教案金属的物理性质.doc

第二章 镁 铝
§2-1 金属的物理性质
教学目标
知识教学点：
1. 金属的分类（冶金工业、密度大小、丰度等）
2. 金属晶体及金属晶体中质点间的作用方式。
3. 金属的物理共性（导电性、导热性、延展性等）及有关解释。
能力培养：
通过引导学生思考、回忆常见金属的有关特点，结合教材内容归纳出金属的物理通性。对中学阶段学习的四种晶体从不同角度进行对比和归纳。

重点难点
金属的物理性质
用金属结构理论解释金属的物理性质
金属晶体
教学过程
从元素周期表的元素 种来看，金属元素有 种，约占4/5的比例。它们位于元素周期表中每个周期原前部，包括：
IA（除氢外）； IIA，IIIA（除硼外）
IVA的锗、锡、铅； VA 锑、铋； VIA 钋
各副族和VIII族元素
金属性最强和元素位于表的左下方，即铯和钫。其中许多金属早已广泛应用于生产和生活中，还有许多金属元素正在被人类认识（如：稀有金属），它们的用途也正在逐步扩大。
据有关报导，1991年底我国钢的年产量位于世界第四位，年产量超过7000万吨。有色金属的稀有金属的生产利用也有很大发展。

引导学生按照自学提纲自学。
一． 金属的分类：
按照为同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。
1. 冶金工业的分类方法：
有色金属：除铁、铬、锰外
黑色金属：铁、铬、锰
2. 根据金属密度的大小：
轻金属：（密度小于4.5的）如：K Ca Na Mg Al Zn
重金属：（密度大于4.5的）如：Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
3. 根据地壳中的含量（丰度）：
常见金属：Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu等等
稀有金属：钼、铌、锆等等

二． 金属的物理通性（展示几种金属样品，让学生通过观察、讨论提出）
1. 常温下均呈固态（汞除外）
2. 都有金属光泽，不透明。
多数金属为银白色或灰色，少数金属有颜色，如：
金 -– 黄色 ；铜 – 紫红色 ；铅 – 蓝色
（中学阶段不要求解释原因）
3. 都能导电、传热。
4. 都有延展性。
如在金属进行机械加工时，可以抽成细丝而不断，可以压成薄片而不裂。

这说明了金属在晶体结构方面有着相似性

三． 金属的晶体结构：
[展示]金属内部结构课件 或挂图 课本第17页图2-1
常温下除汞是液态（熔点 -39℃）以外，其余所有金属常温下均不晶体。用X射线研究发现，在晶体中金属原子好像硬球一层一层地紧密堆积着。
金属原子的价电子比较少，原子核对价电子的吸引力较小，这些电子较容易离开原子核，成为金属离子和自由电子。
在通常情况下，金属离子对释出的电子（自由电子）有较强的作用力，这些电子不能脱离金属晶体，而是在整个晶体里自由运动着。
由于自由电子为整个晶体里的金属离子所共有，又跟金属离子有着较强的作用（金属键），因而使许多金属离子相互结合在一起，形成晶体。

引导学生解释金属的物理通性.
1. 导电性：
在通常情况下，金属里金属离子之间是紧密排列并堆积在一起的，但自由电子却能在整个晶体里自由运动（无一定方向）。但在一定外电场的条件下，自由电子在金属中就发生定向移动而形成电流，所以金属易导电。

2. 导热性：
自由电子有运动时常跟金属离子碰撞而引起两者能量的交换。当金属某部分受热，在那啊区域的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞子就把能量传递给其它金属离子，金属就是借着自由电子的运动，把能量从温度高的部分传递到的部分，从而便整块金属达到同样的温度。
一般讲：导电性好的金属其导热性也好，导电性最好的金属是银（依次是铜、金、铝、锌等）
温度越高，金属导电性越差（阻碍自由电子的定向移动）

3. 具有良好的延展性：
当金属受外力作用时，各层之间会发生相对滑动，但由于金属离子跟自由电子之间的较强作用依然存在，所以金属只发生形变，但不会断裂，金属的这种延展性使金属具有良好的机械加工性能。
不的金属其延展性大小不同，如：铂和金的延展性特别好，（ 延展性依次为：铂、金、银、铝、铜、铁等）最细的是铂丝，其直径不超过0.0002mm， 大约是头发直径的1/400， 金的展性第一（依次是银、铝、铜等）最薄的金箔只有0.0001mm，以至十万张这种金箔重叠起来，其厚度只有1cm。

金属除共同的物理性质外，还有自己的特性。如;不同的硬度、熔点、密度等。这是由于不同的金属的原子核电荷数、原子半径大小和晶体结构不同所决定的。
☺在金属单质是熔点最低的是汞（-39℃） 最高的是钨（3410℃）
大多数金属单质拓熔沸点都较高。
☺ 在金属单质中，常温为固态时，硬度最大的是铬（9.0）
硬度最小的是铯（0.2）
☺ 金属中密度最大的是锇（20℃,22.5 g/cm3 ）
最小的是锂（ 20℃,0.53 g/cm3）
☺ 同是金属晶体，金属离子半径小的，与自由电子相互作用则大，熔沸点较高。如：熔点 Li> Na > K > Rb > Cs