高中化学第三章第1节 认识晶体教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中化学第三章第1节认识晶体教学设计学情分析教材分析课后反思
第三章第1节认识晶体
1、教材分析
本节课选自鲁科版《物质结构与性质》第三章《物质的聚集状态与物质性质》第1节《认识晶体》。
本节教材围绕“认识晶体”展开教学活动,学生在日常生活中已经接触过许多晶体实物,但对什么是晶体还没有一个完整的科学认识,本节即从晶体实物出发,介绍了晶体的典型特征,使学生初步建立一些晶体学的基本知识,能够区分固体的两种主要类型:
晶体和非晶体。
学生已经学习了微粒间存在着的不同类型的相互作用,但并不知道这些微粒在晶体里是如何排列的。
本节以活动探究引导学生认识晶体中微粒的堆积方式,从而使他们初步认识晶体里微粒的排列规律。
晶体是微粒按一定规律做周期性重复排列而构成的宏观物质。
2、学情分析
1、在知识层方面,学生在前面已经学习过化学键的类别,并且知道化学键的成键原理,为这节课打下良好的基础,也知道物质由分子、原子或离子构成,但是微粒间如何排列是这节课需要学习的。
在生活中学生也知道晶体,但是不能准确的区分,通过这节课学习,就可以全面了解晶体了。
2、在能力层方面,学生只是在生活中接触过晶体,但是缺乏辨别的能力,本节课从不同的层面去认识晶体,提高了学生鉴别晶体的能力。
学生有逻辑思维能力,但是没有建立模型的能力,通过教师引导完成一次晶体建模过程,学生提高整体思维运用。
3、在情感层方面,通过本节课晶体鉴别的最有效的方法是X射线衍射实验,以及学习构建模型去了解微观世界,让同学们对科学产生了兴趣,现阶段要好好学习,将来要成为国家的栋梁之才。
3、教学目标
素养1宏观辨识与微观探析
本节课让学生认识晶体,就需要从外观、特性等方面认识晶体,能对晶体进行分类,从宏观方面区分晶体与非晶体;还要通过深入学习了解晶体内部结构及微粒间堆积形式。
素养2证据推理与模型认知
本课学习中需要同学们构建紧密堆积模型,在探究建模过程中,需要抓住事物的本质,根据事实建立不同的模型,从而让学生通过模型认知微观世界。
素养3:
科学探究与创新意识
本节课要认识晶体的内部结构,需要建立模型,在其过程中培养了学生科学探究的意识,懂得由简到繁的逐一探究,遇到问题解决问题,敢想敢做的创新思维。
素养4:
科学态度和社会责任
本节课通过探究建模过程,培养学生严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识,科学的探究可以解决新认知,为社会带来发展。
4、教学重点和难点
本节教材的重点是使学生初步建立关于晶体的比较完整的知识结构和认知方法;难点是理解晶体中微粒的空间堆积方式及晶胞的结构特点。
5、教学策略
阅读自学、小组讨论、合作探究、建立模型
6、教学过程
教师:
物质分为三种聚集状态:
气液固。
固体分为晶体和非晶体。
今天我们来认识晶体,同学们请看学习目标。
多媒体:
展示图片1:
金刚石、食盐晶体、雪花晶体和石蜡的外形图片。
展示图片2:
铜、氯化钠、晶体二氧化硅和非晶体二氧化硅的内部结构。
教师:
请同学们找出图片的异同。
学生:
晶体具有规则的几何外形,而非晶体没有;晶体中微粒的排列有规律,而非晶体没有。
教师:
请同学们给晶体下定义,并举例。
学生:
人们把内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质称为晶体,比如食盐、冰、水晶、宝石等。
教师:
如何区分晶体与非晶体呢?
晶体的特性又有哪些呢?
学生:
晶体的特性:
自范性、各向异性、对称性、有固定的熔沸点。
教师:
晶体的自范性是有条件的,比如熔融的二氧化硅缓慢降温得到水晶,二快速降温得到玛瑙。
把缺角的食盐晶体放在饱和食盐水中可以生长成完美的晶体。
多媒体:
展示图片1:
石墨导电性;
展示图片2:
石蜡在水晶和玻璃上的融化对比性实验。
学生:
填写晶体分类的表格
晶体
离子晶体
金属晶体
原子晶体
分子晶体
微粒种类
相互作用
举例
【习题】1、判断题:
(1)有规则几何外形或美观、对称外形的固体,一定是晶体。
(2)具有固定组成的物质也不一定是晶体。
(3)晶体一定都有规则的几何外形。
2.下列不属于晶体的特点的是( )
A.一定有固定的几何外形
B.一定有各向异性
C.一定有固定的熔点
D.一定是无色透明的固体
3.普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
晶体与非晶体的区别:
1、要区分一种固体是晶体还是非晶体,你有哪些方法?
