高一下学期化学人教版必修2教案 第一章第2节《元素周期律》

PAGE第一章物质结构元素周期律第2节元素周期律本节教材分析三维目标2．过程与方法：（1）培养学生对大量数据、事实进行分析、归纳和总结的能力。（2）培养学生的逻辑推理能力。（3）通过引导学生观察分析实验现象，培养学生的观察和分析问题的能力。3．情感态度价值观：（1）在元素周期律的归纳过程中，重视发现意识，让学生在发现中寻找结论，在合作中享受成功。（2）结合元素周期律的学习，使学生认识事物变化由量变引起质变的规律，对他们进行辩证唯物主义教育。教学重点元素周期律的涵义和实质；元素性质与原子结构的关系。教学难点元素性质和原子结构的关系。教学建议（1）原子核外电子排布规律不能作为已知进行教学，要引导学生分析教材表格中提供的元素原子核外电子排布情况进行分析、推断和归纳；核外电子排布规律的应用限于对1－18号元素，特别是不要拓展到副族元素。（2）探究同周期元素性质（金属性和非金属性）的变化规律时，一要回顾第一节中关于金属性、非金属性强弱的判断依据，使学生明确探究的理论依据；二要做好教材中两组对比试验，引导学生归纳实验结论。新课导入设计导入一前几节课，我们通过研究碱金属元素和卤族元素发现元素周期表除了能够给我们提供原子序数、元素名称、元素符号、相对原子质量等数据外，元素的排列方式还可以展现出元素之间的联系。例如，同一主族元素结构、性质上都有一定的相似性和递变性，从而导致性质上也有一定的相似性和递变性。除此之外，元素周期表还可以为我们提供哪些信息呢？[来源:学科网ZXXK]导入二<设置情景>宇宙万物是由什么组成的？古希腊人以为是水、土、火、气四种元素，古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说。到了近代，人们才渐渐明白：元素多种多样，决不止于四五种。18世纪，科学家已探知的元素有30多种，如金、银、铁、氧、磷、硫等，到19世纪，已发现的元素已达60多种。[来源:学科网]人们自然会想到，没有发现的元素还有多少种？元素之间是孤零零地存在，还是彼此间有着某种联系呢？[来源:学§科§网]这种想法激励着时任圣彼得堡大学教授的年轻的门捷列夫。当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时，他遇到了难题。按照什么次序排列它们的位置呢？当时化学界发现的化学元索已达63种。为了寻找元素的科学分类方法，他不得不研究有关元素之间的内在联系。研究某一学科的历史，是把握该学科发展进程的最好方法。门捷列夫深刻地了解这一点，他迈进了圣彼得堡大学的图书馆，在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料……门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络，夜以继日地分析思考，简直着了迷。他在剪了很多张卡片，并在每一张卡片上都写上了元素名称、原于量、化合物的化学式和主要性质。门捷列夫把它们装进筐里，分成几类，摆放在一个宽大的实验台上。接下来的日子，门捷列夫把元素卡片进行系统地整理。门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪。门捷列夫旁若无人，每天手拿元素卡片像玩纸牌那样，收起、摆开，再收起、再摆开，皱着眉头地玩“牌”……冬去春来。门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。有一大，他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了，摆着，摆着，门捷列夫像触电似的站了起来，在他面前出现了完全没有料到的现象，每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着。门捷列夫激动得双手不断颤抖着。“这就是说，元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子，然后，迅速地抓起记事簿在上面写道：“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。”1869年2月底，门捷列夫终于在化学元素符号的排列中，发现了元素具有周期性变化的规律。[来源:Z|xx|k.Com]导入三宏观物体的运动都有一定的轨道，如人造卫星按一定的轨道围绕地球运行，而在原子核外运动额电子并不遵循宏观物体的运动规律。要了解电子在原子核外的运动规律就必须先了解其在原子核外空间的排布情况，下图是钠原子的核外电子排布模拟图，它具有怎样的特点？你能总结出原子核外电子排布的规律吗？教学过程：第一课时［引言］从前面我们所讨论原子结构和元素的性质关系可知，核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间，在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性，那么，在其他的核电荷数不同的元素之间，是否也存在着某种关系或规律呢？［板书］2元素周期表一、原子核外电子的排布［讲解］科学研究证明，多电子原子中的电子在核外运动并不是杂乱无章的，电子分别在能量不同的区域内运动。（1）电子层（2）电子层的划分（电子白板投出）电子层(用n表示)1234567电子层符号KLMNOPQ离核距离近远能量高低 低 高（3）核外电子的排布规律（电子白板投出）①各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)②最外层电子数不超过8个(K层是最外层时，最多不超过2个)；次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。③核外电子总是尽可能的先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。(即排满K层再排L层，排满L层才排M层)。（4）原子结构示意图。电子白板投出钠原子的结构示意图可表示为，请大家说出各部分所表示的含义。［生］圆圈表示原子核，+11表示核电荷数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层电子数。［练习师巡］请根据以上规律画出课本P14表中核电荷数为1～20的元素原子结构示意图。［电子白板投出订正并练习］1.判断下列示意图是否正确？为什么？［答案］(A、B、C、D均错)A、B违反了最外层电子数为8的排布规律，C的第一电子层上应为2个电子，D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。（5）离子结构示意图［电子白板投出练习］2.写出下列离子的离子结构示意图：Mg2+F-Br-Ca2+答案：2.［问］稀有气体的最外层电子数有什么特点？（6）稳定结构：把最外层为8个电子(若只有K层且为2个电子)的结构，称为稳定结构。［科学探究］填P14表，并注意原子序数、元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价等方面的变化，思考并讨论它们有什么变化规律？