高中化學《元素周期律》教案1新人教版必修

1、第一章 物質結構 元素周期律第二節(jié) 元素周期律第1課時教學目標1、了解元素原子核外電子排布， 2、培養(yǎng)學學生分析問題，總結歸納的能力。重點難點元素原子核外電子排布教學過程引言我們已學習了元素周期表的結構，那么這張表又有何意義呢？我們能否從其中總結出元素的某些性質規(guī)律，以方便我們應用，解決新的問題呢？這就是我們本節(jié)課所要研究的內容。板書 第二節(jié) 元素周期律教師元素的性質是由組成該元素的原子結構決定的，因此我們討論性質之前，必須先來熟悉一下原子的結構。展示電子層模型示意圖講解原子是由原子核和核外電子構成的，原子核相對于原子很小，即在原子內部，原子核外，有一個偌大的空間供電子運動。如果核外只有一個電

2、子，運動情況比較簡單。對于多電子原子來講，電子運動時是否會在原子內打架呢？它們有沒有一定的組織性和紀律性呢？下面我們就來學習有關知識。板書一、原子核外電子的排布講解科學研究證明，電子的能量是不相同的，它們分別在能量不同區(qū)域內運動。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層，分別用n=1、2、3、4、5、6、7來表示從內到外的電子層，并分別用符號K、L、M、N、O、P、Q來表示。通常，能量高的電子在離核較遠的區(qū)域運動，能量低的電子在離核較近的區(qū)域運動。這就相當于物理學中的萬有引力，離引力中心越近，能量越低；越遠，能量越高。講解并板書1、電子層的劃分 電子層（n） 1、2、3、4、5、6、7

3、 電子層符號 K、L、M、N、O、P、Q 離核距離 近 遠 能量高低 低 高設疑由于原子中的電子是處于原子核的引力場中，電子總是盡可能的從內層排起當一層充滿后在填充下一層。那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？核外電子的分層排布，有沒有可以遵循的規(guī)律呢？思考下面請大家分析課本12頁表1-2，根據原子光譜和理論分析得出的核電荷數為1-20的元素原子核外電子層排布，看能不能總結出某些規(guī)律。學學生活動講解并板書2、核外電子的排布規(guī)律(1)各電子層最多容納的電子數是2n2個(n表示電子層)(2)最外層電子數不超過8個(K層是最外層時，最多不超過2個)；次外層電子數目不超過18個，倒數第三層不超過3

4、2個。(3)核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層，然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層)。教師以上規(guī)律是相互聯系的，不能孤立地機械套用。知道了原子的核電荷數和電子層的排布規(guī)律以后，我們就可以畫出原子結構示意圖。如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。學生圓圈表示原子核，+11表示核電荷數，弧線表示電子層，弧線上的數字表示該層電子數。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不超過18的排布規(guī)律。2.根據

5、核外電子排布規(guī)律，畫出下列元素原子的結構示意圖。(1)3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs(2)9F 17Cl 35Br 53I（3）2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe提問請大家分析稀有氣體元素原子電子層排布。稀有氣體的最外層電子數有什么特點？學生除氫為2個外，其余均為8個。問元素的化學性質主要決定于哪層電子？稀有氣體原名為惰性氣體，為什么？學生主要決定于最外層電子數。因為它們的化學性質懶惰，不活潑，一般不易和其他物質發(fā)學生化學反應。教師我們把以上分析歸納起來，會得出什么結論呢？學生原子最外層電子數為8的結構的原子，不易起化學反應。教師通常，我們把最外層8個電子(只有K層時

6、為2個電子)的結構，稱為相對穩(wěn)定結構。一般不與其他物質發(fā)學生化學反應。當元素原子的最外層電子數小于8(K層小于2)時，是不穩(wěn)定結構。在化學反應中，具有不穩(wěn)定結構的原子，總是“想方設法”通過各種方式使自己的結構趨向于穩(wěn)定結構。教師原子的核外電子排布，特別是最外層電子數決定著元素的主要化學性質。從初中所學知識，我們知道，金屬元素的原子最外層電子數一般少于4個，在化學反應中比較容易失去電子達到相對穩(wěn)定結構；而非金屬元素的最外層一般多于4個電子，在化學反應中易得到電子而達到8個電子的相對穩(wěn)定結構。原子得到或失去電子后的陰陽離子也可用結構示意圖來表示。投影練習1.寫出下列離子的離子結構示意圖：Mg2+