2、决定晶体与非晶体性质不同的本质原因是什么?
3、确定固体是晶体的最科学的方法是什么?
教师:
X射线衍射实验本是物理学科的技术,却应用于化学学科,所以学好学业,为将来科技做贡献。
我们不仅能区分晶体,还要了解晶体内部结构,带着问题来学习。
【问题导学】1、各类晶体的构成微粒为什么尽可能采取密堆积的形式形成晶体?
2、如何通过建立模型认知紧密堆积模型?
3、各类晶体内部微粒的堆积原理有何异同?
教师:
紧密堆积在生活中随处可见,比如水果店中水果的摆放。
【思考】水果为什么这样摆放?
学生:
1、不容易倒塌;2、这样摆放的多。
教师:
回答正确。
对于晶体而言,内部微粒服从紧密堆积就是降低了体系的能量,使晶体变得更加稳定。
对于晶体内部结构的研究,我们需要用到建模的方法深入认知。
对于金属晶体而言,微粒服从紧密堆积原理,每个金属原子可以看做等径圆球,所以我们要构建等径圆球密堆积模型来探究,同学们用乒乓球探究过程中需要注意的实验事项:
【活动探究】建构等径圆球紧密堆积模型
步骤1:
等径圆球模型排成一列,观察有几种排列方式。
步骤2:
等径圆球模型排成一层,观察有几种排列方式;找出每种排列方式中,一个圆球
周围能与几个圆球接触;指出哪一种是置密层,哪一种是非置密层。
步骤3:
等径圆球模型排成两层,观察有几种排列方式;认真观察空间结构。
步骤4:
等径圆球模型再排第三层时有几种排列方式;
步骤5:
用模型排成A1型密堆积与A3型密堆积,从两种模型中找出配位数。
【分组实验】学生按步骤探究等径圆球紧密堆积模型
【学生展示】讲解展示自己的最终作品
【多媒体演示】构建等径圆球的密堆积模型的过程
【教师精讲】等径小球排成一列只有一种排列方式;
等径小球排成一个面有两种排列方式:
非密置层和密置层,密置层中每个小球相连六个小球。
等径小球排成2层只有一种排列方法,叫密置双层。
在密置双层的基础上再排一层,有两种排法,即A1型密堆积与A3型密堆积。
【模型展示】拿出A1型密堆积与A3型密堆积模型进行展示,让学生找出配位数。
教师:
离子晶体与金属晶体堆积方式还一样吗:
因为阴阳离子的半径不相同,所以不能再用等径圆球密堆积模型。
【联想生活】黄豆和小米按一定数量混放,应该黄豆相互接触,小米插空。
学生:
离子晶体中,一般阴离子半径大,先按等径圆球密堆积排列,然后阳离子半径小,在填充到空隙中去。
教师:
正确。
这就是非等径圆球密堆积。
【模型展示】展示氯化钠晶体模型
【多媒体展示】非等径圆球密堆积形成过程,氯化钠和硫化锌都是A1型密堆积。
【学生讨论】分子晶体和原子晶体的晶体构型
【模型展示】二氧化碳分子模型和金刚石模型
【多媒体展示】分子晶体可能采取紧密堆积方式,但是分子的堆积还与分子的形状有关。
而原子晶体中,原子与原子之间以共价键结合,因为共价键既有方向性也有饱和性,所以不服从紧密堆积原理。
教师:
同学们总结本节课内容,谈谈你的收获,完成当堂练习。
学生:
学会构建模型,学会与大家合作探究,懂得学习的重要性。
【作业】完成本节课的思维导图。
7、板书设计:
第1节认识晶体
1、晶体:
1、概念:
2、晶体的特性
3、晶体的分类
二、晶体结构的堆积模型
1、等径圆球的密堆积
2、非等径圆球的密堆积
八、教学反思
教师在教授知识的时候,不但传授课本中的知识,还要提高学生探究能力和思考学习能力,除此之外让学生有一种学习知识将来要为国家做贡献的思想,才是一堂优课。
我反思我的课堂,尽量运用教学手段和方法去努力达到,可能还有需要提高的地方。
对于晶体,我从两个方面让学生去认识,一个从外观,在一个是内部结构,让学生明白物质的内部结构不但决定物质的性质,同时也影响物质的外观。
晶体的特性深入浅出的讲解,给学生更多贴近生活的例子,或者简明易懂的实验,我在备课过程在查阅了大量的资料,对晶体的自范性,各向异性补充了很多课外有趣的知识,在当堂巩固练习中也是挑选了一些典型的题目和问题,目的增加课容量,增加学生的认知能力。
第二部分研究晶体结构过程中需要建立模型,我首先选择简单的教具乒乓球和无毒无害的双面胶给同学们进行实验探究,用问题引导学生一步步深入探究微观粒子内部排列结构,逐渐形成探究思维的过程中又学会了建模方法去研究微观世界。
在建模探究的过程中,培养了学生的动手操作能力和合作意识,是一件一举多得的教学思路,能够提供学生的科学素养,同时培养同学环保意识。
如果在有限的时间内再能放手,给同学更多空间去思考、动手操作,是个不错的选择。
九、学案设计
第1节认识晶体
【学习目标】
1.了解晶体的概念、简单分类和重要特征。
2.通过等径圆球与非等径圆球的堆积模型认识晶体中微粒排列的周期性规律。
【学法指导】阅读自学、小组讨论、合作探究、建立模型。
【新知导学】(A级)一、晶体的特性(阅读教材70到71页完成以下问题)
1、什么是晶体?
