高一年级上册《元素性质的周期性变化规律》教学设计

高一化学元素性质的周期性变化规律教学目标：1.知道同周期元素的核外电子排布、元素化合价、原子半径等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。2.能够以第三周期元素为例，说明同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律教学过程：环节要点教师活动学生活动教学环节一：1～18号元素原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的分析【引入】通过起前面的学习，我们知道在元素周期表中，同主族元素的性质具有相似性和递变性，那么周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？这节课我们来解决这个问题。观察教材101页中的表4-5，以1-18号元素为例，填写P102表格。【问题】思考并讨论：随着原子序数递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价呈现什么规律性的变化？【知识讲解】通过图表中提供的信息，我们可以知道，同周期由左向右元素的原子，核外电子层数相同，核电荷数递增，最外层电子数逐渐增加，第一周期是从1到2，第二周期和第三周期都是从1到8。同周期由左向右，不考虑稀有气体元素元素的原子半径逐渐减小，氢原子是所有原子中半径最小的，同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高，第二周期从+1到+5，因为O无+6价，F无正价，第三周期从+1到+7。元素的最低负价由第四主族的-4价逐渐升高至第七主族的-1价。通过刚才的分析我们可以知道随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布原子半径和化合价都呈现周期性的变化。利用刚才分析的数据，以原子序数为横坐标，分别以最外层电子数、原子半径和化合价为纵坐标绘制折线图或柱状图，从图中可以更直观地观察到元素原子结构的周期性变化。【问题】为什么同周期元素的原子半径会随着核电荷数的增加逐渐变小呢？【知识讲解】在电子层数相同的情况下，随着原子序数的增加，原子核对核外电子的电性作用增强，使得最外层电子与原子核之间的距离缩小，从而使得原子半径减小。【过渡】元素的金属性和非金属性是否也随着原子序数的递增而呈现周期性变化呢？浏览思考、回答思考教学环节二：第三周期元素的金属性和非金属性变化规律的探究【问题】我们通过第三周期元素的一些化学性质来探讨这一问题。首先请同学们根据第三周期元素原子核外电子排布规律，推测该周期元素金属性和非金属性具有怎样的变化规律？【知识讲解】第三周期元素：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的电子层数相同，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，导致失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，我们推测第三周期元素由左向右，金属性减弱，非金属性增强。【问题】如何证明Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱呢？设计实验方案来探究钠、镁、铝的金属性强弱。【方法归纳】回顾碱金属元素金属性强弱判断标准，从同主族元素迁移到同周期元素，我们可以通过单质与水（或酸）反应的难易以及最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱进行判断。首先我们通过单质与水的反应的难易来进行钠、镁元素金属性的比较，请大家观看镁与水反应的实验视频。【播放镁与水反应视频】【实验分析】回顾钠与水的反应，我们知道常温下钠和水反应比较剧烈，并放出氢气，溶液变红色。实验视频中显示常温下镁与水的反应较缓慢，镁条表面有微量气泡产生，溶液微微变红；加热后反应剧烈，镁条表面有大量气泡，溶液变为红色。与金属钠相比较，镁与水反应明显困难，说明钠的金属性强于镁。【过渡】因为铝和水的反应现象不明显，所以我们采用比较氢氧化物的碱性强弱对镁、铝的金属性进行比较，请同学们观看视频，观察实验现象。【播放氢氧化铝沉淀与酸、碱反应视频】【实验分析】实验现象显示，向氯化铝溶液中加入氨水，生成白色絮状沉淀氢氧化铝。向氢氧化铝沉淀中加入盐酸，沉淀溶解，生成三价铝离子和水。向氢氧化铝沉淀中加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解，生成偏铝酸根和水。由此可知，氢氧化铝在酸或者强碱溶液中都能溶解，与酸和碱反应都能生成盐和水，所以氢氧化铝是典型的两性氢氧化物。接下来我们将氯化铝溶液换成氯化镁溶液，重复上述实验。【播放氢氧化镁沉淀与酸、碱反应视频】【实验分析】通过观察实验现象，我们可以看到氯化镁溶液中加入氨水得到氢氧化镁白色沉淀，该沉淀加盐酸溶解，加氢氧化钠溶液不溶解，说明氢氧化镁白色沉淀只溶解于酸。Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸【总结】通过以上实验比较，我们可以知道钠、镁、铝是金属元素，都能形成氢氧化物，NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，而Al(OH)3是两性氢氧化物，说明铝虽然是金属，但是已经表现出一定的非金属性，钠镁铝的金属性逐渐减弱。金属性：钠＞镁＞铝【问题】刚才我们分析的是第三周期的金属元素的性质，非金属元素Si、P、S、Cl的非金属性变化规律，我们又该如何判断呢？。【知识讲解】回顾卤族元素非金属性强弱判断依据，我们可以通过单质与氢气反应生成气态氢化物的难易和气态氢化物的稳定性以及最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行判断。【问题】阅读课本P103提供的最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性强弱信息表，通过这个表格，你能获取什么信息呢？【总结】通过表格提供的科学事实，我们可以知道硅、磷、硫、氯是非金属元素，其最高价氧化物对应水化物的含氧酸，硅酸是弱酸，磷酸是中强酸，硫酸是强酸，高氯酸的酸性比硫酸还要强，这说明硅、磷、硫、氯所对应的的最高价氧化物的水化物的酸性增强，所以硅、磷、硫、氯的非金属性增强。从这里我们也可以发现，规律不一定非得通过从零开始的实验探究得出，也可以通过分析归纳已经存在的科学事实得出。思考、回答、观看聆听、整理笔记思考、回答整理教学环节三：元素的金属性和非金属性变化规律的分析【问题】通过实验比较和信息获取，你得出的结论是什么？【知识讲解】通过实验比较和信息获取，我们可以得出的结论：不考虑稀有气体元素，第三周期元素从左到右，金属性渐弱，非金属性渐强。这与我们最初的推测相一致。对于其他周期主族元素进行同样的研究，一般情况下也会得出类似的结论。元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈周期性变化规律。【问题】同周期元素为什么会呈现这样的递变性规律呢？【知识讲解】这是因为，在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，原子的失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。因此，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。因此，通过大量的事实和分析，人们归纳出一条规律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。这一条规律叫做元素周期律。元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。【得出结论】元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化规律。思考、回答思考、建立元素周期律概念，分析元素递变性变化的原因教学环节四：总结总结本节课所学知识：通过这一节课的学习，我们对原子结构与元素性质的关系有了新的认识，通过一系列的探究活动和分析，知道了随着原子序数的递增：1、元素原子的核外电子排布、原子半径、化合价呈现周期性变化。2、同周期主族元素，从左向右，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。3、认识了元素的性质