7、F- Br- Ca2+答案：1.Mg2+ 小結本節(jié)課我們重點學習了原子核外電子的排布規(guī)律，知道了多電子 中的電子排布并不是雜亂無章的，而是遵循一定規(guī)律排布的。補充習題1、某元素的原子核外有3個電子層，最外層有4個電子，該原子核內的質子數為（ ）A、14 B、15 C、16 D、172、原子核外的M電子層和L電子層最多容納的電子數的關系是 A、大于 B、小于 C、等于 D不能確定3、 C原子L層上的電子數等于次外層上的電子數、電子層數，C是 元素。4、若aAn+與bB2-兩種離子的核外電子層結構相同，則a的數值為( )A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2D.b-n+25、某元素的核電荷

8、數是電子層數的5倍，其質子數是最外層電子數的3倍，該元素的原子結構示意圖為6、今有甲、乙、丙、丁四種元素。已知：甲元素是自然界中含量最多的元素；乙元素為金屬元素，它的原子核外K層、L層電子數之和等于M、N層電子數之和；丙元素的單質及其化合物的焰色反應都顯黃色；氫氣在丁元素單質中燃燒火焰呈蒼白色。(1)試推斷并寫出甲、乙、丙、丁四種元素的名稱和符號；(2)寫出上述元素兩兩化合成的化合物的化學式。參考答案：1、A 2、A 3、Be 4、A 5、該元素為磷元素 6、(1)O Ca Na Cl (2)略第2課時教學目標 1、了解主要化合價與元素金屬性、非金屬性的周期性變化。2、了解元素周期表和元素周期

9、律的意義。3、認識事物變化由量變引起質變的規(guī)律。重點難點 元素周期表和元素周期律的意義教學過程復習1、回憶有關元素原子核外電子的排布規(guī)律； 2、填寫118號元素符號以及它們的原子結構示意圖。學生活動投影展示118號元素原子結構示意圖。提問請大家總結一下，隨著原子序數的遞增，原子核外電子層排布有何規(guī)律性變化。板書二、元素周期律 學生活動投影展示 隨著原子序數的遞增，原子核外電子層排布變化的規(guī)律性原子序數電子層數最外層電子數121123102181118318結論：隨著原子序數的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現變化。講述從上表可以看出：隨著原子序數的遞增，每隔一定數目的元素，會重復出現原子最外層

10、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(但并不是簡單的重復)的現象，我們稱之為周期性。這就如同我們一年一年的四季更替及學生活中的每天都是24小時一樣。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。由此，可得出如下結論：講述并板書隨著原子序數的遞增，元素原子最外層電子排布呈現周期性變化。過渡元素的性質是由元素的原子結構決定的，那么，隨著原子序數的遞增，元素的性質是否也會像元素原子最外層電子排布一樣呈現周期性變化？我們從元素的化合價和元素的金屬性與非金屬性兩個方面來進行探討。投影元素的主要化合價原子序數12元素符號HHe最高正化合價或最低負化合價+1O原

11、子序數3456 78910元素符號LiBeBCNOFNe主要化合價+1+2+3+4、-4+5、-3-2-10原子序數1112131415161718元素符號NaMgAlSiPSClAr最高正化合價或最低負化合價+1+2+3+4、-4+5、-3+6、-2+7、-10結論：隨著原子序數的遞增，元素化合價呈現周其性變化。教師對于稀有氣體元素，由于它們的化學性質不活潑，在通常狀況下難以與其他物質發(fā)學生化學反應，因此，把它們的化合價看作0。提問說出上表中元素化合價變化的規(guī)律？學生原子序數為12時，化合價從+1下降到0；原子序數為39時，隨著原子序數的遞增，最高正價從+1到+5，最低負價從-4到-1；原子

12、序數為1117時，隨著原子序數的遞增，最高正價從+1到+7，最低負價從-4到-1。稀有氣體元素的化合價均為0。教師很好！那么，能不能由此說明：隨著原子序數的遞增，元素的化合價也呈周期性變化呢？板書隨著原子序數的遞增，元素化合價呈現周期性的變化。過渡下面我們通過第三周期元素的一些化學性質來探討元素的金屬性與非金屬性有何變化。提問假如我們要用實驗來驗證這個結論，又應從哪些方面著手呢？學生回答，教教師板書判斷元素金屬性強弱的依據：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。判斷元素非金屬性強弱的依據：1.跟氫氣學生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性；2.

