高中化學人教版第一章物質結構元素周期律第一節(jié)元素周期表 說課一等獎

1-1-2元素的性質與原子結構教學目標知識與技能：1、會寫簡單的堿金屬與氧氣、水反應的化學反應方程式，并進行相關的計算；2、運用原子結構的理論解釋同主族元素性質的遞變規(guī)律；3、知道結構決定性質。過程與方法：1、由原子結構理論分析推導出元素性質的遞變規(guī)律。2、讓學生親自動手實驗來研究物質化學性質的變化規(guī)律。3、理論聯(lián)系實際。情感態(tài)度與價值觀：1、辯證唯物主義理論聯(lián)系實踐的觀點及方法。由實踐得出理論，并由理論指導實踐。2、加深學生對物質世界對立統(tǒng)一規(guī)律的認識。3、用辯證唯物主義量變質變的觀點，在本節(jié)內容中有著最恰當?shù)捏w現(xiàn)。教學重點：元素的性質與原子結構的關系；堿金屬、鹵素原子結構與性質的關系教學難點：金屬、非金屬族的性質遞變判斷；金屬、非金屬活潑性強弱的判斷規(guī)律教學過程：【引入】活潑的金屬元素Na的性質是我們所熟知的，現(xiàn)象是本質的反應，宏觀是微觀的體現(xiàn)?，F(xiàn)在讓我們從原子結構這一微觀角度來研究微觀結構與宏觀性質的關系?！景鍟吭氐男再|與原子結構的關系一、堿金屬元素【科學探究一】請同學們看書本P5，并完成該表。由此可以得出什么結論？填寫情況，總結異同點元素名稱核電荷數(shù)原子結構示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)堿金屬元素【板書】1、在結構上的相似性與遞變性相同點：最外層電子數(shù)都相同為1。不同點：核電荷數(shù)從Li到Cs逐漸增多，電子層數(shù)依次增多，從2層增大到6層。【講解】金屬性：指氣態(tài)原子失去電子的能力大小的性質(由電離能的大小確定)。還原性：指含有易失電子元素的物質的性質。具有還原性的不一定有金屬性【思考與交流】物質的性質主要取決于原子的最外層電子數(shù)，從堿金屬原子的結構可推知其化學性質如何？是否完全相同？【結論】最外層都有１個電子，化學性質相似；隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強?！局v解】因此、堿金屬最外層上都只有一個電子，化學反應中易失去一個電子，形成+1價的陽離子，并能與氧氣等非金屬元素及水發(fā)生化學反應?！緦嶒炓弧咳♀?、鈉各一粒，分別放在石棉網(wǎng)上的左、右兩邊，同時加熱。觀察實驗的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】鉀首先熔化（熔點低），先與氧氣發(fā)生反應，后鈉再熔化與氧氣反應?！景鍟?、化學性質（1）堿金屬與氧氣的反應【思考與交流】請寫出鈉與氧氣在加熱條件下的化學反應方程式，并嘗試的寫出鋰、鉀與氧氣在加熱條件下的化學反應方程式。堿金屬與氧氣的化學反應方程式（加熱）鋰（白色、氧化鋰）鈉（淡黃色、過氧化鈉）鉀（橙黃色，超氧化鉀）【提問】從鉀、鈉與氧氣的反應實驗中，請總結出堿金屬與氧氣的反應有什么相似性、遞變性？【回答】相似性：堿金屬都能與氧氣反應。遞變性：周期表中堿金屬從上往下，與氧氣的反應越來越劇烈。鉀與氧氣反應生成比過氧化物更為復雜的氧化物（超氧化物）【過渡】我們知道金屬鈉除了與氧氣反應外還能與水發(fā)生反應?！景鍟浚?）、堿金屬與水反應【探究實驗二】鉀與水反應實驗【投影】視頻演示Li、Rb、Cs與水反應的實驗，請學生觀察,與鈉與水反應的現(xiàn)象作比較.鉀與水反應鈉與水反應【現(xiàn)象】：鉀比鈉活潑，輕微爆炸.【思考交流】鈉與鉀性質有什么相似性與不同？這與原子結構有什么關系？【投影】【思考與交流】根據(jù)實驗討論鈉與鉀的性質有什么相似性和不同性。你認為元素的性質與他們的原子結構有關系嗎？其余堿金屬的性質又如何？【回答】鈉與鉀都能與氧氣、水發(fā)生反應，但反應的劇烈程度不同不同點：周期表中堿金屬從上往下，與水的反應越來越劇烈?！練w納】與水反應現(xiàn)象方程式Na在書面上四處游動，發(fā)出嘶嘶的聲音K劇烈燃燒、輕微爆炸Rb更猛烈、燃燒、爆炸【思考】上述反應有何相似性和不同？【回答】相同點：堿金屬與水反應都生成氫氧化物和氫氣。不同點：周期表中堿金屬從上往下，與水的反應越來越劇烈?！咎釂枴繅A金屬有這樣的相似性、遞變性的本質原因在哪里？【回答】因為，原子結構的最外層電子，原子半徑的遞變，有性質的遞變?！究偨Y】隨著荷電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引能力逐漸減小，最外層電子易失去，表現(xiàn)在參加化學反應時越來越劇烈，金屬性增強?！景鍟?、堿金屬元素在化學性質上的規(guī)律：eq\o\ac(○,1)相似性：均能與氧氣、與水反應,表現(xiàn)出金屬性（還原性）；eq\o\ac(○,2)遞變性：與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應的劇烈程度逐漸增大；【過渡】以上我們學習的是堿金屬的化學性質，下面我們來學習堿金屬的物理性質。