高中化学选修——物质结构与性质专题3 微粒间作用力与物质性质【教材内容分析】在必修2中，学生已初步了解了物质结构和元素周期律、离子键、共价键、分子间作用力等微粒间作用力的知识，又初步了解了离子晶体、分子晶体和原子晶体等结构知识。
本专题内容是在学生学习必修2和从原子、分子水平上认识物质构成的基础上，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，使学生能更深层次上认识物质的结构与性质之间的关系。
本专题分四个单元介绍微粒间作用力与物质性质的关系。
第一单元的内容首先从介绍金属键入手，对金属的特性作出了解释，又介绍了影响金属键的主要因素；并在金属键的基础上，简单介绍了金属晶体中晶胞的几种常见的堆积模型以及有关晶胞的计算；最后又拓展了合金的性质与结构。
让学生对金属晶体有一个较为全面的认识。
第二单元通过复习钠与氯形成氯化钠的过程，使学生理解离子键的形成过程和特点；晶格能与离子型化合物的物理性质的关系以及有关晶胞的计算；最后拓展了离子晶体中阴、阳离子半径比与配位数的关系。
使学生对于离子晶体有一个较全面的了解。
第三单元通过对氢分子的形成过程的分析，使学生理解共价键的本质和特征；以氮分子、乙烯等共价型物质为例介绍共价键的类型；共价键的键能与化学反应热的关系；原子晶体的性质与键能的内在联系。
第四单元介绍范德华力、氢键的形成，以及范德华力、氢键对分子晶体性质的影响。
通过本专题的学习，使学生进一步认识晶体的结构与性质之间的关系，也可使学生进一步深化“结构决定性质”的认识。
【课时分配】第一单元 3课时第二单元 3课时【教案设计】第一单元金属键金属晶体【知识与技能】1．通过联系金属实物，复习金属的一些物理共性，使学生理解金属键的概念，初步学会用金属键知识解释金属的物理性质2．理解金属晶体的概念、构成及物理性质特征；了解金属晶体中晶胞的堆积方式，掌握有关晶胞的计算方法。
【过程与方法】1。
通过多媒体动画来展示金属的导电、导热、延展性，使学生理解金属键与金属性质的关系。
培养学生的想象力和从微观到宏观的认识方法。
2．通过对晶体结构示意图和晶体模型的观察认识，教会学生研究方法，培养学生的观察能力、空间想象力，提高思维的全面性、严密性。
【情感态度与价值观】能够利用所学的化学知识从微观角度解释金属的导电、导热、延展性，激发学生的学习热情，培养学生体验科学探究的乐趣，激发学生对科学的热爱。
本单元重点：金属晶体与离子晶体的结构特点，从结构的角度分析两种晶体的某些物理性质进行了解。
本单元难点：金属晶体与离子晶体的空间堆积方式。
（第一课时）【教学过程设计】【引入】同学们我们的世界是五彩缤纷的，是什么组成了我们的世界呢？学生回答：物质讲述：对！我们的自然世界是有物质组成的，翻开我们的化学课本的最后一页我们可以看到一张化学元素周期表，不论冬天美丽的雪花，公路上漂亮的汽车。
包括你自己的身体都是有这些元素的一种或几种构成的。
那么我们现在就来认识一下占周期表中大多数的金属。
【板书】§3-1-1 金属键与金属特性大家都知道晶体有固定的几何外形、有确定的熔点，水、干冰等都属于分子晶体，靠范德华力结合在一起，金刚石、金刚砂等都是原子晶体，靠共价键相互结合，那么我们所熟悉的铁、铝等金属是不是晶体呢？它们又是靠什么作用结合在一起的呢？【展示】几种金属的应用的图片，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。
【讨论】请一位同学归纳，其他同学补充。
1、金属有哪些物理共性？2、金属原子的外层电子结构、原子半径和电离能？金属单质中金属原子之间怎样结合的？【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。
二、金属键【动画演示并讲解】金属原子的电离能低，容易失去电子而形成阳离子和自由电子，阳离子整体共同整体吸引自由电子而结合在一起。
这种金属离子与自由电子之间的较强作用就叫做金属键。
金属晶体的组成粒子：金属阳离子和自由电子。
金属离子通过吸引自由电子联系在一起, 形成金属晶体.经典的金属键理论把金属键形象地描绘成从金属原子上“脱落”下来的大量自由电子，金属原子则“浸泡”在“自由电子”的“海洋”之中。
金属键的形象说法: “失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”.金属键的特征是成键电子可以在金属中自由流动，使得金属呈现出特有的属性在金属单质的晶体中，原子之间以金属键相互结合。
金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。
这种键既没有方向性也没有饱和性，【板书】1．构成微粒：金属阳离子和自由电子2．金属键：金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用3、成键特征：自由电子被许多金属离子所共有；无方向性、饱和性【板书】三、金属键对金属通性的解释【学生分组讨论】如何应用金属键理论来解释金属的特性？请一位同学归纳，其他同学补充。
【板书】1．金属导电性的解释在金属晶体中，充满着自由电子，而自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。
【强调】：金属受热后，金属晶体中离子的振动加剧，阻碍着自由电子的运动。
所以温度升高导电性下降。
2. 金属导热性的解释金属容易导热，是由于自由电子在热的作用下与金属原子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，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气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。
