高中化學(xué)必修一 4.1.2 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)教學(xué)設(shè)計

1、4.1.2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)本課時是教材第四章第一節(jié)第二課時的內(nèi)容，該課時是在學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的基礎(chǔ)上，以堿金屬和鹵族元素為代表，深入研究兩個主族元素的原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的相似性和遞變性。通過該課時的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生對于同主族元素性質(zhì)有較清晰的認識，對于常見的活潑金屬和活潑非金屬有一定的了解。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了原子核外電子排布的規(guī)律，能夠給出主族元素的核外電子排布；學(xué)生也知道元素周期表中元素的排列是由該元素原子的核外電子排布決定的，能夠明確主族元素的電子層數(shù)、最外層電子數(shù)與其在周期表中的位置之間的關(guān)系；同時在第二章的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道了金屬鈉和非金屬氯的基本性質(zhì)。但是，學(xué)生

2、沒有清晰的元素變化規(guī)律的認識，還不能將周期表與元素的原子結(jié)構(gòu)以及元素性質(zhì)相聯(lián)系。通過本課時的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以建立同主族元素性質(zhì)的相似和遞變的簡單模型，為今后元素周期律的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。宏觀辨識與微觀探析：從微觀上理解同主族元素原子核外電子排布的相似性和遞變規(guī)律，明確宏觀上的元素性質(zhì)與微觀上的原子核外電子排布之間的關(guān)系，理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過完成堿金屬和鹵族元素性質(zhì)的探究實驗，初步體驗科學(xué)探究在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中的重要地位，了解科學(xué)探究的基本方法，培養(yǎng)初步的科學(xué)探究能力。證據(jù)推理與模型認知：建立同主族元素原子結(jié)構(gòu)變化的微觀模型，理解根據(jù)該模型進行元素性

3、質(zhì)推理的科學(xué)思想。堿金屬元素的性質(zhì)，鹵族元素的性質(zhì)。學(xué)生復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表、金屬鈉、非金屬氯的知識，預(yù)習(xí)本課內(nèi)容；教師準備多媒體課件?！疽搿吭谏弦还?jié)課的學(xué)習(xí)中，我們知道門捷列夫繪制出了第一張元素周期表。這第一張元素周期表實際是有很多空格的，門捷列夫預(yù)言其中很多未知元素的性質(zhì)。那么門捷列夫是根據(jù)什么在預(yù)言未知元素的性質(zhì)的呢？【板書】原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)【投影】原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)【設(shè)疑】在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們初步了解了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，那么物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系是什么呢？（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）【講解】在上一課時的學(xué)習(xí)中，我們知道元素周期表中元素的排列是按照其原子結(jié)構(gòu)進行的，既

4、然結(jié)構(gòu)決定了性質(zhì)，那么周期表的排列應(yīng)該就能反映元素的一部分性質(zhì)。例如，同主族元素的結(jié)構(gòu)特點是原子的最外層電子數(shù)相同，那么同主族元素是不是具有性質(zhì)上的相似性和遞變性呢？下面我們選取周期表中比較有代表性的兩個主族堿金屬元素和鹵族元素，研究一下同主元素的性質(zhì)?！景鍟吭咏Y(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)一、堿金屬元素【投影】原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)一、堿金屬元素【講解】堿金屬元素都位于周期表的第A族（元素Fr是一種放射性元素，高中階段不探討），化學(xué)性質(zhì)很活潑，在自然界中都以化合態(tài)存在?！緦W(xué)生活動】填寫下表的信息，并回答相應(yīng)問題。元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑（nm）鋰0.152鈉0.18

5、6鉀0.227銣0.248銫0.265從上到下堿金屬元素的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點？（核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大）觀察堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，他們的原子核外電子排布有什么特點？（隨著原子的核電荷數(shù)遞增，核外電子層數(shù)逐漸增加，但是最外層電子數(shù)都是1個）從哪一點可以推測出堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性？（最外層電子數(shù)相同，應(yīng)該表現(xiàn)相似的化學(xué)性質(zhì)）【過渡】根據(jù)上述的分析，下面我們來進行一個實驗探究，探究一下堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)?！驹O(shè)疑】鈉有什么化學(xué)性質(zhì)？（與氧氣反應(yīng)，與水反應(yīng)）【設(shè)疑】結(jié)合鋰、鈉、鉀的原子結(jié)構(gòu)特點，預(yù)測鋰、鉀可能具有哪些與鈉相似的化學(xué)性質(zhì)？（與氧氣、水都能發(fā)生反應(yīng)）

6、【講解】鋰、鈉、鉀的原子核外最外層電子數(shù)都是1個，應(yīng)該表現(xiàn)相似的化學(xué)性質(zhì)，所以鋰、鉀與氧氣、水應(yīng)該都能發(fā)生反應(yīng)【設(shè)疑】鈉與氧氣在加熱條件下的反應(yīng)現(xiàn)象是什么？（鈉先熔化，再劇烈燃燒，發(fā)出黃色火焰，得到淡黃色固體） 【演示實驗】鉀在空氣中的燃燒?！就队啊库浽诳諝庵械娜紵囊曨l?！驹O(shè)疑】鉀在空氣中的燃燒現(xiàn)象與鈉在空氣中的燃燒現(xiàn)象有什么區(qū)別？（燃燒更劇烈，發(fā)出紫色火焰）【設(shè)疑】鈉與水的反應(yīng)現(xiàn)象是什么？（浮、熔、游、響、紅） 【演示實驗】鉀與水的反應(yīng)?！就队啊库浥c水的反應(yīng)的視頻。【設(shè)疑】通過上面的實驗分析，鈉鉀有哪些相似的化學(xué)性質(zhì)？（與氧氣、水都反應(yīng)）?！驹O(shè)疑】比較鈉鉀與水反應(yīng)的難易程度？（鉀的反應(yīng)更劇

