高中化學新人教版必修第一冊第4章第1節(jié)（第3課時）原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課題原子結(jié)構(gòu)與元素周期表（第3課時）單元4學科化學年級必修一學習目標本節(jié)教學內(nèi)容是人教版高中化學必修第一冊第四章《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》第一節(jié)《原子結(jié)構(gòu)與元素周期表》的第三課時。該部分的教學內(nèi)容涉及到原子結(jié)構(gòu)的概念，原子核外電子數(shù)的規(guī)律特點，元素周期表的元素排布及其規(guī)律，同位素和核素的概念及相關(guān)內(nèi)容，堿金屬元素與鹵族元素的物理與化學特性。隨著元素周期表的建立和元素周期律的發(fā)現(xiàn)，特別是原子結(jié)構(gòu)的奧秘被揭示，人們從微觀角度探索元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，進一步認識了元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律，并通過研究粒子間的相互作用，認識化學反應的本質(zhì)；逐步建立了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念。本節(jié)安排了“堿金屬的物理及化學性質(zhì)”和“鹵族元素的物理及化學性質(zhì)”這兩部分內(nèi)容，是第四章第一節(jié)中結(jié)尾部分的知識點，引入了有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念和知識點。通過學習這部分知識，學生將探究元素周期表中元素的規(guī)律；學習并掌握核素與同位素的概念；了解和熟記同位素在生活中的應用。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生將學習并掌握堿金屬的物理及化學性質(zhì)，學習并掌握鹵族元素的物理及化學性質(zhì)。由此得到啟發(fā)：可以通過對原子結(jié)構(gòu)的特點分析，學習到同主族元素的物理和化學性質(zhì)。教學目標與核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上學習堿金屬和鹵族元素的物理及化學性質(zhì)，從微觀上辨析同主族元素的區(qū)別與相似點，體會微觀粒子的變化對宏觀物質(zhì)的性質(zhì)的影響。證據(jù)推理與模型認知：通過物質(zhì)分類的基本模型，理解不同主族元素的相似或不同特點，通過結(jié)合理論與實際感知化學學習的魅力，為后續(xù)的化學知識的學習奠定堅實的方法基礎(chǔ)?？茖W探究與創(chuàng)新意識：熟悉并掌握堿金屬和鹵族元素的概念，熟練掌握通過分析元素性質(zhì)的能力，體會化學研究過程中的科學方法?？茖W精神與社會責任：通過對元素周期表中同主族元素的規(guī)律的學習和探究，掌握更高效的學習方法，建立高效學習的科學精神。重點難點學習并掌握堿金屬的物理及化學性質(zhì)學習并掌握鹵族元素的物理及化學性質(zhì)教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課教師：金屬元素的原子最外層電子數(shù)和非金屬元素的原子最外層電子數(shù)有什么區(qū)別？解答：金屬元素的原子最外層電子一般少于4個，在化學反應中容易失去電子，具有金屬性；非金屬元素的原子最外層電子一般多于4個，在化學反應中容易得到電子，具有非金屬性。教師：原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)，同族元素總是放在一起研究，是因為它們之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系。例如：堿金屬元素、鹵族元素。堿金屬是一類化學性質(zhì)非常活潑的金屬，在自然界中都以化合態(tài)存在。鹵族元素（簡稱鹵素）是典型的非金屬元素，它們在自然界中都以化合態(tài)存在。教師：引出本節(jié)課學習內(nèi)容老師引導學生思考。在老師的帶領(lǐng)下，對問題進行思考。引出本節(jié)課內(nèi)容。圖文并茂，能夠較快地讓學生進入本節(jié)課堂學習。講授新課教師利用多媒體設(shè)備向?qū)W生投影出下面【新課講解】教師：填寫下表，回答問題【思考討論】教師：（1）在周期表中，從上到下堿金屬元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點？解答：從上到下，核電荷數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大?！舅伎加懻摗拷處煟海?）