上科版元素周期律教案

1、探索周期律构建周期表教案学校华东师大一附中班级高二（1）班 人数36人学科 化学教师徐凯里课时1时间40分钟日期09/12/10课题探索周期律-构建周期表教 学 目 标知识 与 技能1 . 了解元素原子的核外电子排布、原子半径、主要化合价以及元素的金属性和 非金属性的周期性变化。2 .认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果，从 而理解元素周期律的实质。过程 与 方法对大量的事实和数据合理取舍，分析总结，从而得出规律，并能以恰当的 形式构建图表以反映规律；培养抽象归纳以及演绎推理能力。情感 态度 价值 观树立“客观事物本来是相互联系的和具有内部规律的”辩证唯物主义观点。

2、对科学与美学的联系有更多的感受，培养学习自然科学的兴趣以及探求知识、 不断进取的优良品质。教学重点元素周期律的发现过程与表达方法教学难点元素周期律的内涵教学用具多媒体投影仪教学过程一教学引入歌曲兀素之歌引导人类富有探索精神，从占至今，人类一直在探索世界的本源。直到近代， 我们才知道，这个精彩世界其实是由各种化学元素构成的。迄今为止，人类已经发现了 100多种化学元素，由这些元素组成的物质更是多达几千万共至上亿， 这些兀素所表现出来的物埋、化学性质也千差万别，令人眼花绕乱。可是我们 是否想过，在着纷乱芜杂的元素世界背后，是否隐藏着普遍的规律？过渡这也是本节课我们共同探讨的课题。二教学展开1、确立

3、元素排序依据引导在探索规律之前，先要对元素分分类、排排队，让它们更加有序，便于 我们研究。排序的方式有很多，对于元素的排序，我们可以有多种标准。有的 主张按原子大小，有的主张按相对质量大小，有的认为按单质的活泼性，有的 认为按元素在自然界中的含量的大小，更有的认为按音序排列是最好的。你们 觉得谁肩道理？其实都有道理，在不同的标准下，元素可以有不同的排序方式，可是对于 化学来说，最恰当的排序方式还是要从元素本身出发：投影元素的定义：具有 的同一类原子的总称。（相同核电荷数）核电荷数是区别元素的最本质的特征，因此按核电荷数进行排列是相对较 为恰当的一种标准。因此核电荷数又被称为原子序数。板书排序：

4、原子序数我们按照核电荷数将元素排列完成后，在中学阶段不可能对一百多种元素的性 质全部来研究，应如何研究？华东师大一附中徐凯里7（选一部分元素作代表）我们可以选择最常见的1-18号元素来作为代表。2、选择恰当的比较参数元素的性质有很多，对于前18种元素的性质，我们将从下面几个方面进行 探究。投影、板书1、原子结构2、物理性质3、化学性质提问不同的元素的性质差别很大，参数也是大相径庭，这里有三种元素的各得失电子能力等。1-18号元素最外层电子变除1、2号元素外，最外种参数，我们应该选择哪些参数作为我们探究的对象? （最外层电子数、原子半径、熔沸点、密度、化合价、 注提醒学生应选择共有的性质作为比较

5、参数。3、探究元素周期律我们先来进行结构方面的比较。投影核电荷数为1-18元素的原子核外电子排布表;化柱状图提问经过分析我们发现，随着元素核电荷数的递增,电子层数上的电子数重复出现从1递增8的变化，这种变化在数学上叫做什么？ （周期性）教学过程所以我们今天要探究的，就是这个周期性变化的规律。除了最外层电子排布外，元素原子半径 也是原子结构一个很重要的参数，它呈 现出怎样的规律？投影1-18号元素原子半径变化柱状图请同学们说一下探究的结论。（原子半径重复出现由大变小）提问我们通过刚才的探究，发现了元素原子的最外层电子数和原子半径都有 着周期性的变化，这是偶然的巧合还是必然的结果？如何判断两者是否

6、有关 联？（放在一起参照比较）投影我们将最外层电子数和原子半径变化图叠加在一起，更有助于我们寻求这两种周期性变化之间的关联。提问请一名同学试着说一下结论（最外层电子数增加，原子半径减小，稀有气体除外）有规律就有例外，稀有气体在这里似乎有些格格不入。但是我们仔细观察， 这些“例外”的出现是否也有规律？（稀有气体在最外层电子达到最多时出现）这就给我们启示，在我们分析处理数据的时候，如果出现例外，请多想一想，或许这例外本身也是规则的一部分。只要例外例外得有规律，这个例外就 不是例外了。这种规律的例外背后必定隐藏着更深的规律，有待我们进 挖掘。板书规律与例外因此通过以上数据的处理，我们可以肯定地得出结