［把表投影出并讲述］从上表可以看出：随着原子序数的递增，每隔一定数目的元素，会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(H、He除外)，这种周而复始的重现的现象，我们称之为周期性。因此，原子核外电子层排布的这种规律性变化，我们便称之为周期性变化。原子半径、元素化合价的变化现象相同。由此，可得出如下结论：［结论］随着原子序数的递增，元素原子核外层电子排布、原子半径、元素化合价呈现周期性变化。［电子白板投出］元素的主要化合价及实例原子序数12元素符号HHe核外电子排布原子半径0.037-主要化合价+1O原子序数345678910元素符号LiBeBCNOFNe外电子排布原子半径0.1520.0890.0820.0770.0750.0740.071-主要化合价+1+2+3+4、-4+5、-3-2-10原子序数1112131415161718元素符号NaMgAlSiPSClAr核外电子排布原子半径.01860.1600.1430.1170.1100.1020.099原子半径+1+2+3+4、-4+5、-3+6、-2+7、-10结论：随着原子序数的递增，元素原子核外层电子排布、原子半径、化合价呈现周期性变化。［投影练习］1.在下列元素中，最高正化合价数值最大的是()A.Na B.P C.Cl D.Ar2.原子序数从3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是()A.电子层数 B.电子数 C.原子半径 D.化合价3.元素X原子的最外层有3个电子，元素Y原子的最外层有6个电子，这两种元素形成的化合物的化学式可能是()A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y2 D.X2Y答案：1.C2.B3.B［布置作业］课本P20习题6：板书设计2元素周期表一、原子核外电子的排布（1）电子层（2）电子层的划分（3）核外电子的排布规律（4）原子结构示意图。（5）离子结构示意图（6）稳定结构——把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为稳定结构［结论］随着原子序数的递增，元素原子核外层电子排布、原子半径、化合价呈现周期性变化。第二课时［板书］2元素周期律［引言］上一节课我们完成P14科学探究表格（电子白板投出表格），观察表格，思考并讨论：元素原子核外层电子排布、原子半径、主要化合价有什么变化规律？原子序数电子层数最外层电子数原子半径的变化（不考考虑稀有气体元素）最高或最低化合价变化1-2112+103-100.152nm0.071nm大小+1+5-4-1011-18结论随着原子序数的递增元素原子核外层电子排布、原子半径、主要化合价而呈周期性变化［问］元素的金属性与非金属性是不是也呈周期性变？我们如何用实验来验证这个它呢？1.实验：（1）请一个学生进行操作演示，再请一个学生前来观察实验现象。学生填表再电子白板投出现象在常温下，与水的反应无明显现象；加热时，镁带表面有气泡出现，煮沸后溶液变红。化学方程式Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2（2）请一个学生进行操作演示，再请一个学生前来观察实验现象。学生填表再电子白板投出MgAl现象有大量的气泡产生，试管烫手，反应很剧烈。有大量的气泡产生，试管烫手，反应剧烈。化学方程式Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H22.讨论：（1）Na、Mg、Al与水反应的难易程度比较。①Na在常温下，与水剧烈反应，浮于水面在水面四处游动，同时产生大量无色气体，溶液变红。②Mg在常温下，与水的反应无明显现象；加热时，镁带表面有大量气泡出现，溶液变红。③Al在常温或加热下，遇水无明显现象。（2）Mg、Al与酸反应的难易程度比较。（3）比较Na、Mg、Al的最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）碱性强弱。［注意］学生在描述实验现象时，常把“产生无色气体”回答成“产生氢气”；“与Mg反应在常温下现象不明显”常易错答为“Mg与冷水不反应”。教师根据具体情况进行纠正。NaMgAl单质与水（或酸）反应与冷水反应：Na在常温下，与水剧烈反应，浮于水面在水面四处游动，同时产生大量无色气体，溶液变红。与酸反应极为剧烈。与冷水反应缓慢，与沸水反应迅速，放出氢气；与酸反应剧烈，放出氢气。Al在常温或加热下，遇水无明显现象；与酸反应剧烈，放出氢气。最高价氧化物对应的水化物碱性强弱NaOH（强碱）Mg（OH）2（中强碱）Al（OH）3（两性氢氧化物）（4）分析讨论（电子白板投出）结论：NaMgAl金属性逐渐减弱3.阅读：（电子白板投出）性质SiPSCl非金属单质与氢气反应的条件高温磷蒸气与氢气能反应须加热光照或点燃时发生爆炸而化合最高价氧化物对应水化物的酸性强弱H4SiO4弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4比H2SO4更强的酸结论：NaMgAlSiPSCl金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强［述］元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫元素周期律。元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。（电子白板投出）（电子白板投出）元素金属性强弱的判断依据：1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易；2.最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。元素非金属性强弱的判断依据：1.跟氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性；2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。1.若aXm+与bYn-的核外电子排布相同，下列关系式正确的是(BC)A.b=a-n+mB.b=a-n-mC.离子半径Xm+＜Yn+D.原子半径X＜Y2.含有相同质子数和电子数的两种微粒之间的关系不正确的是：(D)A.它们可能是同位素B.可能是不同的分子C.可能是不同的离子D.可能是一种分子和一种离子3.已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。则下列说法正确的是（AD）A.气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3B.非金属活泼性：Y＜X＜ZC.原子半径：X＞Y＞ZD.原子最外电子层上电子数的关系：Y=(X+Z)P19习题1、2、32元素周期表二元素周期律科学探究：1.实验2.讨论3.阅读4.比较第三课时三、元素周期表和元素周期律的应用1、元素在周期表位置、原子结构和元素性质的关系（