2、晶体的特征:
(1)自范性:
在适宜的条件下,晶体能够自发的呈现、的多面体外形。
(2)各项异性:
晶体在不同的方向上表现出不同的性质。
(3)对称性:
如规则的食盐晶体具有外形,它既有___对称性,也有______对称性。
3、晶体的分类:
晶体
离子晶体
金属晶体
原子晶体
分子晶体
微粒种类
相互作用
举例
【知识归纳】(A级)晶体与非晶体的区别:
1、要区分一种固体是晶体还是非晶体,你有哪些方法?
2、决定晶体与非晶体性质不同的本质原因是什么?
3、确定固体是晶体的最科学的方法是什么?
(A级)【例1】下列叙述中,正确的是()
A、具有规则几何外形的固体一定是晶体。
B、晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形。
C、具有各向异性的固体一定是晶体。
D、晶体、非晶体具有固定的熔点
(B级)二、晶体结构的堆积模型
【问题导学】1、各类晶体的构成微粒为什么尽可能采取密堆积的形式形成晶体?
2、如何通过建立模型认知紧密堆积模型?
3、各类晶体内部微粒的堆积原理有何异同?
【体系梳理】1、紧密堆积原理:
因为金属键、离子键、分子间的相互作用没有,所以组成金属晶体、离子晶体、分子晶体的微粒服从原理。
2、等径圆球的密堆积
金属晶体的结构形式可归结为等径圆球的密堆积。
其中,每一层都是最紧密堆积,而层与层之间的堆积时有多种方式:
一种是“…ABAB…”重复方式,叫型的最密堆积,一种是“…ABCABC…”重复方式,叫型的最密堆积。
3、在密堆积中,一个原子或离子周围所的原子或离子的数目称为配位数。
A3型最密堆积的配位数是,A1型最密堆积的配位数是。
4、非等径圆球的密堆积
(1)离子晶体中,阴、阳离子的半径是不相同的,大球(一般是阴离子)先按一定方式进行_______________,小球(一般是阳离子)再填充在大球所形成的_______之中。
(2)在分子晶体中,原子先以_________形成分子,分子间再以________形成晶体。
分子间尽可能采用_______________排列方式,且分子的堆积与分子的形状有关。
(3)原子晶体中的微粒间以共价键结合进行堆积,由于共价键的_______和__________决定了一个原子周围的其他原子的数目是______而且___________也是一定的,所以这种晶体不服从原理。
【活动探究】建构等径圆球紧密堆积模型
步骤1:
等径圆球模型排成一列,观察有几种排列方式。
步骤2:
等径圆球模型排成一层,观察有几种排列方式;找出每种排列方式中,一个圆球周围能与几个圆球接触;指出哪一种是置密层,哪一种是非置密层。
步骤3:
等径圆球模型排成两层,观察有几种排列方式;认真观察空间结构。
步骤4:
等径圆球模型再排第三层时有几种排列方式;
步骤5:
用模型排成A1型密堆积与A3型密堆积,从两种模型中找出配位数。
【交流讨论】
1、离子晶体、分子晶体、原子晶体的内部微粒是否服从紧密堆积方式?
2、离子晶体可以看成等径圆球模型吗?
