高一下學期化學人教版必修2教案 第一章第2節(jié)《元素周期律》

PAGE第一章物質結構元素周期律第2節(jié)元素周期律本節(jié)教材分析三維目標2．過程與方法：（1）培養(yǎng)學生對大量數(shù)據(jù)、事實進行分析、歸納和總結的能力。（2）培養(yǎng)學生的邏輯推理能力。（3）通過引導學生觀察分析實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的觀察和分析問題的能力。3．情感態(tài)度價值觀：（1）在元素周期律的歸納過程中，重視發(fā)現(xiàn)意識，讓學生在發(fā)現(xiàn)中尋找結論，在合作中享受成功。（2）結合元素周期律的學習，使學生認識事物變化由量變引起質變的規(guī)律，對他們進行辯證唯物主義教育。教學重點元素周期律的涵義和實質；元素性質與原子結構的關系。教學難點元素性質和原子結構的關系。教學建議（1）原子核外電子排布規(guī)律不能作為已知進行教學，要引導學生分析教材表格中提供的元素原子核外電子排布情況進行分析、推斷和歸納；核外電子排布規(guī)律的應用限于對1－18號元素，特別是不要拓展到副族元素。（2）探究同周期元素性質（金屬性和非金屬性）的變化規(guī)律時，一要回顧第一節(jié)中關于金屬性、非金屬性強弱的判斷依據(jù)，使學生明確探究的理論依據(jù)；二要做好教材中兩組對比試驗，引導學生歸納實驗結論。新課導入設計導入一前幾節(jié)課，我們通過研究堿金屬元素和鹵族元素發(fā)現(xiàn)元素周期表除了能夠給我們提供原子序數(shù)、元素名稱、元素符號、相對原子質量等數(shù)據(jù)外，元素的排列方式還可以展現(xiàn)出元素之間的聯(lián)系。例如，同一主族元素結構、性質上都有一定的相似性和遞變性，從而導致性質上也有一定的相似性和遞變性。除此之外，元素周期表還可以為我們提供哪些信息呢？[來源:學科網ZXXK]導入二<設置情景>宇宙萬物是由什么組成的？古希臘人以為是水、土、火、氣四種元素，古代中國則相信金、木、水、火、土五種元素之說。到了近代，人們才漸漸明白：元素多種多樣，決不止于四五種。18世紀，科學家已探知的元素有30多種，如金、銀、鐵、氧、磷、硫等，到19世紀，已發(fā)現(xiàn)的元素已達60多種。[來源:學科網]人們自然會想到，沒有發(fā)現(xiàn)的元素還有多少種？元素之間是孤零零地存在，還是彼此間有著某種聯(lián)系呢？[來源:學§科§網]這種想法激勵著時任圣彼得堡大學教授的年輕的門捷列夫。當門捷列夫編寫有關化學元素及其化合物性質的章節(jié)時，他遇到了難題。按照什么次序排列它們的位置呢？當時化學界發(fā)現(xiàn)的化學元索已達63種。為了尋找元素的科學分類方法，他不得不研究有關元素之間的內在聯(lián)系。研究某一學科的歷史，是把握該學科發(fā)展進程的最好方法。門捷列夫深刻地了解這一點，他邁進了圣彼得堡大學的圖書館，在數(shù)不盡的卷帙中逐一整理以往人們研究化學元素分類的原始資料……門捷列夫抓住了化學家研究元素分類的歷史脈絡，夜以繼日地分析思考，簡直著了迷。他在剪了很多張卡片，并在每一張卡片上都寫上了元素名稱、原于量、化合物的化學式和主要性質。門捷列夫把它們裝進筐里，分成幾類，擺放在一個寬大的實驗臺上。接下來的日子，門捷列夫把元素卡片進行系統(tǒng)地整理。門捷列夫的家人看到一向珍惜時間的教授突然熱衷于“紙牌”感到奇怪。門捷列夫旁若無人，每天手拿元素卡片像玩紙牌那樣，收起、擺開，再收起、再擺開，皺著眉頭地玩“牌”……冬去春來。門捷列夫沒有在雜亂無章的元素卡片中找到內在的規(guī)律。有一大，他又坐到桌前擺弄起“紙牌”來了，擺著，擺著，門捷列夫像觸電似的站了起來，在他面前出現(xiàn)了完全沒有料到的現(xiàn)象，每一行元素的性質都是按照原子量的增大而從上到下地逐漸變化著。門捷列夫激動得雙手不斷顫抖著?！斑@就是說，元素的性質與它們的原子量呈周期性有關系。”門捷列夫興奮地在室內踱著步子，然后，迅速地抓起記事簿在上面寫道：“根據(jù)元素原子量及其化學性質的近似性試排元素表。”1869年2月底，門捷列夫終于在化學元素符號的排列中，發(fā)現(xiàn)了元素具有周期性變化的規(guī)律。[來源:Z|xx|k.Com]導入三宏觀物體的運動都有一定的軌道，如人造衛(wèi)星按一定的軌道圍繞地球運行，而在原子核外運動額電子并不遵循宏觀物體的運動規(guī)律。要了解電子在原子核外的運動規(guī)律就必須先了解其在原子核外空間的排布情況，下圖是鈉原子的核外電子排布模擬圖，它具有怎樣的特點？你能總結出原子核外電子排布的規(guī)律嗎？教學過程：第一課時［引言］從前面我們所討論原子結構和元素的性質關系可知，核電荷數(shù)不同的堿金屬之間及鹵族元素之間，在原子結構和性質上都呈現(xiàn)出一定的相似性和遞變性，那么，在其他的核電荷數(shù)不同的元素之間，是否也存在著某種關系或規(guī)律呢？