7、论：归纳投影随核电荷数的递增，元素原子最外层电子排布呈周期性变化；随着 原子序数的递增，元素原子的半径呈现周期性变化总结随着原子序数递增，原子结构呈现周期性变化板书原子结构：周期性随着核电荷数的递增，元素原子结构呈现出周期性的变化。那么，元素的物理性质是否也有呈现出 相应的周期性变化呢？投影1-18号元素单质密度和熔沸点柱状图展示（不太确定）讲述对于密度和熔沸点的变化，可能同学们的意见就不像刚才那么统一了。 单张图表的信息可能不明显，有没有能够找到更能直观的方法帮助我们判断 呢？我们可以回想一下，之前对于原子结构的不同参数，它们的周期性是相关 联的，从而也证明了结构存在着周期性变化。那么我们也

8、可以类似地将密度与 熔沸点叠加在一起，观察是否也存在着类似的关联性。投影1-18号元素单质密度和熔沸点叠加柱状图（有同学提出密度越大，熔沸点越高的观点。）提问有没有例外出现？（5、13、14、15、16号等元素的物理性质变化不符合，且分布无规律。） 连例外都是例外得很例外，看来的确是没有明显的规律了，科学研究是需要求 真求实、实事求是，不能无中生有。归纳元素单质的物理性质无明显的统一规律教学过程板书物理性质：我们通过对数据的归纳，发现元素原子结构存在周期性变化规律，也确认 了物理性质不适用于周期性变化规律。那么元素的化学性质会存在周期性变化 的规律么？投影1-18号元素（除了稀有气体元素）随着

9、元素原子核电荷数的递增，元素 化合价的变化规律。（重复出现：最高正化合价从+1逐渐递增到+7;最低负价从-4递增到-1;在+4 化合价时出现-4价；稀有气体均为0价）对于得失电子能力，理论上需要两套数据。现在只提供一个数据，叫做原子对电子的吸引能力，能否据此来进行判断？（吸引能力越大，得电子能力越大；吸引能力越小，失电子能力越大）投影1-18号元素元素原子吸引电子能力柱状图（重复出现：得电子能力升高，失电子能力降低）金属性即元素原子失电子的能力，金属性越强，越易失电子。非金属性即 元素原子得电子的能力，非金属性越强，越容易得电子。归纳投影随着原子序数的递增，元素化合价呈现周期性变化；随着核电荷

10、数 的递增，金属性和非金属性呈现出周期性变化。总结随着原子序数递增，元素的性质呈现周期性变化板书化学性质：周期性刚才我们以1-18号元素为代表，探究了元素的某些性质随核电荷数递增，呈现出一种周期性变化的规律，那么这种规律能否推广到全体元素呢？投影1-54号元素原子半径、原子吸引电子能力柱状图（基本趋势符合，有一些起伏的地方，同时后面的周期被拉长了）注提醒学生观察例外出现的位置从数据可以看出，周期性的变化规律依然存在，可以证明我们所发现的是 一条科学的规律。我们把它叫做元素周期律。这个周期性变化包括最外层电子数、原子半径、主要化合价、金属性、非 金属性等。其中存在一个最本质的变化因素，决定了其他

11、性质的变化，会是哪 一个呢？（最外层电子数）我们说结构决定性质，原子结构上最外层电子数的变化才是元素周期律的 本质所在总结最外层电子数周期性变化决定了元素性质的周期性变化板书结构决定性质 4、一维周期线的美学展示我们将元素按核电荷数排列后，发现了周期律，这个规律不但好记，而且 也很好看。我们把元素按序数排列后，看到的可能只是一个个枯燥的符号，但 如果我们将金属性强的染成红色，其次染成橙色，一直到非金属性强的染成紫 色，那么我们可以看到，规律的色彩变化出现了。我们再将视线拉远，一直覆 盖到整个元素序列，那么一条美丽如同彩虹般的彩带便出现在了我们面前，在 这条彩带上，七色缤纷，周而复始，充满了雅致