13、元素最高價氧化物的水化物的酸性強弱。教師一般，對于金屬元素我們主要研究其金屬性，對于非金屬元素我們主要研究其非金屬性。下面我們就按照這個標準，以1118號元素為例，來研究元素的金屬性和非金屬性的變化情況。下面我們通過實驗來研究Na、Mg、Al三種金屬元素的金屬性強弱。常溫演示實驗+Na滴有酚酞的水 +Mg +Al教師請大家分別描述實驗現象(注意反應現象的劇烈程度)學生1.Na在常溫下，與水劇烈反應，浮于水面在水面四處游動，同時產學生大量無色氣體，溶液變紅。2.Mg在常溫下，與水的反應無明顯現象；加熱時，鎂帶表面有大量氣泡出現，溶液變紅。3.Al在常溫或加熱下，遇水無明顯現象。注學生在描述實驗現

14、象時，常把“產學生無色氣體”回答成“產學生氫氣”；“與Mg反應在常溫下現象不明顯”常易錯答為“Mg與冷水不反應”。教教師根據具體情況進行糾正。教師上述現象說明了Na、Mg、Al的金屬性強弱順序怎樣？學生Na的金屬性最強，Mg次之，Al最弱。教師也即Na、Mg、Al的金屬性強弱順序為NaMgAl板書金屬性NaMgAl教師請大家預測一下，Mg、Al分別與稀鹽酸反應時，現象是否會相同？應該有什么區(qū)別？學生Mg與鹽酸反應要比Al與鹽酸反應劇烈。教師實踐是檢驗真理的惟一標準。下面，我們通過實驗來進行驗證。演示實驗+Mg條1 mol/L鹽酸 +Al條同時讓附近的學學生用手摸一下試管的外壁，請這位同學告訴大

15、家，兩支試管的溫度是否一樣？學生與Mg反應的試管壁溫度高，與Al反應的試管壁溫度低。教師從剛才的實驗現象我們可知，Mg與稀HCl的反應劇烈得多，同時放出大量的熱。這說明大家的預測是正確的。根據Na、Mg、Al三者的金屬性強弱順序，我們可推知，Na與HCl反應將會更劇烈，甚至發(fā)學生爆炸。過渡那么，Na、Mg、Al的最高價氧化物的水化物的性質怎樣呢？學生NaOH是強堿，由酚酞的顏色可知Mg(OH)2的堿性應弱于NaOH，強于Al(OH)3。講解并板書堿性強弱NaOHMg(OH)2Al(OH)3投影展示鈉、鎂、鋁的性質比較性質NaMgAl單質與水（或酸）的反應情況與冷水劇烈反應放出氫氣與冷水反應緩慢

16、，與沸水迅速反應，放出氫氣，與酸劇烈反應放出氫氣與酸迅速反應放出氫氣最高價氧化物對應水化物的堿性強弱NaOH強堿Mg(OH)2中強堿Al(OH)3兩性氫氧化物過渡上面我們研究了1118號元素中金屬元素的金屬性。下面我們來研究非金屬元素的非金屬性。投影展示硅、磷、硫、氯的性質比較性質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)學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更強的酸教師請大家根據資料以及判斷元素非金屬性強弱的依據，做如下練習：板書氫化物穩(wěn)定性強弱順序 SiH4 PH3 H2S H

