上科版元素周期律教案

1、探索周期律構(gòu)建周期表教案學(xué)校華東師大一附中班級高二（1）班 人數(shù)36人學(xué)科 化學(xué)教師徐凱里課時1時間40分鐘日期09/12/10課題探索周期律-構(gòu)建周期表教 學(xué) 目 標知識 與 技能1 . 了解元素原子的核外電子排布、原子半徑、主要化合價以及元素的金屬性和 非金屬性的周期性變化。2 .認識元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果，從 而理解元素周期律的實質(zhì)。過程 與 方法對大量的事實和數(shù)據(jù)合理取舍，分析總結(jié)，從而得出規(guī)律，并能以恰當?shù)?形式構(gòu)建圖表以反映規(guī)律；培養(yǎng)抽象歸納以及演繹推理能力。情感 態(tài)度 價值 觀樹立“客觀事物本來是相互聯(lián)系的和具有內(nèi)部規(guī)律的”辯證唯物主義觀點。

2、對科學(xué)與美學(xué)的聯(lián)系有更多的感受，培養(yǎng)學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣以及探求知識、 不斷進取的優(yōu)良品質(zhì)。教學(xué)重點元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程與表達方法教學(xué)難點元素周期律的內(nèi)涵教學(xué)用具多媒體投影儀教學(xué)過程一教學(xué)引入歌曲兀素之歌引導(dǎo)人類富有探索精神，從占至今，人類一直在探索世界的本源。直到近代， 我們才知道，這個精彩世界其實是由各種化學(xué)元素構(gòu)成的。迄今為止，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 100多種化學(xué)元素，由這些元素組成的物質(zhì)更是多達幾千萬共至上億， 這些兀素所表現(xiàn)出來的物埋、化學(xué)性質(zhì)也千差萬別，令人眼花繞亂?？墒俏覀?是否想過，在著紛亂蕪雜的元素世界背后，是否隱藏著普遍的規(guī)律？過渡這也是本節(jié)課我們共同探討的課題。二教學(xué)展開1、確立

3、元素排序依據(jù)引導(dǎo)在探索規(guī)律之前，先要對元素分分類、排排隊，讓它們更加有序，便于 我們研究。排序的方式有很多，對于元素的排序，我們可以有多種標準。有的 主張按原子大小，有的主張按相對質(zhì)量大小，有的認為按單質(zhì)的活潑性，有的 認為按元素在自然界中的含量的大小，更有的認為按音序排列是最好的。你們 覺得誰肩道理？其實都有道理，在不同的標準下，元素可以有不同的排序方式，可是對于 化學(xué)來說，最恰當?shù)呐判蚍绞竭€是要從元素本身出發(fā)：投影元素的定義：具有 的同一類原子的總稱。（相同核電荷數(shù)）核電荷數(shù)是區(qū)別元素的最本質(zhì)的特征，因此按核電荷數(shù)進行排列是相對較 為恰當?shù)囊环N標準。因此核電荷數(shù)又被稱為原子序數(shù)。板書排序：

4、原子序數(shù)我們按照核電荷數(shù)將元素排列完成后，在中學(xué)階段不可能對一百多種元素的性 質(zhì)全部來研究，應(yīng)如何研究？華東師大一附中徐凱里7（選一部分元素作代表）我們可以選擇最常見的1-18號元素來作為代表。2、選擇恰當?shù)谋容^參數(shù)元素的性質(zhì)有很多，對于前18種元素的性質(zhì)，我們將從下面幾個方面進行 探究。投影、板書1、原子結(jié)構(gòu)2、物理性質(zhì)3、化學(xué)性質(zhì)提問不同的元素的性質(zhì)差別很大，參數(shù)也是大相徑庭，這里有三種元素的各得失電子能力等。1-18號元素最外層電子變除1、2號元素外，最外種參數(shù)，我們應(yīng)該選擇哪些參數(shù)作為我們探究的對象? （最外層電子數(shù)、原子半徑、熔沸點、密度、化合價、 注提醒學(xué)生應(yīng)選擇共有的性質(zhì)作為比較

