶于水后导电固态和熔融状态时都不导电不导电溶解性有些易溶于水等极性溶剂相似相溶难溶于常见溶剂展示展示的金属实物有金属导线（铜或铝）、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。 引导分析从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢？
学生分组讨论请一位同学归纳，其他同学补充。 板书 一、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。 引导分析前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢？ 板书第二节金属晶体阅读并讨论指导学生阅读教材相关内容，金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。 教师诱导启发同样的带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地堆积在一起呢？ 提示设疑电子到哪里去了呢？ 讨论学生分组讨论，教师引导分析：要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密地堆积在一起。 小结归纳带负电的电子在金属阳离子之间自由运动。在金属晶体里，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中并被许多金属离子所共有。 板书
第三章第三节金属晶体讲义
第三节金属晶体 【教学目标】 1．理解金属键的概念和电子气理论 2．初步学会用电子气理论解释金属的物理性质 3．了解金属晶体内原子的几种常见排列方式 【教学难点】金属键和电子气理论 . 金属晶体内原子的空间排列方式. 【教学重点】金属具有共同物理性质的解释。金属晶体内原子的空间排列方式 【教学过程】 一、金属键 1.定义：叫做金属键。 （1）成键微粒： （2）存在： 2.金属键的本质---电子气理论 （1）电子气理论 “电子气理论”把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量形成可与气 体相比拟的带电的“电子气”，金属原子则“浸泡”在“电子气”的“海洋”之中。 （2）金属通性的解释 ①金属导电性的解释 在金属晶体中，充满着带负电的“电子气”，这些电子气的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下电子气就会移动，因而形成电流，所以金属容易导电。 ②金属导热性的解释 金属容易导热，是由于电子气中的自由电子在热的作用下与频繁碰撞从而把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。 ③金属延展性的解释 当金属受到外力作用时，晶体中的就会发生相对滑动，但不会改变，而且弥漫在金属原子间的可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。 二、金属晶体的原子堆积模型 【分组活动1】 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）
第四讲金属结晶的现象及条件
第四讲金属结晶的现象及条件 第一节金属结晶的现象 一、主要内容： 金属结晶的宏观现象 金属结晶的微观现象 二、要点： 金属结晶的热分析曲线，热分析法，过冷现象，过冷度，结晶潜热，金属结晶的热分析曲线分析，金属结晶的微观过程分析，形核，晶核长大。 三、方法说明： 首先介绍热分析法，说明热分析曲线，介绍金属的热分析曲线的特征，说明过冷现象，过冷度，结晶潜热，金属结晶的微观现象，可举例说明晶核的形成和长大的过程，如窗花，盐，冰，植物等增加学生的感性认识和对形核、长大的理解。 授课内容： 物质从液态冷却转变为固态的过程称为凝固。 凝固后的物质可以是晶体，也可以是非晶体。若凝固后的物质为晶体，则这种凝固称为结晶。 一、金属结晶过程中的宏观现象 热分析法：将纯金属放入坩埚中加热熔化成液态，然后插入热电偶测量温度，让液态金属缓慢而均匀的冷却，用X－Y记录仪将冷却过程中的温度与时间记录下来，获得冷却曲线，这种实验方法叫热分析法。如图 图1 热分析实验装置示意图图2 纯金属的冷却曲线 2、热分析曲线：纯金属的冷却曲线，即温度随时间的变化曲线。 3、过冷现象：金属的实际开始凝固温度Tn总是低于理论凝固温度Tm的现象。 4、过冷度：理论凝固温度与实际开始凝固温度之差,即Δ T＝Tm-Tn。 结晶潜热：金属熔化时从固态转变为液态需要吸收热量，而结晶时从液态转化为固态要放出热量，前者叫熔化潜热，后者叫结晶潜热。 二、金属结晶的微观过程 金属的结晶是一个晶核的形成和晶核的长大过程。
第二节金属结晶的热力学条件 第三节金属结晶的结构条件 一、主要内容： 金属结晶的驱动力和热力学条件 结构起伏的概念 二、要点： 热力学第二定律，物质系统，自发过程，熵的概念， 金属结晶过程液固两相自由能之差的推导， 液相、固相自由能随温度变化示意图 晶胚，晶核，近程有序，远程有序，液态金属的结构，液态金属中不同尺寸结构起伏出现的几率，最大结构起伏尺寸与过冷度的关系 三、方法说明： 熵，物质系统，自发过程等概念较抽象，打比方形象的说明有利于学生的理解。 用液态金属的宏观特性解释液态金属的微观结构，解释金属结晶的微观过程，讲清晶胚，晶核等概念及影响因素，说明金属结晶的结构条件 授课内容： 第二节金属结晶的热力学条件 热力学第二定律：在等温等压下，过程自发进行的方向是体系自由能降低的方向。自由能G 用下式表示： G=H-TS， 式中，H是焓；T是绝对温度；S是熵，可推导得 dG＝ Vdp－ SdT。 在等压时，dp=0，故上式简化为： dG＝－ SdT。 由于熵恒为正值，所以自由能是随温度增高而减小。 图3 自由能随温度变化的示意图
高中化学《金属晶体》教学设计
《金属晶体》教学设计 东莞市第一中学余佳哲 一、教学内容 1、课标中的内容 （1）知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质 （2）知道金属晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体、原子晶体的区别 2、教材中的内容 本节课是人教版化学选修三第三章第三节的教学内容，是在第二章《分子结构与性质》、第三章第一节《晶体的常识》和第二节《分子晶体与原子晶体》基础上认识金属晶体。 本节教学内容包含知识点主要有金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系以及金属晶体的四种原子堆积模型等，需要三个课时才能完成。本节课是第一课时，主要探究金属的内部结构、晶体模型、共同性质和特点、金属晶体的结构与金属性质的关系。 二、教学对象分析 1、知识技能方面：学生在前一章已经学习了晶体的基本性质、晶体的特点与内部质点排列的 关系等，具有一定的基本理论知识和技能知识。 2、学习方法方面：上一节研究过分子晶体和原子晶体的结构和性质，已初步有了“结构决定 性质”的思维理念，具有一定的学习方法基础。 三、设计思想 总的思路是从同学们身边的实物入手，充分利用直观教学手段，帮助学生正确理解金属晶体的概念。注意新旧知识和相关学科之间的联系。讨论金属的性质时，让学生比较金属导电与电解质在熔融状态下导电、电解质溶液导电的不同，以加深对金属导电原因的认识，同时也对旧知识进行了复习。根据新课标的要求，本人在教学过程中以小组讨论探究法代替直接讲授，以学生为主体，让学生猜想，让学生解说答辩，让学生总结得出结论,体现了新课程中“自主、合作、探究”的理念。教会学生学习方法，强化对比手段，使学生掌握类比的方法，提高学生的分析问题和解决问题能力，使学生在推理的过程中掌握知识。 四、教学目标 1、知识与技能： （1）了解金属的性质和形成原因；（2）掌握金属键的本质——“电子气理论”；（3）能用电子气理论和金属晶体的有关知识解释金属的性质。 2、过程与方法： （1）通过对金属单质的物理性质异同点的比较与分析，培养学生运用理论解释实际问题的能力；（2）通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生观察能力，空间想像能力等。3、情感态度与价值观：