元素周期律教案設計

1、1 教學設計方案上課日期： 2009、10、23 課題元素周期律課時第一課時課型討論教學目標知識與技能：1、掌握元素周期律的內容和實質2、知道原子結構、元素性質的遞變規(guī)律3、能夠從原子結構的視角解釋元素性質的變化規(guī)律過程與方法：1、學習尋找數據規(guī)律的基本方法2、能夠從圖表中發(fā)現元素結構、性質的變化規(guī)律情感、態(tài)度與價值觀：1、體驗自主發(fā)現元素周期律的喜悅2、初步形成世界是有規(guī)律的且規(guī)律可知的認識3、體會“結構決定性質”的內涵重點發(fā)現元素周期律難點從原子結構視角解釋元素性質的變化規(guī)律教法與學法體驗與探究教具與學具多媒體教學教學過程教師活動設計學生活動設計新課引入：問題：回顧高中階段已經學習過哪些元

2、素的性質？學生回答：氯、溴、碘開發(fā)海水中的鹵素資源氮、硫氮和硫的功和過鋁、鐵走進金屬世界講述：迄今為止已發(fā)現112 種元素，而這112 中元素構成兩千多萬種的物質，試想如果元素之間沒有聯系，那將是多么繁雜的元素世界。事實上19 世紀初的人們就面臨著這樣的局面。所以，把元素進行分類、整理，尋找其間規(guī)律是化學研究的重要課題，也是我們今天要談的話題：元素周期律。問題：假設你面對紛繁的元素，你如何利用已學習的元素性質和原子結構知識給元素進行分類或排序？學生回答：分類：金屬、非金屬，最外層電子數、電子層數，化合價，化學性質排序：相對原子質量、原子序數師：要從紛繁的數據中尋找規(guī)律，分類和排序是常用的基本方

3、法之一。早在只有三十多種元素被發(fā)現的時候，人們就開始尋找元素之間的聯系。介對原子序數做講解：數值上等于核電荷數、質子數、核外電子數2 紹“三元素” 、 “六元素”、 “八音律”、門捷列夫元素周期表。發(fā)現之旅：按照原子序數的排序方法開始研究元素性質之間的規(guī)律。學生活動 1：結合圖9.1 和學案填寫原子半徑遞變規(guī)律。學生回答： 3-9 號、 11-17 號元素，隨著原子序數增加，原子半徑遞減。隨著原子序數增加，原子半徑呈現周期性變化。解釋新名詞：周期性能夠周而復始的重現( 但并不是簡單的重復) 某一變化規(guī)律的現象，我們稱之為周期性。學生活動 2：在學案上填寫11-17 號元素的主要化合價。學生回答

4、： 11-17 號元素，隨著原子序數遞增，元素主要化合價遞增。學生討論：如何確定元素的最高正價，最低負價呢？學生回答：最高正價等于最外層電子數| 最低負價 |+ 最高正價 =8學生活動：再填主要化合價尋找最終結論。結論：隨著原子序數遞增，元素主要化合價呈現周期性變化。教師總結：隨著原子序數遞增，原子半徑、元素主要化合價呈現周期性變化，還有許多性質也成周期性變化，如第一電離能、電負性等。元素周期律：元素的性質隨原子序數的遞增而呈周期性變化。教師引發(fā)新思考：元素性質呈周期性變化的本質是什么？解釋主要化合價、原子半徑由原子結構決定。學生活動 3：元素的原子序數遞增，核外電子排布呈現周期性變化。教師總

5、結：原子結構的周期性變化必然導致元素性質的周期性變化。學生活動： 1.給 1-18 號元素劃分周期2.以某一周期為研究對象，研究金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律。課堂小結由數據總結規(guī)律，由規(guī)律探究本質，將本質應用得到新知識。展示 18 號元素以后的周期性找到該化合價對應的物質總結金屬元素無負價元素的主要化合價由元素的最外層電子數決定。分析元素的非金屬性就是原子的得電子能力， 找一個非金屬性很強的元素做標準。3 作業(yè)：如何將元素排成一個表，具體體現元素性質的周期性變化規(guī)律？資料：在門捷列夫發(fā)現元素周期律以前，化學這門學科已經誕生了200 年以上。在這段時間里，這門學科雖然有了很大進展，但是，它只是積累

6、了很多零散的知識而已。這些知識之間的內在聯系如何，怎樣才能把它們系統(tǒng)起來，還是沒有解決的問題。因此，這時的化學學科，就像個管理不好的庫房一樣，雖然各種材料很多，但是東一攤、西一攤，放得個亂七八糟，毫無規(guī)律。當時學校里的化學老帥，包括大學里專門教化學的教授在內，在這一大堆亂七八糟、漫無秩序的材料面前，對于如何組織教學，誰也拿不出好主意來，只能各行其是。有的人先從氫講起，因為它最輕；有的先講氧，因為它分布最廣；有的先講鐵，因為它是最常見的金屬；化學家們實在不能繼續(xù)容忍這種混亂的狀態(tài)了！大家都在想，怎樣才能找到一個規(guī)律，把這些各種各樣的元素有系統(tǒng)的排列起來，把這些雜亂無章的化學現象和化學知識系統(tǒng)化起