5、參數(shù)。3、探究元素周期律我們先來進行結(jié)構(gòu)方面的比較。投影核電荷數(shù)為1-18元素的原子核外電子排布表;化柱狀圖提問經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn)，隨著元素核電荷數(shù)的遞增,電子層數(shù)上的電子數(shù)重復(fù)出現(xiàn)從1遞增8的變化，這種變化在數(shù)學(xué)上叫做什么？ （周期性）教學(xué)過程所以我們今天要探究的，就是這個周期性變化的規(guī)律。除了最外層電子排布外，元素原子半徑 也是原子結(jié)構(gòu)一個很重要的參數(shù)，它呈 現(xiàn)出怎樣的規(guī)律？投影1-18號元素原子半徑變化柱狀圖請同學(xué)們說一下探究的結(jié)論。（原子半徑重復(fù)出現(xiàn)由大變?。┨釂栁覀兺ㄟ^剛才的探究，發(fā)現(xiàn)了元素原子的最外層電子數(shù)和原子半徑都有 著周期性的變化，這是偶然的巧合還是必然的結(jié)果？如何判斷兩者是否

6、有關(guān) 聯(lián)？（放在一起參照比較）投影我們將最外層電子數(shù)和原子半徑變化圖疊加在一起，更有助于我們尋求這兩種周期性變化之間的關(guān)聯(lián)。提問請一名同學(xué)試著說一下結(jié)論（最外層電子數(shù)增加，原子半徑減小，稀有氣體除外）有規(guī)律就有例外，稀有氣體在這里似乎有些格格不入。但是我們仔細觀察， 這些“例外”的出現(xiàn)是否也有規(guī)律？（稀有氣體在最外層電子達到最多時出現(xiàn)）這就給我們啟示，在我們分析處理數(shù)據(jù)的時候，如果出現(xiàn)例外，請多想一想，或許這例外本身也是規(guī)則的一部分。只要例外例外得有規(guī)律，這個例外就 不是例外了。這種規(guī)律的例外背后必定隱藏著更深的規(guī)律，有待我們進 挖掘。板書規(guī)律與例外因此通過以上數(shù)據(jù)的處理，我們可以肯定地得出結(jié)

7、論：歸納投影隨核電荷數(shù)的遞增，元素原子最外層電子排布呈周期性變化；隨著 原子序數(shù)的遞增，元素原子的半徑呈現(xiàn)周期性變化總結(jié)隨著原子序數(shù)遞增，原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)周期性變化板書原子結(jié)構(gòu)：周期性隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出周期性的變化。那么，元素的物理性質(zhì)是否也有呈現(xiàn)出 相應(yīng)的周期性變化呢？投影1-18號元素單質(zhì)密度和熔沸點柱狀圖展示（不太確定）講述對于密度和熔沸點的變化，可能同學(xué)們的意見就不像剛才那么統(tǒng)一了。 單張圖表的信息可能不明顯，有沒有能夠找到更能直觀的方法幫助我們判斷 呢？我們可以回想一下，之前對于原子結(jié)構(gòu)的不同參數(shù)，它們的周期性是相關(guān) 聯(lián)的，從而也證明了結(jié)構(gòu)存在著周期性變化。那么我們也

8、可以類似地將密度與 熔沸點疊加在一起，觀察是否也存在著類似的關(guān)聯(lián)性。投影1-18號元素單質(zhì)密度和熔沸點疊加柱狀圖（有同學(xué)提出密度越大，熔沸點越高的觀點。）提問有沒有例外出現(xiàn)？（5、13、14、15、16號等元素的物理性質(zhì)變化不符合，且分布無規(guī)律。） 連例外都是例外得很例外，看來的確是沒有明顯的規(guī)律了，科學(xué)研究是需要求 真求實、實事求是，不能無中生有。歸納元素單質(zhì)的物理性質(zhì)無明顯的統(tǒng)一規(guī)律教學(xué)過程板書物理性質(zhì)：我們通過對數(shù)據(jù)的歸納，發(fā)現(xiàn)元素原子結(jié)構(gòu)存在周期性變化規(guī)律，也確認 了物理性質(zhì)不適用于周期性變化規(guī)律。那么元素的化學(xué)性質(zhì)會存在周期性變化 的規(guī)律么？投影1-18號元素（除了稀有氣體元素）隨著

9、元素原子核電荷數(shù)的遞增，元素 化合價的變化規(guī)律。（重復(fù)出現(xiàn)：最高正化合價從+1逐漸遞增到+7;最低負價從-4遞增到-1;在+4 化合價時出現(xiàn)-4價；稀有氣體均為0價）對于得失電子能力，理論上需要兩套數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在只提供一個數(shù)據(jù)，叫做原子對電子的吸引能力，能否據(jù)此來進行判斷？（吸引能力越大，得電子能力越大；吸引能力越小，失電子能力越大）投影1-18號元素元素原子吸引電子能力柱狀圖（重復(fù)出現(xiàn)：得電子能力升高，失電子能力降低）金屬性即元素原子失電子的能力，金屬性越強，越易失電子。非金屬性即 元素原子得電子的能力，非金屬性越強，越容易得電子。歸納投影隨著原子序數(shù)的遞增，元素化合價呈現(xiàn)周期性變化；隨著核電荷