17、Cl酸性強弱順序 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4請學學生說出結果，教教師把“”“”填在上述板書中適當的位置教師因此我們不難判斷下列元素的非金屬性強弱。板書非金屬性的強弱 SiPSCl教師因為18號元素氬是一種稀有氣體元素，一般情況不難與其他物質發(fā)學生化學反應。因此，我們不研究它的性質。教師綜上所述，我們可以從1118號元素性質的變化中得出如下結論：講解并板書Na Mg Al Si P S Cl同一周期從左往右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強 教師如果我們對其他元素也進行同樣的研究，也會得出類似的結論。因此，元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化。通過大量

18、事實，我們歸納出這樣一條規(guī)律：板書元素周期律：元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性變化。小結本節(jié)課我們主要實驗探究認識到元素周期表中所蘊涵的規(guī)律。補充習題1、從原子序數11依次增加到17，下列所敘遞變關系錯誤的是( )A.電子層數逐漸增多B.原子半徑逐漸增大C.最高正價數值逐漸增大D.從硅到氯負價從-4-12、已知X、Y、Z為三種原子序數相連的元素，最高價氧化物對應水化物的酸性相對強弱是：HXO4H2YO4H3ZO4。則下列說法正確的是（ ）A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HXH2YZH3B.非金屬活潑性：YXZ C.原子半徑：XYZD.原子最外電子層上電子數的關系：Y=(X+Z)3、已知X、Y均為

19、118號之間的元素，X、Y可形成化合物X2Y和X2Y2，又知Y的原子序數小于X的原子序數，則兩種元素的原子序數之和為( )A.19B.18C.27D.94、下列各離子化合物中，陽離子與陰離子的半徑之比最小的是( )AKCl BNaBr CLiI DKF5、下列敘述正確的是( )A同周期元素中，VII A族元素的原子半徑最大B現已發(fā)現的零族元素的單質在常溫常壓下都是氣體CVI A族元素的原子，其半徑越大，越容易得到電子D所有的主族元素的簡單離子的化合價與其族序數相等6 、 A+、B-、C、D四種微粒中均有氫原子，且電子總數均為10個。溶液中的A+和B-在加熱時相互反應可轉化為C和D。則A+的電子

20、式為 ，B-的電子式為 。參考答案：1、AB 2、AD 3、A 4、C 5、B 6、第3課時教學目標1、掌握元素周期律的涵義和實質2、了解元素周期律的應用重點難點元素周期律的應用教學過程引言從前面的學習，我們可以認識到：我們知道，元素在周期表中的位置，由元素原子的結構決定，而元素原子的結構又決定了元素的性質，即元素的性質是元素在元素周期表中的位置的外在反映。那么研究元素周期表和元素周期律有何意義呢？板書三、元素周期表和元素周期律的應用教師我們首先從元素的金屬性和非金屬性、元素的化合價兩方面來研究元素的性質與元素在周期表中位置的關系。(中學化學里我們主要研究主族元素)板書1.元素的金屬性和非金屬

21、性與元素在周期表中位置的關系 教師請大家觀察附錄中的元素周期表。學生活動提問元素周期表中的表格底色有幾種？為什么要這樣表示？學生底色有兩種，綠色和淺綠色。可以使我們很明顯地區(qū)別出金屬元素和非金屬元素.教師回答得很好。而且，從表上我們可以看出，元素周期表中，金屬元素和非金屬元素的區(qū)域特別集中，沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟鋁、鍺、銻、釙之間畫一條線，線的左面是金屬元素，右面是非金屬元素。由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線，因此，位于分界線附近的元素，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性。在周期表中，主族元素從上到下從左到右，元素的金屬性和非金屬性存在著一定的遞變規(guī)律。我們

22、可以把以上的內容用以下形式簡要地表示出來。投影元素金屬性和非金屬性的遞變板書(1)同一周期從左到右元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(不包括稀有氣體元素)。(2)同一主族從上到下元素的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱(不包括稀有氣體元素)。教師請大家根據我們上面學過的知識，參考元素周期表，分析除稀有氣體元素外，在周期表中什么元素的金屬性最強？什么元素的非金屬性最強？為什么？學生根據同周期同主族原子半徑的變化規(guī)律可知，在周期表中，鈁(Fr)元素的原子半徑最大，氟(F)元素的原子半徑最小，因此，鈁元素的失電子能力應是最強的，鈁元素的金屬性也就最強；氟元素的得電子能力最強，氟元素的非金屬性也就最

