表面与界面原子结构课件

第二章表面与界面的原子结构Thestructureofsurfaceandinterface表面与界面原子结构第二章表面与界面的原子结构Thestructureofsurfaceandinterface本章主要学习内容Contents清洁表面(CleanSurface)实际表面(Factual|Surface)晶界(crystalInterface)分界面(Interface)清洁表面(CleanSurface在实际条件下,材料表面受到各方面因素影响,从而在结构上、组成上发生改变你为了研究材料的本征表面特性,清洁表面才能用来进行研究。☆清洁表面是相通过特殊处理(即保证组成上的确定性)后,保持在超高真空下的表面(即保证表面不随时间而超高真空改变)。一、创设趣味实验，激发学生学习化学的兴趣以往有学生反映，学习化学难，对教材内容不理解，记不住，他们在完成作业时错误不断，常常是由于不注意或没有留心引起的，而创设趣味实验进行教学，效果就很理想。如，在讲授“酒精性质”时，将一块棉手帕在盛有７０％酒精的烧杯中浸泡，待均匀湿透后取出。展开手帕，用镊子夹住两角，在火焰上点燃，当火焰熄灭后，手帕完好无损。奇妙的实验表演，一片哗然欣喜，学生注意力集中，大大地激发了学生探索科学、揭示奥秘的兴趣。学生进入了学习心理的最佳状态。二、运用多媒体演示实验，增强实验的可见度在初中化学教学过程中，教师要注意对学生观察力的培养，不断用实验启发学生积极感觉，知觉事物的变化，自觉地观察实验中表现出来的现象，在大脑中留下深刻印象，并透过现象，抓住事物的本质。借助多媒体投影演示实验，即能放大实验现象，增强实验的可见度，更易于学生认真、细腻、有序地观察。例如，教学“分子运动”时，把一培养皿放在投影器承物玻璃面上，在培养皿中加入约２/３体积水，然后用药匙取一小粒品红，放入培养皿中。品红是一种红色染料，最初在水中缓缓溶解，渐渐明显地分成两支，待片刻后，扩散完成。此时，分子运动的全过程通过光投影到银幕上，学生都真实清楚地观察到，并透过观察到的现象，认识分子处在不停的运动状态中。这就避免了以往教师枯燥无味的说教，又把微观物质运动状态，通过投影产生清晰的表象，展现在学生眼前，直接激发起学生的学习热情，从而加深对分子概念、性质、结构的理解。三、动手分组实验，让学生做中学分组实验，是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自实验，熟练掌握操作技能、技巧；而后巩固验证，加深和扩大他们所学得的理论知识。做实验的过程就是理论联系实际的过程。因此，要认真组织好每一次的学生分组实验。对每一章每一节实验做到目的明确，要求具体，计划周密，要使学生学会、掌握操作技术。如，使用试管的操作方法，要求他们能正确地拿试管，夹持试管，洗刷试管等。在进行碱和酸的反应实验中，要求他们会振荡试管，用试管加热物质，注意试管的倾斜方向等。要使学生掌握操作要领，培养动手能力。学生动手实验时，教师必须及时防止和纠正在实验操作上的错误，训练学生正确地进行实验。例如：学生做“粗盐提纯”的实验时，常因仪器不干净，过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘，做不出理想的实验效果，教师就应及时引导学生分析原因，找出操作上的错误后，重新操作，保证实验现象明显，效果良好。四、选做实验，让学生学会思维现行初中化学教材中，选做的实验内容有九个。根据教学进度，有目的地选做实验，应用实验课题，启发学生积极思维。例如，学生学完酸、碱、盐知识后，选做鉴别氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硝酸铵等四种盐的实验。教师要求学生自己设计实验方案，让他们动脑思考，想出解决问题的办法。实验过程中许多学生都能主动、认真地联想以前学到的知识，专心研究和组织实验程序，找出“鉴别”“区别”或“分别”认识的几种不同的物质解题答案。然后学生根据四种铵盐各自的特性，通过一定的实验操作，将其一一区分开来，并说明实验的根据，解释所出现的特殊现象。在物质的鉴别过程中，学生开动脑筋，想办法，通过实验，分析、鉴别、推断出所鉴别的某种物质。五、通过探索性实验，体验成功的快乐“探索法”的教学过程，不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论，而是要引导学生“像以前的科学家”那样，通过实验探索规律、发现真理。例如，我在讲“二氧化碳”的实验室制法时，事先准备了如下几组实验：（1）碳酸钠与稀盐酸反应；（2）纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应；（3）石灰石与稀盐酸反应；（4）石灰石与浓盐酸反应；（5）石灰石与稀硫酸反应。让五名学生到前面依次做这五个实验，然后让同学们共同讨论：在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适？为什么？在经过讨论和争论之后，同学们得出共同的结论：实验室应用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法，而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法。化学实验是最直观的教学手段，它模拟人类认识事物的实践过程，符合人类认识客观事物的自然规律，因而最大限度地利用实验教学是化学教学最高效的教学手段。