10、數(shù) 的遞增，金屬性和非金屬性呈現(xiàn)出周期性變化?？偨Y(jié)隨著原子序數(shù)遞增，元素的性質(zhì)呈現(xiàn)周期性變化板書化學(xué)性質(zhì)：周期性剛才我們以1-18號元素為代表，探究了元素的某些性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增，呈現(xiàn)出一種周期性變化的規(guī)律，那么這種規(guī)律能否推廣到全體元素呢？投影1-54號元素原子半徑、原子吸引電子能力柱狀圖（基本趨勢符合，有一些起伏的地方，同時后面的周期被拉長了）注提醒學(xué)生觀察例外出現(xiàn)的位置從數(shù)據(jù)可以看出，周期性的變化規(guī)律依然存在，可以證明我們所發(fā)現(xiàn)的是 一條科學(xué)的規(guī)律。我們把它叫做元素周期律。這個周期性變化包括最外層電子數(shù)、原子半徑、主要化合價、金屬性、非 金屬性等。其中存在一個最本質(zhì)的變化因素，決定了其他

11、性質(zhì)的變化，會是哪 一個呢？（最外層電子數(shù)）我們說結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，原子結(jié)構(gòu)上最外層電子數(shù)的變化才是元素周期律的 本質(zhì)所在總結(jié)最外層電子數(shù)周期性變化決定了元素性質(zhì)的周期性變化板書結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 4、一維周期線的美學(xué)展示我們將元素按核電荷數(shù)排列后，發(fā)現(xiàn)了周期律，這個規(guī)律不但好記，而且 也很好看。我們把元素按序數(shù)排列后，看到的可能只是一個個枯燥的符號，但 如果我們將金屬性強的染成紅色，其次染成橙色，一直到非金屬性強的染成紫 色，那么我們可以看到，規(guī)律的色彩變化出現(xiàn)了。我們再將視線拉遠，一直覆 蓋到整個元素序列，那么一條美麗如同彩虹般的彩帶便出現(xiàn)在了我們面前，在 這條彩帶上，七色繽紛，周而復(fù)始，充滿了雅致

12、、和諧與統(tǒng)一，或許這就是科 學(xué)美的所在。金屬逐漸變?yōu)榉墙饘?，又重新回到金屬，就像是一年四季一般?交替往復(fù)，生生不息，可以用溫家寶總理的兩句詩來形容：“莫道今年春將盡,教學(xué)過程明年春色倍還人”。5、構(gòu)建元素周期表一維的元素周期線固然美，但使用起來卻十分不方便，若要將100多種元素都依次排列，那只有印在卷筒紙上了。一維直線的容納力有限，要向擴大信 息量，就要向二維平面進行拓展，構(gòu)建出一張元素周期表格。這里就涉及到換 行，該在哪里換行呢？投影1-18號元素最外層電子數(shù)變化最外層電子變化是周期性變化的本質(zhì)，如果要進行換行的話，在哪里最為合適呢？（2、3之間；10、11之間；18、19之間）從原子吸引

13、電子能力變化來看，在這里換行也是符合周期性變化的?？蛇@些換行的地方是否也存在著科學(xué)的解釋呢？分在同一行的元素，它們在結(jié)構(gòu)上 有沒有相同的地方呢？（電子層數(shù)相同）我們將元素按這種方法進行排列，并進行染色，就得到了元素周期表。到 了第四行，由于周期變長，因此我們讓周期收尾處對齊，一直排到第六行為止， 就形成了一張二維的元素周期表。6、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律在將二維的元素周期表構(gòu)建完成后，我們可以得到哪些額外的信息?（性質(zhì)相似的元素出現(xiàn)在同一列）哪些列的元素是你所熟悉的，總稱叫做什么？（堿金屬、鹵素、稀有氣體）表上有沒有放錯位置的元素？（氮應(yīng)該放到最后去）提問每一列的元素性質(zhì)相似，是否存在結(jié)構(gòu)上的原因？能不能簡