觀察堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它們的原子核外電子排布有什么特點？解答：它們的最外層都只有1個電子。【新課講解】堿金屬化學性質(zhì)的比較實驗步驟：將干燥的坩堝加熱，同時切取一塊綠豆大的鉀，用鑷子夾取并迅速投到熱坩堝中。繼續(xù)加熱片刻，待鉀熔化后立即撤掉酒精燈，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：劇烈反應,得到白色固體,火焰呈淡紫色【新課講解】堿金屬化學性質(zhì)的比較在燒杯中加入一些水，滴入幾滴酚酞溶液。切取一塊綠豆大的鉀，用鑷子夾取并投入水中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：漂浮在水邊，四處游動，融成小球，反應產(chǎn)生的熱量使其起火燃燒，燃燒時呈紫色焰，并且有大量的水汽冒出，如果過于劇烈還會爆炸。實驗方程：2K+2H2O——2KOH+H2↑【思考討論】教師：（1）鋰、鈉和氧氣反應的反應式為？答案：4Li+O2——2Li2O2Na+O2——Na2O2【思考討論】教師：（2）鈉和水反應的反應式？答案：2Na+2H2O——2NaOH+H2↑【新課講解】堿金屬元素的化學性質(zhì)（1）堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的特點①相同點：堿金屬元素原子的最外層都有1個電子；②不同點：堿金屬元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)各不相同（2）堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性①相似性：最外層都只有一個電子，容易失去最外層電子，表現(xiàn)出很強的金屬性，化合價都是+1；②遞變性：隨核電荷數(shù)遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對外層電子的吸引力減弱，失電子能力增強，故從鋰到銫，金屬性逐漸增強?！舅伎加懻摗繅A金屬元素的物理性質(zhì)堿金屬在物理性質(zhì)上表現(xiàn)出相似性與規(guī)律性。它們都比較柔軟，有延展性；密度較小，熔點較低，導熱性和導電性也都很好，如液態(tài)鈉可用作核反應堆的傳熱介質(zhì)?！拘抡n講解】教師：填寫下表，回答問題【思考討論】教師：（1）在周期表中，從上到下鹵族元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點？解答：從上到下，核電荷數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大?！舅伎加懻摗拷處煟海?）觀察鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它們的原子核外電子排布有什么特點？解答：它們的最外層都有7個電子?！拘抡n講解】鹵族元素化學性質(zhì)的比較實驗步驟：（1）分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色變化，并與氯水的顏色比較。靜置一段時間后，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：靜置后，液體分為兩層，上層呈無色，下層呈橙色。靜置后，液體分為兩層，上層呈無色，下層呈紫色。實驗方程：KBr+Cl2——2KCl+Br2KI+Cl2——2KCl+I2【新課講解】鹵族元素化學性質(zhì)的比較（2）向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色變化，并與溴水的顏色比較。靜置一段時間后，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：靜置后，液體分為兩層，上層液體呈無色，下層液體呈紫色。實驗方程：KI+Br2——2KBr+I2【思考討論】教師：鹵素單質(zhì)與氫氣的反應？答案：【思考討論】教師：根據(jù)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應事實，討論隨著原子核電荷數(shù)的增多，鹵素單質(zhì)與氫氣反應的規(guī)律性變化。答案：【新課講解】鹵族元素的化學性質(zhì)（1）鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的特點①相同點：鹵族元素原子的最外層都有7個電子；②不同點：鹵族元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)各不相同（2）鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性①相似性：最外層都有7個電子，容易得到1個電子，表現(xiàn)出很強的非金屬性，化合價都是-1；②遞變性：隨核電荷數(shù)遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對外層電子的吸引力減弱，得電子能力增強，故從氟到碘，非金屬性逐漸增強?！