23、強。教師很正確。氟元素也是自然界中存在的非金屬性最強的元素，鈁及其后面的元素均是放射性元素，在自然界穩(wěn)定存在的元素當中，銫(Cs)的金屬性是最強的。過渡元素的化合價指的是該元素的原子和其他元素一定數目的原子化合時所表現出來的一種性質。那么，它與元素在周期表中的位置有何關系呢？下面我們就來探討這個問題。 板書2.元素化合價與元素在周期表中位置的關系。講述元素的化合價與原子的電子層結構，特別是與最外電子層中電子的數目有密切關系，因此，元素原子的最外電子層中的電子，也叫做價電子。另外，有些元素的化合價與它們原子的次外層或倒數第三層的部分電子有關，這部分電子也叫價電子。下面，我們主要來研究主族元素的化

24、合價與其在周期表中位置的關系。教師請?zhí)顚懴卤淼目瞻滋幫队爸?族AAAAAAA元素符號NaMgAlSiPSCl最外層電子數最高正價最低負價學生回答，教教師填寫1234567+1+2+3+4+5+6+7-4-3-2-1提問根據上表回答，主族元素的族序數與元素原子的最外層電子數及最高正化合價有什么關系？學生相等。教師據此，我們有以下結論：板書主族序數=最外層電子數=主族元素最高正價數教師其中，有個別元素比較特殊，如氧元素的化合價一般是-2價，而氟元素沒有正化合價。提問非金屬元素的最高正價和最低負價的絕對值之和有什么規(guī)律？學生等于8。教師這樣，我們可以得到以下關系，即：板書最高正價+最低負價=8教師金

25、屬元素只有正化合價而無負價。投影練習1.主族元素的最高正化合價一般等于其序數，非金屬元素的負化合價等于。答案：主族 8-主族序數或8-最高正價2.鹵族元素的原子最外層上的電子數是，其中，非金屬性最強的是。鹵素的最高價氧化物對應水化物的化學式是(以X表示鹵素)。答案：7 F HXO4注：教教師需補充說明，氟元素無最高價氧化物及其水合物，因為氟元素無正化合價3.填表答案：略教師從上面的學習，我們可以認識到：元素在周期表中的位置，反映了該元素的原子結構和一定的性質。因此，可以根據某元素在周期表中的位置，推測它的原子結構和某些性質；同樣也可以根據元素的原子結構，推測它在周期表中的位置及性質。我們可以用

26、下圖來表示它們之間的這種關系。板書 元素性質原子結構 周期表中的位置教師這樣，我們就可以利用元素的性質，它在周期表中的位置和它的原子結構三者之間的密切關系，來指導我們對化學的學習和研究。這也是元素周期律和元素周期表的意義所在。那么，元素周期律和周期表的意義是不是僅限于此呢？請大家閱讀課本P17有關周期律的內容，并進行總結。學生活動教師由我們所閱讀的內容，可得出元素周期律及元素周期表的其他應用，主要表現在以下幾個方面：投影板書1.是學習和研究化學的一種重要工具。2.為新元素的發(fā)現及預測它們的原子結構和性質提供了新的線索。3.啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內，尋找新的物質。教師請大家分別舉例說明。學生甲如我們學習堿金屬時，主要是以Na為代表物來學的，而銣、銫卻沒有見過，但我們可根據其在元素周期表中的位置及與Na的相對位置判斷出其還原性比鈉強，其形成的堿的堿性比強堿NaOH還要強。學生乙我們還可以預見，銣和銫與水的反應一定劇烈得很，所以，做實驗時首先要做好安全保護工作。學生丙人們?yōu)?13、115、117號元素留下了空位，并根據其相鄰元素的性質去發(fā)現和研究它們。學生丁根據農藥多數是含F、Cl、S、P等元素的化合物，而在一定區(qū)域內尋找新的農藥。學生戊在周期表里金屬與非金屬的接界處尋找半導體材料，如Ge、Si、Ga、Se等。學生己在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。教師