14、單說每一列 元素的性質(zhì)是相同的？為什么？（每一列元素的最外層電子數(shù)相同，但電子層數(shù)不同，因此不能說性質(zhì)相同） 元素的周期性變化并非是簡單的重復(fù)，而是在發(fā)生著漸進的變化。中國有 句古詩說得好：“年年歲歲花相似，歲歲年年人不同?！边@就是所謂的同中有異、 異中有同。剛才溫總理的兩句詩其實也體現(xiàn)了這個道理。板書漸進式周期變化 7、總結(jié)科學(xué)的周期表的三要素元素周期表中出現(xiàn)了新的規(guī)律，說明這樣的二維排列方式并不是簡單的多 個一維的組合，而是有著更為深刻的內(nèi)涵。這也給我們啟示，元素周期表本身就應(yīng)該是一個有機的整體，一張科學(xué)的 元素周期表應(yīng)該在每一行上有漸變的特性，在列上有相似的特性，整體上又能 體現(xiàn)周期性。

15、這樣的話，整張表體現(xiàn)出來的就是一種美，一種真理的美?？茖W(xué)的本質(zhì)就是美的，愛因斯坦贊揚一個理論時，不是說“這個理論很好”， 而是說“這個理論很美”，他反對一個理論時就會說“這個理論很丑”。投影美是真理的光輝。教學(xué)過程板書科學(xué)與美三應(yīng)用與拓展周期表這種和諧的美也能幫助我們?nèi)ヮA(yù)測未知元素的性質(zhì)。比如在周期表 中，曾經(jīng)一直有一個空位，就是第 43號元素，自然界中似乎失去了它的蹤影， 直到1937年才被人工合成出來。但在它制造出來之前，人類利用周期律和周期 表可以對它的性質(zhì)進行預(yù)測，今天讓我們也當一回預(yù)言家，預(yù)測一下得原子的 半徑會是多少呢？（135 或 136）注不斷提醒學(xué)生觀察數(shù)據(jù)變化規(guī)律，縮小取值

16、范圍。最后說明選擇136,還含有很深的數(shù)字變化規(guī)律。這就是元素周期律的威力。當年元素周期律的發(fā)現(xiàn)者門捷列夫就曾一口氣 就預(yù)言了十一個元素，他的預(yù)言在后來的一百多年時間中逐一得到了驗證，全 世界為之驚嘆，人類在發(fā)現(xiàn)元素的道路上不再無序和盲目，化學(xué)也從此進入了 一個嶄新的階段。曾有人稱贊它：“橫七豎八似九宮，元素百種各不同。浩瀚宇 宙萬千物，莫不源自此表中?！卑鍟碚撆c實踐到目前為止，關(guān)于周期表的形式不下一百種，這是兩種另類的元素周期表， 雖然形式不同，但都能給我們一種賞心悅目的感覺，這都是源自于周期律那種 和諧的美。美的理論自有美的表達。板書內(nèi)容與形式剛才我們聽過的那首歌曲是哈佛大學(xué)學(xué)生寫的，最

17、后唱到：這些只是哈佛教學(xué)過程所知道的，還有許多未曾發(fā)現(xiàn)。科學(xué)就是在對未知世界的不斷的探索中前行， 這張表上每一個元素的發(fā)現(xiàn)都代表了科學(xué)史上的一個進步。我們能夠看到以居 里夫人的祖國波蘭命名的針，以法蘭西命名的鉆，鎮(zhèn)是愛因斯坦的銀，們是門 捷列夫的們我們也很期待將來在這張表上能夠出現(xiàn)我們中國人的名字。板書已知與未知關(guān)于這張元素周期表中更多的秘密，就留待我們下T課繼續(xù)去探尋吧。排序：原子序數(shù)原子結(jié)構(gòu)：周期性板書設(shè)計理性質(zhì)：一一卜構(gòu)決定性質(zhì)一漸進式周期變化化學(xué)性質(zhì)：周期性啟示：規(guī)律與例外；內(nèi)容與形式；科學(xué)與美；理論與實踐；已知與未知教學(xué)后記說實話，陶華老師把這堂課的要求，即“全面貫徹兩綱教育”交代與

18、我時， 我其實是有點心虛的。我也曾想過選擇一個更容易切合兩綱，可操作性強的課 題。經(jīng)過一番思考后，我最終還是決定放棄了 “我去找課”，而是讓“課來找我”， 也就是按照進度，到哪兒就上哪兒。我想嘗試，或者說想證明一點，我們化學(xué) 每一堂課，除了達成知識目標之外，其實都還具有別的價值，對學(xué)生來說，還 有更為深刻的意義。元素周期律放在周期表之前，在平時家常課中，似乎周期表才是我們的教 學(xué)重點，包括各種遞變規(guī)律，元素位構(gòu)性的關(guān)系等等，老師們都是濃墨重彩地 上，學(xué)生們是緊繃神經(jīng)地聽。其實元素周期律才是基礎(chǔ)，周期表只不過是形式 和載體，它所承載的信息才是關(guān)鍵。因此，我選擇這了 “周期律”這一內(nèi)容， 而不是周