［板書］2元素周期表一、原子核外電子的排布［講解］科學研究證明，多電子原子中的電子在核外運動并不是雜亂無章的，電子分別在能量不同的區(qū)域內運動。（1）電子層（2）電子層的劃分（電子白板投出）電子層(用n表示)1234567電子層符號KLMNOPQ離核距離近遠能量高低 低 高（3）核外電子的排布規(guī)律（電子白板投出）①各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2(n表示電子層)②最外層電子數(shù)不超過8個(K層是最外層時，最多不超過2個)；次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。③核外電子總是盡可能的先從內層排起，當一層充滿后再填充下一層。(即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層)。（4）原子結構示意圖。電子白板投出鈉原子的結構示意圖可表示為，請大家說出各部分所表示的含義。［生］圓圈表示原子核，+11表示核電荷數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層電子數(shù)。［練習師巡］請根據(jù)以上規(guī)律畫出課本P14表中核電荷數(shù)為1～20的元素原子結構示意圖。［電子白板投出訂正并練習］1.判斷下列示意圖是否正確？為什么？［答案］(A、B、C、D均錯)A、B違反了最外層電子數(shù)為8的排布規(guī)律，C的第一電子層上應為2個電子，D項不符合次外層電子數(shù)不超過18的排布規(guī)律。（5）離子結構示意圖［電子白板投出練習］2.寫出下列離子的離子結構示意圖：Mg2+F-Br-Ca2+答案：2.［問］稀有氣體的最外層電子數(shù)有什么特點？（6）穩(wěn)定結構：把最外層為8個電子(若只有K層且為2個電子)的結構，稱為穩(wěn)定結構。［科學探究］填P14表，并注意原子序數(shù)、元素的核外電子排布、原子半徑和主要化合價等方面的變化，思考并討論它們有什么變化規(guī)律？［把表投影出并講述］從上表可以看出：隨著原子序數(shù)的遞增，每隔一定數(shù)目的元素，會重復出現(xiàn)原子最外層電子從1個遞增到8個的情況(H、He除外)，這種周而復始的重現(xiàn)的現(xiàn)象，我們稱之為周期性。因此，原子核外電子層排布的這種規(guī)律性變化，我們便稱之為周期性變化。原子半徑、元素化合價的變化現(xiàn)象相同。由此，可得出如下結論：［結論］隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外層電子排布、原子半徑、元素化合價呈現(xiàn)周期性變化。［電子白板投出］元素的主要化合價及實例原子序數(shù)12元素符號HHe核外電子排布原子半徑0.037-主要化合價+1O原子序數(shù)345678910元素符號LiBeBCNOFNe外電子排布原子半徑0.1520.0890.0820.0770.0750.0740.071-主要化合價+1+2+3+4、-4+5、-3-2-10原子序數(shù)1112131415161718元素符號NaMgAlSiPSClAr核外電子排布原子半徑.01860.1600.1430.1170.1100.1020.099原子半徑+1+2+3+4、-4+5、-3+6、-2+7、-10結論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外層電子排布、原子半徑、化合價呈現(xiàn)周期性變化。［投影練習］1.在下列元素中，最高正化合價數(shù)值最大的是()A.Na B.P C.Cl D.Ar2.原子序數(shù)從3～10的元素，隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是()A.電子層數(shù) B.電子數(shù) C.原子半徑 D.化合價3.元素X原子的最外層有3個電子，元素Y原子的最外層有6個電子，這兩種元素形成的化合物的化學式可能是()A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y2 D.X2Y答案：1.C2.B3.B［布置作業(yè)］課本P20習題6：板書設計2元素周期表一、原子核外電子的排布（1）電子層（2）電子層的劃分（3）核外電子的排布規(guī)律（4）原子結構示意圖。（5）離子結構示意圖（6）穩(wěn)定結構——把最外層8個電子(只有K層時為2個電子)的結構，稱為穩(wěn)定結構［結論］隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外層電子排布、原子半徑、化合價呈現(xiàn)周期性變化。