(A级)【例题2】下列叙述,不正确的是()
A.氯化钠的晶体结构为非等径圆球密堆积
B.晶体尽量采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
C.因为共价键有饱和性和方向性,所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原则
D.所有晶体均采用紧密堆积方式
【总结归纳】
1、紧密堆积的原理:
2、等径圆球的密堆积:
3、非等径圆球的密堆积:
【本节课收获】
【课后作业】完成本节课知识的思维导图。
【当堂练习】
一、晶体、非晶体的比较与区别
1.普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
2.下列说法错误的是( )
A.同一物质有时可以是晶体,有时可以是非晶体
B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D.溶质从溶液中析出可以得到晶体
二、晶体类型及其判断
3.将晶体划分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体的标准是( )
A.基本构成的微粒种类
B.晶体中最小重复结构单元的种类
C.微观粒子的密堆积种类
D.晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类
三、晶体结构的堆积模型
4.金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是( )
A.构成晶体的微粒均可视为圆球
B.金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性
C.三种晶体的构成微粒相同
D.三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同
5.关于NaCl晶体的密堆积方式的说法中正确的是( )
A.看成是Na+按A1型方式进行最密堆积,Cl-填在Na+形成的空隙中
B.看成是Cl-按A1型方式进行最密堆积,Na+填在Cl-形成的空隙中
C.看成是Cl-按A3型方式进行最密堆积,Na+填在Cl-形成的空隙中
D.由于离子键有方向性和饱和性,NaCl晶体中的阴、阳离子不服从紧密堆积原理
6.下列晶体均按A1型方式进行最密堆积的是( )
A.干冰、NaCl、金属铜B.ZnS、Mg、氮化硼
C.水晶、金刚石、晶体硅D.ZnS、NaCl、Mg
[能力提升]
7.关于晶体结构堆积模型的说法正确的是( )
A.所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理
B.晶体尽量采用紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
C.金属晶体的结构为非等径圆球的密堆积
D.等径圆球的密堆积有A1、A3两种堆积方式,其中Cu属于A3型最密堆积
8.根据下图,回答问题
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层。
在图1所示的半径相等圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积。
在这种晶体中,金属原子的配位数是________。
[拓展探究]
9.有下列九种晶体:
A.水晶 B.冰醋酸 C.氧化镁
D.白磷 E.晶体氩 F.氯化铵 G.过氧化钾 H.金刚石 I.镁
(1)属于原子晶体的化合物是________(填序号,下同),直接由原子构成的晶体是________,直接由原子构成的分子晶体是________。
(2)由极性分子构成的晶体是________,含有共价键的离子晶体是________,属于分子晶体的单质是____________________________________________________________。
(3)受热熔化后化学键不发生变化的是__________,需克服共价键的是________,需克服金属键的是___________________________________________________________。
学情分析
4、在知识层方面,学生在前面已经学习过化学键的类别,并且知道化学键的成键原理,为这节课打下良好的基础,也知道物质由分子、原子或离子构成,但是微粒间如何排列是这节课需要学习的。
在生活中学生也知道晶体,但是不能准确的区分,通过这节课学习,就可以全面了解晶体了。
5、在能力层方面,学生只是在生活中接触过晶体,但是缺乏辨别的能力,本节课从不同的层面去认识晶体,提高了学生鉴别晶体的能力。
学生有逻辑思维能力,但是没有建立模型的能力,通过教师引导完成一次晶体建模过程,学生提高整体思维运用。
6、在情感层方面,通过本节课晶体鉴别的最有效的方法是X射线衍射实验,以及学习构建模型去了解微观世界,让同学们对科学产生了兴趣,现阶段要好好学习,将来要成为国家的栋梁之才。
效果分析
本节课主要让同学们认识晶体,主要从晶体的区分以及内部结构学习。
对于晶体的概念,如果直接说给学生是没有启发性的,我从生活中常见的物质入手,图片引导学生从外观和内部结构入手,引出晶体的概念,在深入学习晶体特性时,通过查阅大量资料总结自范性的条件和特点,总结归纳为接近生活的例子讲给同学听,并且用图片讲解事实:
石墨导电性和实验:
石蜡融化的对比性实验很好说明晶体各项异性,使同学们在头脑中理解一个抽象的概念。
通过引导学生建模的过程,让他们深入浅出的去理解科学探究的过程,能够遇到问题去解决问题,为他们打下一个喜欢探究科学的思想。