4、金属晶体结构具有金属光泽和颜色由于自由电子可吸收所有频率的光，然后很快释放出各种频率的光，因此绝大多数金属具有银白色或钢灰色光泽。
而某些金属（如铜、金、铯、铅等）由于较易吸收某些频率的光而呈现较为特殊的颜色。
当金属成粉末状时，金属晶体的晶面取向杂乱、晶格排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以成黑色。
【问题解决】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2．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3、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D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键【设问】我们知道，不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。
有的金属软如蜡，有的硬如钢；有的金属熔点低，有的熔点高，金属的这些性质与金属键有没有关系？【投影】课本P29表3-1【学生分组讨论】根据表中的数据，总结影响金属键的因素。
【板书】四。
金属的熔、沸点、硬度与金属键的关系1．原子化热：1mol金属固体完全气化成相互远离的气态原子时吸收的能量。
【讲解】金属键无方向性, 无固定的键能, 金属键的强弱和自由电子的多少有关, 也和离子半径、电子层结构等其它许多因素有关, 很复杂. 金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量. 金属原子化热是指 1mol 金属变成气态原子所需要的热量. 金属原子化热数值小时, 其熔点低, 质地软; 反之, 则熔点高, 硬度大.【板书】2、影响金属键强弱的因素：原子半径、单位体积的自由电子的数目等一般：金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔沸点越高。
【说明】：不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别。
这与金属原子本身、晶体中原子的排列方式等因素有关。
【问题解决】3、试比较下列金属熔点的高低和硬度大小。
（1）Na Mg Al （2）Li Na K Rb Cs （3）K Ca4、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低？决定【课堂小结】结构性质金属键金属内部的特殊结构金属的物理共性金属阳离子自由电子导电性导热性延展性金属阳离子半径、自由电子数熔沸点高低、硬度大小【课后阅读材料】1．超导体——一类急待开发的材料一般说来，金属是电的良好导体(汞的很差)。
1911年荷兰物理学家H·昂内斯在研究低温条件下汞的导电性能时，发现当温度降到约4 K(即—269、)时汞的电阻“奇异”般地降为零，表现出超导电性。
后又发现还有几种金属也有这种性质，人们将具有超导性的物质叫做超导体。
2．金属的物理性质由于金属晶体中存在大量的自由电子和金属离子(或原子)排列很紧密，使金属具有很多共同的性质。
(1)状态：通常情况下，除Hg外都是固体。
(2)金属光泽：多数金属具有光泽。
但除Mg、Al、 Cu、Au在粉末状态有光泽外，其他金属在块状时才表现出来。
(3)易导电、导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。
(4)延展性(5)熔点及硬度：由金属晶体中金属离子跟自由电子间的作用强弱决定。
金属除有共同的物理性质外，还具有各自的特性。
①颜色：绝大多数金属都是银白色，有少数金属具有颜色。
如Au金黄色Cu紫红色Cs 银白略带金色。
②密度：与原子半径、原子相对质量、晶体质点排列的紧密程度有关。
最重的为锇(Os)铂(Pt)最轻的为锂(Li)③熔点：最高的为钨(W)，最低的为汞(Hg)，Cs，为28．4℃Ca为30℃④硬度：最硬的金属为铬(Cr)，最软的金属为钾 (K)，钠(Na)，铯(Cs)等，可用小刀切割。
⑤导电性：导电性能强的为银(Ag)，金(Au)，铜 (Cu)等。
导电性能差的为汞(Hg)⑥延展性：延展性最好的为金(Au)，Al【课后练习】1.下列叙述中，可以肯定是一种主族金属元素的是A．原子最外层有3个电子的一种金属 B．熔点低于100℃的一种金属C．次外电子层上有8个电子的一种金属D．除最外层，原子的其他电子层电子数目均达饱和的一种金属2.金属晶体的形成是因为晶体中主要存在A．金属离子之间的相互作用B．金属原子之间的作用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3. 金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是A．导电性 B．化学反应中易失去电子C．延展性 D．硬度4.在金属晶体中，自由电子与金属离子的碰撞中有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是A．延展性 B．导电性 C．导热性 D．硬度5.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6. 试比较下列金属熔点的高低，并解释之。