化學(xué)選修ⅲ人教新課標(biāo)12原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)一、教學(xué)設(shè)計(jì) 本節(jié)內(nèi)容分為兩部分：第一部分在復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)及元素周期表相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，從原子核外電子排布的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合元素周期表進(jìn)一步探究元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。第二部分在復(fù)習(xí)元素的核外電子排布、元素的主要化合價(jià)、元素的金屬性與非金屬性周期性變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從原子半徑、電離能以及電負(fù)性等方面探究元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意幫助學(xué)生根據(jù)元素原子核外電子排布特點(diǎn)，以及從原子半徑、電離能及電負(fù)性等方面加深對(duì)元素周期律、元素周期表及元素“位構(gòu)性”三者關(guān)系的理解。 教學(xué)重點(diǎn)：1. 元素的原子結(jié)構(gòu)與元素周期表結(jié)構(gòu)的關(guān)系；2.

2、 電離能、電負(fù)性與元素性質(zhì)的關(guān)系；3. 原子半徑、第一電離能、電負(fù)性的周期性變化。 教學(xué)難點(diǎn)：1. 元素周期表的分區(qū)；2. 電離能、電負(fù)性。 具體教學(xué)建議： 1. 可以以問(wèn)題思考的形式復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從元素原子核外電子排布特征的角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)、理解原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系。 2. 對(duì)于電離能和電負(fù)性概念的教學(xué)，應(yīng)突出電離能、電負(fù)性與元素性質(zhì)間的關(guān)系。在了解電離能概念和概念要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解元素電離能與元素性質(zhì)間的關(guān)系。通過(guò)教科書中圖1-21列舉的Li Ne、Na Ar第一電離能數(shù)值，討論

3、元素的第一電離能與元素金屬性、非金屬性的關(guān)系。通過(guò)“學(xué)與問(wèn)”表格中所列的Na、Mg、Al的逐級(jí)電離能的數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生尋找其中的規(guī)律并分析：Na、Mg、Al的電離能為什么會(huì)逐漸增大？Na、Mg、Al的逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)為什么會(huì)出現(xiàn)突變？這與它們的化合價(jià)有何關(guān)系？等等。從而加深學(xué)生對(duì)電離能與元素性質(zhì)關(guān)系的理解。     電負(fù)性概念的教學(xué)，可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教科書中圖123所列元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)與元素性質(zhì)間規(guī)律的探究，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：金屬元素的電負(fù)性較小，非金屬元素的電負(fù)性較大；元素的電負(fù)性越小，元素的金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性的大小可以作

4、為判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的尺度。 3. 可利用數(shù)據(jù)、圖表進(jìn)行教學(xué)，如利用教科書中圖120引導(dǎo)學(xué)生推出原子半徑的變化規(guī)律：同一周期元素從左到右，原子半徑逐漸減?。煌恢髯逶貜纳系较?，原子半徑逐漸增大。利用教科書中圖121探索元素的第一電離能的變化規(guī)律。利用教科書中圖123探究電負(fù)性周期性變化的規(guī)律：同一周期的元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大；同一主族的元素的電負(fù)性從上到下逐漸減小。 教學(xué)方案參考 【方案】問(wèn)題探究學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系     回憶復(fù)習(xí)：（1）元素原子核外電子排布的周期性變化有什么特點(diǎn)？（2）元素周

5、期表的結(jié)構(gòu)如何？（3）元素的原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置有什么關(guān)系？ 提出問(wèn)題：元素原子的核外電子排布與元素周期表的關(guān)系是怎樣的？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系。 討論與思考：結(jié)合上述問(wèn)題開(kāi)展課堂討論，復(fù)習(xí)相關(guān)的原子結(jié)構(gòu)與元素周期表知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從元素原子核外電子排布特征的角度進(jìn)一步思考原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系。 問(wèn)題探究與討論：結(jié)合教科書中的“科學(xué)探究”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題探究，并在探究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論下列問(wèn)題：（1）為什么元素周期系中的周期不是單調(diào)的？試用構(gòu)造原理加以解釋；（2）將元素周期表分成s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)和ds區(qū)的依據(jù)是