第二課時［板書］2元素周期律［引言］上一節(jié)課我們完成P14科學探究表格（電子白板投出表格），觀察表格，思考并討論：元素原子核外層電子排布、原子半徑、主要化合價有什么變化規(guī)律？原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)原子半徑的變化（不考考慮稀有氣體元素）最高或最低化合價變化1-2112+103-100.152nm0.071nm大小+1+5-4-1011-18結論隨著原子序數(shù)的遞增元素原子核外層電子排布、原子半徑、主要化合價而呈周期性變化［問］元素的金屬性與非金屬性是不是也呈周期性變？我們如何用實驗來驗證這個它呢？1.實驗：（1）請一個學生進行操作演示，再請一個學生前來觀察實驗現(xiàn)象。學生填表再電子白板投出現(xiàn)象在常溫下，與水的反應無明顯現(xiàn)象；加熱時，鎂帶表面有氣泡出現(xiàn)，煮沸后溶液變紅?；瘜W方程式Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2（2）請一個學生進行操作演示，再請一個學生前來觀察實驗現(xiàn)象。學生填表再電子白板投出MgAl現(xiàn)象有大量的氣泡產生，試管燙手，反應很劇烈。有大量的氣泡產生，試管燙手，反應劇烈?；瘜W方程式Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H22.討論：（1）Na、Mg、Al與水反應的難易程度比較。①Na在常溫下，與水劇烈反應，浮于水面在水面四處游動，同時產生大量無色氣體，溶液變紅。②Mg在常溫下，與水的反應無明顯現(xiàn)象；加熱時，鎂帶表面有大量氣泡出現(xiàn)，溶液變紅。③Al在常溫或加熱下，遇水無明顯現(xiàn)象。（2）Mg、Al與酸反應的難易程度比較。（3）比較Na、Mg、Al的最高價氧化物對應的水化物（氫氧化物）堿性強弱。［注意］學生在描述實驗現(xiàn)象時，常把“產生無色氣體”回答成“產生氫氣”；“與Mg反應在常溫下現(xiàn)象不明顯”常易錯答為“Mg與冷水不反應”。教師根據(jù)具體情況進行糾正。NaMgAl單質與水（或酸）反應與冷水反應：Na在常溫下，與水劇烈反應，浮于水面在水面四處游動，同時產生大量無色氣體，溶液變紅。與酸反應極為劇烈。與冷水反應緩慢，與沸水反應迅速，放出氫氣；與酸反應劇烈，放出氫氣。Al在常溫或加熱下，遇水無明顯現(xiàn)象；與酸反應劇烈，放出氫氣。最高價氧化物對應的水化物堿性強弱NaOH（強堿）Mg（OH）2（中強堿）Al（OH）3（兩性氫氧化物）（4）分析討論（電子白板投出）結論：NaMgAl金屬性逐漸減弱3.閱讀：（電子白板投出）性質SiPSCl非金屬單質與氫氣反應的條件高溫磷蒸氣與氫氣能反應須加熱光照或點燃時發(fā)生爆炸而化合最高價氧化物對應水化物的酸性強弱H4SiO4弱酸H3PO4中強酸H2SO4強酸HClO4比H2SO4更強的酸結論：NaMgAlSiPSCl金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強［述］元素的性質隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，這個規(guī)律叫元素周期律。元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結果。（電子白板投出）（電子白板投出）元素金屬性強弱的判斷依據(jù)：1.單質跟水(或酸)反應置換出氫的難易；2.最高價氧化物的水化物——氫氧化物的堿性強弱。元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)：1.跟氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性；2.元素最高價氧化物的水化物的酸性強弱。1.若aXm+與bYn-的核外電子排布相同，下列關系式正確的是(BC)A.b=a-n+mB.b=a-n-mC.離子半徑Xm+＜Yn+D.原子半徑X＜Y2.含有相同質子數(shù)和電子數(shù)的兩種微粒之間的關系不正確的是：(D)A.它們可能是同位素B.可能是不同的分子C.可能是不同的離子D.可能是一種分子和一種離子3.已知X、Y、Z為三種原子序數(shù)相連的元素，最高價氧化物對應水化物的酸性相對強弱是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。則下列說法正確的是（AD）A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HX＞H2Y＞ZH3B.非金屬活潑性：Y＜X＜ZC.原子半徑：X＞Y＞ZD.原子最外電子層上電子數(shù)的關系：Y=(X+Z)P19習題1、2、32元素周期表二元素周期律科學探究：1.實驗2.討論3.閱讀4.比較第三課時三、元素周期表和元素周期律的應用1、元素在周期表位置、原子結構和元素性質的關系（