舅伎加懻摗葵u族元素的物理性質(zhì)鹵素在物理性質(zhì)上表現(xiàn)出相似性與規(guī)律性。隨著分子量的增大，鹵素分子間的色散力逐漸增強，顏色變深，它們的熔點、沸點、密度、原子體積也依次遞增。【課堂達標】1.在CuSO4溶液中加入下列物質(zhì)①K②Na③Fe④Ag，能置換出銅單質(zhì)的是（）A、①B、①②C、③④D、③解析：①K、②Na都是活潑的金屬單質(zhì)，加入到CuSO4溶液中，會先和溶液中的水反應，生成的堿再和CuSO4溶液反應，生成沉淀，不能置換出單質(zhì)銅，故選項A、B錯誤；④Ag的活潑性沒有銅強，Ag和CuSO4溶液不反應，故選項C錯誤。因此選D。2.下列關(guān)于F、Cl、Br、I的比較，不正確的是()A.它們的原子核外電子層數(shù)隨核電荷數(shù)的增加而增多B.單質(zhì)的氧化性隨核電荷數(shù)的增加而減弱C.它們的氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而增強D.單質(zhì)的顏色隨核電荷數(shù)的增加而加深解析：選項A中，F(xiàn)、Cl、Br、I的核外電子層數(shù)依次為2、3、4、5，因此它們的原子核外電子層數(shù)隨核電荷數(shù)的增加而增多，故A正確；選項B中，隨核電荷數(shù)增加，鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，Cl2>F2>I2，故B正確；選項C中，鹵素元素的氫化物的穩(wěn)定性排序為：HF>HCl>HBr>HI，故C錯誤；選項D中，單質(zhì)的顏色依次為淡黃綠色、黃綠色、深紅棕色和紫黑色，因此隨核電荷數(shù)增加，單質(zhì)顏色加深，故D正確。因此選C。3.下列關(guān)于Li、Na、K、Rb、Cs的比較，不正確的是()A.金屬性最強的是銫B.密度隨核電荷數(shù)的增加而增大C.單質(zhì)的熔、沸點隨核電荷數(shù)的增加而降低D.原子的最外層都有7個電子解析：選項A中，Li、Na、K、Rb、Cs屬于堿金屬元素，從上到下金屬性依次增強，故A正確；選項B中，根據(jù)堿金屬元素的物理性質(zhì)，他們的密度大小排序為Li<Na<K<Rb<Cs，故B正確；選項C中，堿金屬的熔沸點排序為：Li>Na>K>Rb>Cs，故C正確；選項D中，堿金屬元素原子的最外層都只有1個電子，故D錯誤。因此選D。4.將氟氣通入氯化鉀溶液中可以得到（）A．氟化鉀和氯氣 B．氯化氫和氟化鉀 C．氫氟酸和氧氣 D．氟化氫和金屬鉀解析：將F2通入KCl溶液，很容易會想到氟比氯活潑，能置換出氯氣并產(chǎn)生氟化鉀，而忽視F2與水劇烈反應生成氫氟酸并放出氧氣。F2很活潑，通入KCl溶液中，與水劇烈反應產(chǎn)生氫氟酸和氧氣，而不置換出氯氣。因此選C。老師和同學一起討論，思考表格如何填寫。認真觀察實驗現(xiàn)象，做好記錄。認真觀察實驗現(xiàn)象，做好記錄。老師和同學一起討論，思考問題。記錄筆記，認真傾聽。記錄筆記，認真傾聽。老師和同學一起討論，思考表格如何填寫。認真觀察實驗現(xiàn)象，做好記錄。認真觀察實驗現(xiàn)象，做好記錄。老師和同學一起討論，思考問題。記錄筆記，認真傾聽。記錄筆記，認真傾聽。學生自行思考，完成課堂練習。通過討論，引導同學們思考解題過程。通過實際操作，幫助學生理解知識點。通過實際操作，幫助學生理解知識點。通過討論，幫助同學對知識點的掌握。通過書寫和口述幫助學生對知識點進行記憶。通過書寫和口述幫助學生對知識點進行記憶。通過討論，引導同學們思考解題過程。通過實際操作，幫助學生理解知識點。通過實際操作，幫助學生理解知識點。通過討論，幫助同學對知識點的掌握。通過書寫和口述幫助學生對知識點進行記憶。通過書寫和口述幫助學生對知識點進行記憶。通過對習題的解答，加深對知識點的鞏固。課堂小結(jié)堿金屬元素：化學性質(zhì)：堿金屬元素原子的最外層都有1個電子；堿金屬元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)各不相同。相似性：最外層都只有一個電子，容易失去最外層電子，表現(xiàn)出很強的金屬性，化合價都是+1；遞變性：隨核電荷數(shù)遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對外層電子的吸引力減弱，失電子能力增強，故從鋰到銫，金屬性逐漸增強。鹵族元素：化學性質(zhì)：原子結(jié)構(gòu)的特點：鹵族元素原子的最外層都有7個電子；鹵族元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)各不相同相似性：最外