有些不好理解的微观问题,通过建模一点点去解决和接受,甚至用到生活中常见现象结合建模,达到事半功倍的效果。
教材分析
本节课选自鲁科版《物质结构与性质》第三章《物质的聚集状态与物质性质》第1节《认识晶体》。
本节教材围绕“认识晶体”展开教学活动,学生在日常生活中已经接触过许多晶体实物,但对什么是晶体还没有一个完整的科学认识,本节即从晶体实物出发,介绍了晶体的典型特征,使学生初步建立一些晶体学的基本知识,能够区分固体的两种主要类型:
晶体和非晶体。
学生已经学习了微粒间存在着的不同类型的相互作用,但并不知道这些微粒在晶体里是如何排列的。
本节以活动探究引导学生认识晶体中微粒的堆积方式,从而使他们初步认识晶体里微粒的排列规律。
晶体是微粒按一定规律做周期性重复排列而构成的宏观物质。
张广路老师观评记录:
《认识晶体》第一课时点评:
王老师从“有规则几何外形的固体与非晶体”图片展示引入晶体与非晶体的定义,并引导学生归纳总结出晶体的特征,知识脉络清晰,条理。
深入浅出,简单明了,直奔重点。
特别是在处理本节难点“晶体A3型及Al型密堆积模型”时,采用多种教学方法:
学生动手尝试堆积等径圆球多层密堆积方法;学生展示;多媒体演示堆积过积;引领总结归纳……。
环环相扣,层层递进,直观形象,使学生学有所获。
另外,王老师言简意赅,形象大方,并留给学生思考的时间,效率高,是一堂高效课堂,值得推广学习。
赵永贞老师观评记录:
优点:
《认识晶体》这节课老师讲课有声有色,简明扼要,课堂容量很大,并且给学生留有思考空间,我个人感觉很好。
另外,课件制作精美,含意丰富,直观性强,应用性强。
缺点:
语言再精致和更有些启发性,还须精益求精。
赵登泉老师观评记录:
化学与我们的生活和生产息息相关,王老师在课堂的引课和结束时都用到了生活中的例子,体现了化学的学习精髓,也充分的调动了学生的学习积极性,体现了化学教学中的“源于生活,高于生活,回归生活”。
这节课是设计合理,有内涵的课。
化学实验不但能培养学生观察、思维、动手等能力,还能加深对相关知识的认识和理解,王老师让学生利用身边材料动手实验,将化学课堂变得生动起来,学生的学习兴趣非常高。
陈显萍老师观评记录:
王老师在教学过程中注重学生参与,体现学生的主体地位。
充分体现了新课标“以学生为主体,教师为主导”的理念。
在教学过程中,采用学生小组合作探究金属晶体的堆积模型,然
后得出结论,使学生的主体地位得到了充分的体现,也让整个教学在轻松愉快的氛围中进行。
只要老师肯去思考激发学生的学习兴趣和突破重难点的各种方法,学生就能在快乐的课堂氛围中掌握相关的化学知识。
王老师老师无论是在知识点的讲解,语言的组织,学生模型实验的新颖设计,还是在启发学生的探究性思考上,都给我耳目一新的感觉。
【基础过关】
一、晶体、非晶体的比较与区别
1.普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
2.下列说法错误的是( )
A.同一物质有时可以是晶体,有时可以是非晶体
B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D.溶质从溶液中析出可以得到晶体
二、晶体类型及其判断
3.将晶体划分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体的标准是( )
A.基本构成的微粒种类
B.晶体中最小重复结构单元的种类
C.微观粒子的密堆积种类
D.晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类
三、晶体结构的堆积模型
4.金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是( )
A.构成晶体的微粒均可视为圆球
B.金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性
C.三种晶体的构成微粒相同
D.三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同
5.关于NaCl晶体的密堆积方式的说法中正确的是( )
A.看成是Na+按A1型方式进行最密堆积,Cl-填在Na+形成的空隙中
B.看成是Cl-按A1型方式进行最密堆积,Na+填在Cl-形成的空隙中
C.看成是Cl-按A3型方式进行最密堆积,Na+填在Cl-形成的空隙中
D.由于离子键有方向性和饱和性,NaCl晶体中的阴、阳离子不服从紧密堆积原理
6.下列晶体均按A1型方式进行最密堆积的是( )
A.干冰、NaCl、金属铜B.ZnS、Mg、氮化硼
C.水晶、金刚石、晶体硅D.ZnS、NaCl、Mg
【能力提升】
7.关于晶体结构堆积模型的说法正确的是( )
A.所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理
B.晶体尽量采用紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
C.金属晶体的结构为非等径圆球的密堆积
D.等径圆球的密堆积有A1、A3两种堆积方式,其中Cu属于A3型最密堆积
8.根据下图,回答问题
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层。
在图1所示的半径相等圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积。
在这种晶体中,金属原子的配位数是________。
【拓展探究】
9.有下列