7、來。1829 年，德國化學家段柏萊納在比較各種元素的原子量的時候，注意到有幾個化學性質很相似的元素組，每組包括三個元素。在每一組的三個元素中，按原子量的順序排列，中間那個元素的原子量大約是兩邊的元素原子量的平均值。例如：鋰、鈉、鉀三種元素的性質就很相似，它們都是金屬，能和水激烈地反應放出氫氣，并且生成很強的堿。排在中間的元素鈉，它的原子量（ 23）正好是鋰（ 7）和鉀（ 39）原子量之和的二分之一。氯、溴、碘三個元素都是非金屬，都能和金屬起反應，它們的原子量也有上邊說的那種情況。這樣三個元素一組、三個元素一組，共找到五組。段柏萊納把它叫做三元素組。三元素組的分類方法，雖然比過去進了一步，但它只

8、包括了15 個元素，還有幾十種元素沒有歸納進去。另外，這一組一組的元素相互間有什么關系，段柏萊納也說不出來。在這以后，還有許多人嘗試過用各種方法分類和歸納元素，試圖從中找出規(guī)律性的東西。其中比較引人注意的一種方法，就是英國人紐蘭茲提出的八音律。在音樂中， 當我們把音符1（do） 、2（le） 、3（mi ） 、4（fa） 、5（so） 、6（la ） 、7（ti） 、 i（do） 、2（le） 、3（mi ）排起來的時候，你從任意一個音數起，數到第八個音時，一定和第一個音的的唱法一樣，這兩個音之間的距離就是八度。紐蘭茲把當時已知的元素按原子量一個比一個增加的順序列成行的時候，他發(fā)現，從任何一個

9、元素開始，數到第八時，就會出現一個和第一個元素性質相似的元素，好像音樂中的八度音一樣。紐蘭茲把這種現象叫做八音律。紐蘭茲根據八音律把當時已經知道的元素編了號，排成了一張表。從這張表里元素排列的順序來看，在第一行氫、鋰、鈹、硼、氮、氧這七種元素之后的氟、鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫分別和前七種元素相似。第二行的氯、鉀、鈣也分別和氟、鈉、鎂性質相似。再往后就不能令人滿意了，比如22 號位置上的鈷和鎳，同前面的氟、氯的性質便沒有什么相似的地方。1866 年，紐蘭茲在英國化學會的年會上報告了它的這種分類方法。遺憾的是，他不但沒有受到應有的鼓勵，反而因為回答不出聽眾提出的許多問題而受到了奚落。傷心的紐蘭茲失去

10、了勇氣和信心，放棄了他的理論研究工作而改行去干別的事了。這樣，化學家們嘗試把元素系統(tǒng)化的努力又一次失敗了。俄國化學家門捷列夫終于從雜亂無章的元素迷宮中理出了一個頭緒。門捷列夫為了研究元素的分類和規(guī)律，把當時已知的幾十種元素的主要性質和原子4 量寫在一張張的小卡片上，進行排列，比較它們的性質，探索它們之間的聯系。 1869 年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了當時已經知道的63 種元素。門捷列夫的元素周期律的原理基本上同德尚庫圖瓦以及紐蘭茲的相同，不過門捷列夫的周期律更加的科學和完整，同時也比他們具有更大的勇氣和信心來宣揚他的觀點。門捷列夫的 “ 周期表 ” 比紐蘭茲的元素表更為復雜，也

11、更接近我們今天認為是正確的東西。當某一元素的性質使它不能按原子量來排列時，門捷列夫就大膽地把它的排列位置掉換一下，他這樣做的根據是：元素的性質比元素的原子量更為重要。后來證明，他這樣做是正確的。例如，碲的原子量是127.61 ，如果按原子量排，它應該排在碘的后面，因為碘的原子量是126.91 。但是在在這個分欄的周期表中，門捷列夫把碲提到碘的前面，以便使它位于性質和它極為相似的硒的下面，并使碘位于性質和碘極為相似的溴的下面。當找不出任何別的辦法使排列不致違背即定原則時，門捷列夫就在周期表中留出空位，并以一種似乎是非常大膽的口氣宣布說：屬于這些空位的的元素將來一定會被發(fā)現。不僅如此，他還用表中待填補進去的元素的上、下兩個元素的特性作為參考，指出表中三個待填補的元素的大致性狀。門捷列夫在這件事上是很幸運的：他所預言的這三種元素全都在他還活著的時候被發(fā)現了。 1875 年，法國化學家布瓦博德郎在研究閃鋅礦時發(fā)現了新元素鎵，它與門捷列夫預言的亞鋁性質一樣。于是鎵就成為化學史上第一個先有理論預言，后被發(fā)現認證的元素。1879 年，瑞典化學家尼爾森發(fā)現了亞硼 鈧；1886 年德國化學家溫克勒爾發(fā)現亞硅 鍺。門捷列夫預言未知元素15 種，后都被實踐所證實。在元素周