7、烈）由上，你預(yù)測鋰與水的反應(yīng)應(yīng)該如何？（應(yīng)該比鈉、鉀都困難）【投影】鋰與水反應(yīng)的視頻【設(shè)疑】堿金屬與水反應(yīng)的難易程度與其原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？（由鋰到銫，堿金屬元素的原子電子層增加，原子半徑增大，所以原子失電子能力增加，金屬單質(zhì)的活動性增強，其與水反應(yīng)應(yīng)該變得越來越容易）【講解】由上的實驗分析，我們能得到的結(jié)論是：（1）堿金屬元素的相似性：堿金屬元素的原子最外層都只有1個電子，在反應(yīng)中容易失去，所以他們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與氧氣、水反應(yīng)。反應(yīng)方程式如下：【講解】（2）堿金屬元素的遞變性：隨著核電荷數(shù)遞增，堿金屬元素的原子電子層增加，原子半徑增大，所以原子失電子能力增加，原子核對最外層電子的引力逐

8、漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強，即由鋰到銫，金屬性逐漸增強。【投影】堿金屬單質(zhì)與水反應(yīng)的對比視頻【投影】堿金屬單質(zhì)物理性質(zhì)的對比?！驹O(shè)疑】根據(jù)上面的表格信息，堿金屬元素單質(zhì)物理性質(zhì)的變化規(guī)律是什么？（從鋰到銫，隨著核電荷數(shù)的增大，堿金屬單質(zhì)的密度增大（鉀反常），熔點和沸點都升高）【過渡】上面我們研究的是典型的金屬元素堿金屬元素，下面我們來研究一下典型的非金屬元素鹵族元素?！就队啊葵u族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)【設(shè)疑】根據(jù)上面的表格信息，鹵族元素單質(zhì)物理性質(zhì)的變化規(guī)律是什么？（從氟到碘，隨著核電荷數(shù)的增大，鹵族元素單質(zhì)的顏色加深，密度增大，熔點和沸點都降低）【投影】鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖【設(shè)

9、疑】根據(jù)上面的原子結(jié)構(gòu)示意圖，鹵族元素的原子核外電子排布有什么特點？（隨著原子的核電荷數(shù)遞增，核外電子層數(shù)逐漸增加，但是最外層電子數(shù)都是7個）?！驹O(shè)疑】根據(jù)上面的鹵族元素的原子核外電子排布特點，參考堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，顯然我們可以猜想鹵族元素也一樣具有相似性和遞變性。那么氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出來的相似性和遞變性是什么？（都是活潑的非金屬單質(zhì)，在反應(yīng)中表現(xiàn)一定的氧化性，例如：都可以與氫氣或金屬單質(zhì)反應(yīng)。從氟到碘，鹵族元素的原子半徑增大，得電子能力減弱，反應(yīng)越來越困難）【投影】鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)【設(shè)疑】根據(jù)上面的表格，由氟到碘，鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易程度的變化規(guī)律是什么？（反應(yīng)

10、逐漸變得困難）反應(yīng)生成的氫化物的穩(wěn)定性的變化規(guī)律是什么？（穩(wěn)定性逐漸減弱）鹵素非金屬變化的規(guī)律是什么？（非金屬性逐漸減弱）【演示實驗】分別向KBr和KI溶液中滴加氯水，觀察現(xiàn)象【講解】向KBr溶液中滴加氯水，觀察到溶液由無色變?yōu)槌壬?，實際是氯水中的Cl2與KBr發(fā)生了置換反應(yīng)，得到了Br2，Br2溶于水形成溴水，顯橙色。反應(yīng)方程式為：2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl?！驹O(shè)疑】上述反應(yīng)的離子方程式是什么？（2Br+ Cl2 = Br2 + 2Cl）該離子反應(yīng)能夠說明的氧化性和還原性順序分別是什么？（氧化性：Cl2Br2；還原性：BrCl）【講解】向KI溶液中滴加氯水，觀察到溶液由無

11、色變?yōu)槌燃t色，實際是氯水中的Cl2與KI發(fā)生了置換反應(yīng)，得到了I2，I2溶于水形成碘水，顯橙紅色。反應(yīng)方程式為：2KI + Cl2 = I2 + 2KCl?！驹O(shè)疑】上述反應(yīng)的離子方程式是什么？（2I+ Cl2 = I2 + 2Cl）該離子反應(yīng)能夠說明的氧化性和還原性順序分別是什么？（氧化性：Cl2I2；還原性：ICl）【演示實驗】向KI溶液中滴加溴水，觀察現(xiàn)象【講解】向KI溶液中滴加溴水，觀察到溶液由無色變?yōu)槌燃t色，實際是溴水中的Br2與KI發(fā)生了置換反應(yīng)。反應(yīng)方程式為：2KI + Br2 = I2 + 2KBr?！驹O(shè)疑】上述反應(yīng)的離子方程式是什么？（2I+ Br2 = I2 + 2Br）該離子反應(yīng)能夠說明的氧化性和還原性順序分別是什么？（氧化性：Br2I2；還原性：IBr）【設(shè)疑】根據(jù)上面的三個離子方程式，能夠得出鹵族元素的氧化性和還原性順序分別是什么？（氧化性：Cl2Br2I2；還原性：IBrCl）【講解】所以隨著核電荷數(shù)的增加，鹵族元素單質(zhì)的氧化性，按照F2、Cl2、Br2、I2的順序依