12、、和谐与统一，或许这就是科 学美的所在。金属逐渐变为非金属，又重新回到金属，就像是一年四季一般， 交替往复，生生不息，可以用温家宝总理的两句诗来形容：“莫道今年春将尽,教学过程明年春色倍还人”。5、构建元素周期表一维的元素周期线固然美，但使用起来却十分不方便，若要将100多种元素都依次排列，那只有印在卷筒纸上了。一维直线的容纳力有限，要向扩大信 息量，就要向二维平面进行拓展，构建出一张元素周期表格。这里就涉及到换 行，该在哪里换行呢？投影1-18号元素最外层电子数变化最外层电子变化是周期性变化的本质，如果要进行换行的话，在哪里最为合适呢？（2、3之间；10、11之间；18、19之间）从原子吸引

13、电子能力变化来看，在这里换行也是符合周期性变化的。可这些换行的地方是否也存在着科学的解释呢？分在同一行的元素，它们在结构上 有没有相同的地方呢？（电子层数相同）我们将元素按这种方法进行排列，并进行染色，就得到了元素周期表。到 了第四行，由于周期变长，因此我们让周期收尾处对齐，一直排到第六行为止， 就形成了一张二维的元素周期表。6、发现新规律在将二维的元素周期表构建完成后，我们可以得到哪些额外的信息?（性质相似的元素出现在同一列）哪些列的元素是你所熟悉的，总称叫做什么？（碱金属、卤素、稀有气体）表上有没有放错位置的元素？（氮应该放到最后去）提问每一列的元素性质相似，是否存在结构上的原因？能不能简

14、单说每一列 元素的性质是相同的？为什么？（每一列元素的最外层电子数相同，但电子层数不同，因此不能说性质相同） 元素的周期性变化并非是简单的重复，而是在发生着渐进的变化。中国有 句古诗说得好：“年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。”这就是所谓的同中有异、 异中有同。刚才温总理的两句诗其实也体现了这个道理。板书渐进式周期变化 7、总结科学的周期表的三要素元素周期表中出现了新的规律，说明这样的二维排列方式并不是简单的多 个一维的组合，而是有着更为深刻的内涵。这也给我们启示，元素周期表本身就应该是一个有机的整体，一张科学的 元素周期表应该在每一行上有渐变的特性，在列上有相似的特性，整体上又能 体现周期性。

15、这样的话，整张表体现出来的就是一种美，一种真理的美。科学的本质就是美的，爱因斯坦赞扬一个理论时，不是说“这个理论很好”， 而是说“这个理论很美”，他反对一个理论时就会说“这个理论很丑”。投影美是真理的光辉。教学过程板书科学与美三应用与拓展周期表这种和谐的美也能帮助我们去预测未知元素的性质。比如在周期表 中，曾经一直有一个空位，就是第 43号元素，自然界中似乎失去了它的踪影， 直到1937年才被人工合成出来。但在它制造出来之前，人类利用周期律和周期 表可以对它的性质进行预测，今天让我们也当一回预言家，预测一下得原子的 半径会是多少呢？（135 或 136）注不断提醒学生观察数据变化规律，缩小取值

16、范围。最后说明选择136,还含有很深的数字变化规律。这就是元素周期律的威力。当年元素周期律的发现者门捷列夫就曾一口气 就预言了十一个元素，他的预言在后来的一百多年时间中逐一得到了验证，全 世界为之惊叹，人类在发现元素的道路上不再无序和盲目，化学也从此进入了 一个崭新的阶段。曾有人称赞它：“横七竖八似九宫，元素百种各不同。浩瀚宇 宙万千物，莫不源自此表中。”板书理论与实践到目前为止，关于周期表的形式不下一百种，这是两种另类的元素周期表， 虽然形式不同，但都能给我们一种赏心悦目的感觉，这都是源自于周期律那种 和谐的美。美的理论自有美的表达。板书内容与形式刚才我们听过的那首歌曲是哈佛大学学生写的，最

17、后唱到：这些只是哈佛教学过程所知道的，还有许多未曾发现。科学就是在对未知世界的不断的探索中前行， 这张表上每一个元素的发现都代表了科学史上的一个进步。我们能够看到以居 里夫人的祖国波兰命名的针，以法兰西命名的钻，镇是爱因斯坦的银，们是门 捷列夫的们我们也很期待将来在这张表上能够出现我们中国人的名字。板书已知与未知关于这张元素周期表中更多的秘密，就留待我们下T课继续去探寻吧。排序：原子序数原子结构：周期性板书设计理性质：一一卜构决定性质一渐进式周期变化化学性质：周期性启示：规律与例外；内容与形式；科学与美；理论与实践；已知与未知教学后记说实话，陶华老师把这堂课的要求，即“全面贯彻两纲教育”交代与