6、什么？（3）元素周期表中的區(qū)與族存在著什么樣的關(guān)系？ 總結(jié)評(píng)價(jià)：在學(xué)生討論交流的基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納出元素的外圍電子排布的特征與元素周期表結(jié)構(gòu)的關(guān)系；元素原子的核外電子排布與元素在周期表中的位置、元素性質(zhì)三者間的關(guān)系。 【方案】問(wèn)題解決學(xué)習(xí)原子半徑、電離能和電負(fù)性周期性變化的規(guī)律 回憶復(fù)習(xí)：隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增，核外電子排布、化合價(jià)、金屬性和非金屬性等發(fā)生周期性的變化。 提出問(wèn)題：元素的原子半徑、電離能、電負(fù)性等隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增是否也呈現(xiàn)周期性變化？ 問(wèn)題解決：（1）指導(dǎo)學(xué)生分析教科書中的圖120，找出主族元素原子半徑在同一周期

7、、同一主族中的變化規(guī)律，并分析發(fā)生這種變化的原因； （2）指導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書相關(guān)內(nèi)容，了解電離能的概念，理解“氣態(tài)”“基態(tài)”“電中性”“失去一個(gè)電子”等要點(diǎn)。通過(guò)教科書中圖1-21列舉的Li Ne、Na Ar第一電離能數(shù)值，找出元素的第一電離能與元素金屬性、非金屬性的關(guān)系，以及元素第一電離能發(fā)生周期性變化的規(guī)律；（3）根據(jù)教科書中的圖1-23，找出元素電負(fù)性發(fā)生周期性變化的規(guī)律，以及元素的電負(fù)性與元素性質(zhì)間的關(guān)系。 討    論與交流：通過(guò)上述解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)后，組織學(xué)生參與課堂討論與交流互補(bǔ)，得出規(guī)律或結(jié)論。 總結(jié)評(píng)價(jià)：在分析討論的基礎(chǔ)上，

8、引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)原子半徑、第一電離能、電負(fù)性發(fā)生周期性變化的規(guī)律；總結(jié)利用數(shù)據(jù)和圖表探索規(guī)律的思想方法。 二、活動(dòng)建議 【科學(xué)探究1】 1. 元素周期表共有7個(gè)周期，每個(gè)周期包括的元素?cái)?shù)目分別為：第一周期2種；第二周期8種；第三周期8種；第四周期18種；第五周期18種；第六周期32種；第七周期為不完全周期。每個(gè)周期開(kāi)頭第一個(gè)元素的最外層電子的排布通式為ns1，結(jié)尾元素的最外層電子的排布通式為ns2np6。因?yàn)榈谝恢芷谠刂挥幸粋€(gè)1s能級(jí)，其結(jié)尾元素的電子排布式為1s2，跟其他周期的結(jié)尾元素的電子排布式不同。  2. 元素周期表共有18個(gè)縱列；每個(gè)縱列的價(jià)電子

9、層的電子總數(shù)相等。 3. s區(qū)有2個(gè)縱列，d區(qū)有8個(gè)縱列，p區(qū)有6個(gè)縱列；從元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)可以看出，s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)容易失去最外層電子及倒數(shù)第二層的d電子，呈現(xiàn)金屬性，所以s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬。 4. 元素周期表可分為主族、副族和0族；從教科書中圖1-16可知，副族元素（包括d區(qū)和ds區(qū)的元素）介于s區(qū)元素（主要是金屬元素）和p區(qū)（主要是非金屬元素）之間，處于由金屬元素向非金屬元素過(guò)渡的區(qū)域，因此，把副族元素又稱為過(guò)渡元素。  5. 這是由元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)和元素周期表中元素性質(zhì)遞變規(guī)律決定的，在元素周期表中，同周期元素從左

10、到右非金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱，同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)，結(jié)果使元素周期表右上角三角區(qū)域內(nèi)的元素主要呈現(xiàn)出非金屬性。 6. 由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界線，處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性，因此，這些元素常被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬。 【科學(xué)探究2】 1. （略） 2. 鋰和鎂在過(guò)量的氧氣中燃燒，不形成過(guò)氧化物，只生成正常氧化物；鈹和鋁的氫氧化物都是兩性氫氧化物；硼和硅的含氧酸酸性的強(qiáng)度很接近，都是弱酸。教科書上幾對(duì)處于對(duì)角的元素在性質(zhì)上相似，可以粗略認(rèn)為它們的電負(fù)性相近