19、期表，更不是金屬性非金屬性遞變的實驗探究，雖然探究實驗可能會 顯得更加熱鬧和有趣。周期律在課本上只有幾行字，可這幾行字的提出，卻是人類科學(xué)史上最重 要的事件之一。從1829年的三元素組到1869年的元素周期律與第一張科學(xué)的 元素周期表，一共花了 40年的時間，如果從1789年拉瓦錫建立科學(xué)元素概念 開始算起的話，就是80年。今k堂課40分鐘教授的化學(xué)知識，可能花費了 人類數(shù)十年共至上百年的探索，因此讓學(xué)生體驗這種探索過程，本身也是件極 富有意義的事。我所設(shè)計的第一階目標是學(xué)生能通過分析數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律， 這是一種能力的培養(yǎng)。進階目標則是全面看待問題，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，體會規(guī) 律匕/、規(guī)

20、律、形式與內(nèi)容、理論與實際之間的關(guān)系。第三層次的目標是想讓學(xué) 生在周期律中感受和諧之美。詫多學(xué)生覺得埋論枯燥乏味，毫無生趣。其實化 學(xué)理論天然就有著科學(xué)之美，我們所缺之的是發(fā)現(xiàn)美的眼睛和感悟美的心境。 符合規(guī)律的和諧是一種美，有規(guī)律的例外也是一種美，而周期律也正好詮釋了 這些美。對美的體驗是超越學(xué)科本身的，甚至是一個人世界觀人生觀形成中不 可缺失的一部分。要達成這三個層次的目標，就要合理地對教材進行整合重構(gòu)，設(shè)計好啟效 教學(xué)過程。在這里我簡單介紹一下一些能夠肩效推進學(xué)生思維的幾個方面：在這里，推進的過程要從學(xué)生生成出發(fā)，讓學(xué)生在眾多材料中碰撞，尋找 出路。讓學(xué)生繼續(xù)產(chǎn)生問題、并有繼續(xù)朝下走的興

21、趣。首先是對元素排序標準的確定，所有的排序原則上只要是自洽無矛盾的， 都是可行的，但對于科學(xué)研究來說，合理標準的選擇十分重要，學(xué)生通過對元 素的定義的回憶，體會了在面對多元化事物時該如何進行相對正確的選擇。第二是對規(guī)律中出現(xiàn)例外的思辨，元素物理性質(zhì)、稀有氣體的原子半徑， 過渡元素的性質(zhì)變化，無一不是學(xué)生在探索規(guī)律過程中遇到的困難。是承認規(guī) 律失效還是回避忽略？雖然我們可以只取主族元素進行探究，從而回避一些問 題，但我想這并不是最好的態(tài)度，而是應(yīng)該讓學(xué)生知道，當歸納出來的“規(guī)律” 中出現(xiàn)例外時，該如何去判斷到底是不存在規(guī)律，還是隱藏了更深的“規(guī)律” 雖然這樣的思路是比較淺顯和初級的，但對學(xué)生來說

22、，卻是一個新的思維方式 的培養(yǎng)，化學(xué)本身其實就是在規(guī)律和例外的沖撞下不斷前行的。第三是將規(guī)律呈現(xiàn)的方式，一用染色的方法，對學(xué)生視覺感官進行刺激， 幫助他對周期性能夠有更直觀的理解；二是從一維的元素周期線到二維的元素 周期表，容納信息量以指數(shù)遞增，而且不斷地有新規(guī)律涌現(xiàn)出來，這也符合系 統(tǒng)論中“由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機整體”的 定義，元素周期表是可以說就是一個鮮活的體系。在情感態(tài)度價值觀的設(shè)計上，我也思考了很久?；瘜W(xué)能夠給學(xué)生哪些情感 體驗？在我看來，兩綱教育，包括情感態(tài)度價值觀的教育目標的實現(xiàn)，途徑大 約有兩種，即顯性的和隱性的。顯性的手段，它直觀，短時間內(nèi)有效，但學(xué)生內(nèi)心是否真的認同？真的被 打動？在當今社會這樣的多元化價值取向的影響下，顯性的兩綱教育其實是脆 弱的。所