18、我时， 我其实是有点心虚的。我也曾想过选择一个更容易切合两纲，可操作性强的课 题。经过一番思考后，我最终还是决定放弃了 “我去找课”，而是让“课来找我”， 也就是按照进度，到哪儿就上哪儿。我想尝试，或者说想证明一点，我们化学 每一堂课，除了达成知识目标之外，其实都还具有别的价值，对学生来说，还 有更为深刻的意义。元素周期律放在周期表之前，在平时家常课中，似乎周期表才是我们的教 学重点，包括各种递变规律，元素位构性的关系等等，老师们都是浓墨重彩地 上，学生们是紧绷神经地听。其实元素周期律才是基础，周期表只不过是形式 和载体，它所承载的信息才是关键。因此，我选择这了 “周期律”这一内容， 而不是周

19、期表，更不是金属性非金属性递变的实验探究，虽然探究实验可能会 显得更加热闹和有趣。周期律在课本上只有几行字，可这几行字的提出，却是人类科学史上最重 要的事件之一。从1829年的三元素组到1869年的元素周期律与第一张科学的 元素周期表，一共花了 40年的时间，如果从1789年拉瓦锡建立科学元素概念 开始算起的话，就是80年。今k堂课40分钟教授的化学知识，可能花费了 人类数十年共至上百年的探索，因此让学生体验这种探索过程，本身也是件极 富有意义的事。我所设计的第一阶目标是学生能通过分析数据处理数据，从而发现规律， 这是一种能力的培养。进阶目标则是全面看待问题，透过现象看本质，体会规 律匕/、规

20、律、形式与内容、理论与实际之间的关系。第三层次的目标是想让学 生在周期律中感受和谐之美。诧多学生觉得埋论枯燥乏味，毫无生趣。其实化 学理论天然就有着科学之美，我们所缺之的是发现美的眼睛和感悟美的心境。 符合规律的和谐是一种美，有规律的例外也是一种美，而周期律也正好诠释了 这些美。对美的体验是超越学科本身的，甚至是一个人世界观人生观形成中不 可缺失的一部分。要达成这三个层次的目标，就要合理地对教材进行整合重构，设计好启效 教学过程。在这里我简单介绍一下一些能够肩效推进学生思维的几个方面：在这里，推进的过程要从学生生成出发，让学生在众多材料中碰撞，寻找 出路。让学生继续产生问题、并有继续朝下走的兴

21、趣。首先是对元素排序标准的确定，所有的排序原则上只要是自洽无矛盾的， 都是可行的，但对于科学研究来说，合理标准的选择十分重要，学生通过对元 素的定义的回忆，体会了在面对多元化事物时该如何进行相对正确的选择。第二是对规律中出现例外的思辨，元素物理性质、稀有气体的原子半径， 过渡元素的性质变化，无一不是学生在探索规律过程中遇到的困难。是承认规 律失效还是回避忽略？虽然我们可以只取主族元素进行探究，从而回避一些问 题，但我想这并不是最好的态度，而是应该让学生知道，当归纳出来的“规律” 中出现例外时，该如何去判断到底是不存在规律，还是隐藏了更深的“规律” 虽然这样的思路是比较浅显和初级的，但对学生来说

22、，却是一个新的思维方式 的培养，化学本身其实就是在规律和例外的冲撞下不断前行的。第三是将规律呈现的方式，一用染色的方法，对学生视觉感官进行刺激， 帮助他对周期性能够有更直观的理解；二是从一维的元素周期线到二维的元素 周期表，容纳信息量以指数递增，而且不断地有新规律涌现出来，这也符合系 统论中“由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体”的 定义，元素周期表是可以说就是一个鲜活的体系。在情感态度价值观的设计上，我也思考了很久。化学能够给学生哪些情感 体验？在我看来，两纲教育，包括情感态度价值观的教育目标的实现，途径大 约有两种，即显性的和隐性的。显性的手段，它直观，短时间内有效，但学生内心是否真的认同？真的被 打动？在当今社会这样的多元化价值取向的影响下，显性的两纲教育其实是脆 弱的。所