另一方面，让初三学生自己动手做实验则是培养学生能力的最有效的途径。04（B）―0066―01有效教学是指在教学活动中，教师采用适合的教学方式和策略，用最少的时间，取得尽可能多的教学效益，达到预期的教学目标。随着新课改的不断深入，教师们也清醒地认识到，应该追求有效、高效的教与学，应该关注教学效益。一、有效的课前准备俗话说：“台上一分钟，台下十年功”。实施有效教学最关键的因素是教师，因此，教师必须树立正确的教学理念，同时还应研读教材，了解学生的实际。1．研读教材，精心备课。一是明确各部分内容的重点、难点和关键点，制订有效的教学目标，做到目标明确、具体、合理。二是深入挖掘教学内容中蕴含的趣味因素，并根据这些趣味因素精心设计练习题目，激发学生学习的兴趣。2．了解学生的实际。新课标强调，教师要根据学生的实际制订教学计划，进行有效教学。这就要求教师首先要了解学生，包括了解学生的知识水平、学习习惯、智力水平、学习态度、学习方法以及心理状况等。教师要全面掌握这些情况，因为只有这样，才能制订出适合学生实际的教学方案，才能真正提高教学效益。二、有效的课堂教学有效的课堂教学是指在规定的时间内完成一定的教学任务，达到一定的教学要求。因此，教学前，教师必须精心安排一节课的教学过程，从导入新课、过程展开到课堂小结，做到重点突出、层次分明、方法灵活，以实现课堂教学的最优化。1.新课导入。俗话说：“良好的开端是成功的一半”，课堂教学也是如此。巧妙的课前导入能够吸引学生的注意力，激发学生探究的欲望，调动起学生学习的热情。导入的方法很多，常用的主要有以下几种。如，故事导入法、悬念导入法、温故知新导入法、问题情境导入法、实验导入法等。教学时，教师要根据教学内容、学生的年龄特点和认知规律精心选择导入方法。2.过程展开。一节课的展开过程一般应考虑教学层次、选择的教学方法两个方面。每节课上，教师应做到陶行知先生所提出的“六大解放思想”，即解放学生的大脑、双手、眼睛、嘴巴及时间、空间，使课堂教学的过程真正成为学生学习的过程，成为学生学习方式不断创新的过程。课堂教学的过程不是简单的学习知识的过程，是师生共同成长的过程。因此，教师要善于捕捉课堂上的动态资源，促进课堂教学过程中的情感交融。3.课堂结尾。一个好的导语是一节课成功的一半，而好的课堂结束语，也能起到画龙点睛的作用，达到言已尽而意无穷的效果，使课堂教学更精彩。一节课的最后几分钟，学生的大脑已处于疲劳状态。这时，教师精心设计课堂结尾，给学生留下无穷的回味，能激起学生进一步学习的欲望。三、课后的有效练习在课堂教学中，练习占有很大的比重。在设计练习时，教师应注意以下几个方面的问题：1.内容的针对性。要针对教学目标，明确练什么，练到什么程度；针对教学重点、关键点，抓主要矛盾，达到强化巩固的目的。2.练习的层次性。安排练习要由易到难，由浅到深，由会到熟再到巧，循序渐进。3.形式的多样性。为保持学生对练习的有意注意，促进学生从不同角度理解知识、运用知识，教师应注意练习的形式，尽量设计多种形式的练习题。例如，从题型看，可设计计算题、应用题等题型，也可设计填空题、判断题等题型。4.要求的差异性。布置练习要根据学生的具体情况因人而异。例如，设计三类题目：A类为基础题，主要用来巩固新知；B类为直观题，针对基础薄弱的学生，增强学生学习的自信心；C类是发展题，有一定难度，为学有余力的学生设计，有利于提高其数学才能。总之，课堂教学效率的提高不是一朝一夕的事，而是一个循序渐进的过程。只要教师转变教学观念，改进教学方法，关注学生的实际，有效的课堂教学定能实现。本章主要学习内容Contents清洁表面(CleanSurface)实际表面(Factual|Surface)晶界(crystalInterface)分界面(Interface)清洁表面(CleanSurface在实际条件下,材料表面受到各方面因素影响,从而在结构上、组成上发生改变你为了研究材料的本征表面特性,清洁表面才能用来进行研究。☆清洁表面是相通过特殊处理(即保证组成上的确定性)后,保持在超高真空下的表面(即保证表面不随时间而超高真空改变)。清洁表面(CleanSurface般清洁表面是指经离子轰击加退火热处理后的单晶表面由于原子在体内部和在表面受到力不同,则引起表面原子的排列与内部有较为明显的差别。这种差异经过4~6层之后,原子的排列与体内已相当接近这个距离也可以看作是实际清洁表面的范围1.1描述清洁表面原子排列结构表面原子的排布方式虽然与体内有差别,但表面原子仍作对称和周期性的排布,常看作是二维格子结晶学上的概念和规则,二维格子中都适用。但由于维数减少,相应的复杂性也减少。1.2清洁表面的原子排列由于表面排列突然发生中断,表面原子受力(化学键)状况发生变化,总效应是增大体系的自由能。为了降低体系能量(减小表面能),表面附近原子的排列必须进行调整。调整的方式有两种:(1)自行调整,表面处原子排列与内部有明显不同;(2)靠外来因素,如吸附杂质,生成新相等。几种调整的方式后形成清洁表面结构示意图888888888888●●●●●OOOOOOoOOooOOOooooOOOOOO驰豫重构偏析OoOOooOOOOOOoOoooOOOOOOOOOOOoO化学吸附化合物台阶J驰豫表面区原子(或离子)间的距离偏离体内的晶格常数,而晶胞结构基本不变,这种情况称弛豫。离子晶体的表面容易发生弛豫,主要作用力是库仑静电力,这是一种长程作用。→→象产生原子位偏移m主明在垂后表面原子排列的平移对称性不变只是微观对称性发生了变化。2)重构▲当表面原子排列作了较大幅度的调整,与衬底晶面原子的平移对称性有明显不同,这种表面结构称重构重构有两类情况:a)表