11、的緣故。 三、問(wèn)題交流 【學(xué)與問(wèn)1】同周期的主族元素從左到右，元素最高化合價(jià)和最低化合價(jià)逐漸升高；金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。 【學(xué)與問(wèn)2】同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小。其主要原因是由于核電荷數(shù)的增加使核對(duì)電子的引力增加而帶來(lái)原子半徑減小的趨勢(shì)大于增加電子后電子間斥力增大帶來(lái)原子半徑增大的趨勢(shì)。 同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。其主要原因是由于電子能層增加，電子間的斥力使原子的半徑增大。 【學(xué)與問(wèn)3】 1. 第一電離能越小，越易失電子，金屬的活潑性就越強(qiáng)。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強(qiáng)。&#

12、160;2. 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能（用I1表示），從一價(jià)氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個(gè)電子所需消耗的能量叫做第二電離能（用I2表示），依次類推，可得到I3、I4同一種元素的逐級(jí)電離能的大小關(guān)系：I1<I2<I3<即一個(gè)原子的逐級(jí)電離能是逐漸增大的。這是因?yàn)殡S著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來(lái)越大，消耗的能量也越來(lái)越多。 Na的I1比I2小很多，電離能差值很大，說(shuō)明失去第一個(gè)電子比失去第二電子容易得多，所以Na容易失去一個(gè)電子形成1價(jià)離子；Mg的I1和I2相差不

13、多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去兩個(gè)電子形成2價(jià)離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三個(gè)電子形成3價(jià)離子。 四、習(xí)題參考答案 1. 能層數(shù)最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)能層數(shù)2. 堿金屬稀有氣體3. 4. （1）三   A   1s22s22p63s23p5   Cl   HClO4  （2）四A    1s22s22p63s23p64s2    Ca &#

14、160;  Ca(OH)2 5. 主族元素的核外電子排布最后填入的能級(jí)是s或p，而副族元素的核外電子排布最后填入的能級(jí)為d或f；主族元素的價(jià)電子層為最外層的s、p能級(jí)，都不包含d能級(jí)，而副族元素的價(jià)電子層除最外層的s、p能級(jí)外，還包含次外層的d能級(jí)及倒數(shù)第三層的f能級(jí)。 6. 氫原子核外只有一個(gè)電子（1s1），既可以失去這一個(gè)電子變成+1價(jià)，又可以獲得一個(gè)電子變成-1價(jià)，與稀有氣體He的核外電子排布相同。根據(jù)H的電子排布和化合價(jià)不難理解H在周期表中的位置既可以放在A,又可以放在A。 7. 元素的金屬性與非金屬性隨核電荷數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化，在同一周期中，

15、從左到右元素的金屬性遞減非金屬性遞增。例如，第三周期元素：根據(jù)Na、Mg、Al與水的反應(yīng)越來(lái)越困難，以及NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3堿性遞減，說(shuō)明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱；根據(jù)Si、P、S、Cl形成氫化物越來(lái)越容易，且生成的氫化物穩(wěn)定性依次增強(qiáng)，以及H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4酸性遞增，說(shuō)明Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)。 8. 金屬元素越容易失電子，對(duì)鍵合電子的吸引能力越小，電負(fù)性越小，其金屬性越強(qiáng)；非金屬元素越容易得電子，對(duì)鍵合電子的吸引能力越大，電負(fù)性越大，其非金屬性越強(qiáng)；故可以用電負(fù)性來(lái)度量金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱。 9. 元素原子的最外層電子數(shù)隨原子的核電荷數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性的變化，由于原子的最外層電子數(shù)決定了元素的化合價(jià)，所以元素的化合價(jià)就會(huì)隨著原子的核電荷數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化。 *10. 第八周期總共應(yīng)有50種元素。 *11. （略） 復(fù)習(xí)題參考答案 1. A   2. A 3. A 4. B  5. （1）Na K Mg&