【板書】3、堿金屬的物理性質【科學探究二】根據(jù)堿金屬的物理性質表格，請總結堿金屬的物理性質有什么共性、遞變性？堿金屬單質顏色和狀態(tài)密度（g/cm-3）熔點（。C）沸點（。C）（）Li銀白色，柔軟1347Na銀白色，柔軟K銀白色，柔軟774Rb銀白色，柔軟668Cs銀白色，柔軟【總結】隨核電荷數(shù)增加，密度逐漸增大（K除外），熔沸點逐漸降低。元素符號色、態(tài)硬度密度熔點沸點Li均為柔軟小大高低高低Na銀白K銀白Rb銀白Cs略帶金黃【歸納】結論：同一主族的金屬具有相似的化學性質,隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質的金屬性(還原性)逐漸增強。金屬性強弱的比較依據(jù)：【板書】4、金屬性強弱額比較方法1、金屬與水或者酸反應生成氫氣的劇烈程度來比較；2、最高價氧化物對應水化物——氫氧化物的堿性強弱來比較?！拘〗Y】堿金屬元素作為金屬元素代表性的一族，由于其結構的相似性和遞變性，導致了堿金屬元素性質的相似性和遞變性。在學習時要注意，結合鈉的性質，然后與其他的堿金屬相比較就會體會到從一般到特殊的規(guī)律性所在?！具^渡】以上我們研究了金屬族元素與原子結構關系，下面我們繼續(xù)研究非金屬族元素－鹵素【板書】元素的性質與原子結構的關系二、鹵族元素【投影】鹵素原子結構示意圖：【科學探究一】根據(jù)堿金屬元素結構的相似性、遞變性，根據(jù)下表總結并推測鹵族元素的結構和性質有什么相似性和遞變性。元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結構示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑鹵族元素氟0．71nm氯0．99nm溴1．14nm碘1．33nm【歸納】相似性：最外層電子數(shù)相同，均為7；遞變性：鹵素隨著荷電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引能力逐漸減小，得電子能力越來越差，非金屬性減弱?！景鍟?、結構的相似性和遞變性（1）在結構上：最外層都有7個電子，化學性質相似；（2）隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱?！究茖W探究二】根據(jù)下表，總結鹵素的物理性質有什么相似性、遞變性?！就队啊抠Y料卡片鹵素單質顏色和狀態(tài)(常態(tài))密度沸點℃溶點℃溶解度(100g水中)F2淡黃綠色氣體1．69g/l（15℃-188．1-219．6反應Cl2黃綠色氣體3．214g/l（0℃-34．6-101226cm3Br2深紅棕色液體3．119g/cm3（20℃58．78-7．24．17gI2紫黑色固體4．93g/cm3184．4113．50．029g【歸納】相似性：都是雙原子分子，有顏色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有機溶劑（萃取原理）。遞變性：從氟到碘，單質的顏色逐漸加深，密度依次增大，熔點、沸點依次升高。【板書】2、物理性質的變化規(guī)律（隨原子序數(shù)的遞增）=1\*GB3①顏色：淺黃綠色~黃綠色~深紅棕色~紫黑色顏色逐漸加深=2\*GB3②狀態(tài)：氣態(tài)~液態(tài)~固態(tài)=3\*GB3③熔沸點：逐漸升高=4\*GB3④密度：逐漸增大=5\*GB3⑤溶解性：逐漸減小【板書】2、鹵族元素的化學性質鹵素單質與H2的反應名稱反應條件方程式生成氫化物的穩(wěn)定性F2冷暗處爆炸光H2+F2====2HF光HF很穩(wěn)定Cl2光照H2+Cl2=====2HClHCl穩(wěn)定Br2高溫500℃500℃△H2+Br2======2HBr△HBr較不穩(wěn)定I2高溫、持續(xù)加熱H2+I22HBrHI很不穩(wěn)定【歸納】鹵素單質與氫氣反應=1\*GB3①鹵素單質與H2反應的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2=2\*GB3②生成氫化物的穩(wěn)定性:逐漸減弱.即氫化物穩(wěn)定性次序為：HF>HCl>HBr>HI=3\*GB3③反應通式：X2+H2===2HX【結論】鹵素與H2、H2O、堿的反應，從氟到碘越來越不劇烈，條件越來越苛刻，再次證明了從結構上的遞變有結構決定性質?！究茖W探究三】完成下列實驗，觀察現(xiàn)象。寫出有關反應的化學方程式。實驗現(xiàn)象化學方程式1．將少量新制的飽和氯水分別加入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。122．將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。3【演示實驗】鹵素單質間的置換反應NaBr溶液滴加氯水上層：無色下層：橙紅色滴加CCl4【實驗NaBr溶液滴加氯水上層：無色下層：橙紅色滴加CCl4溶液由無色變成橙黃色【結論】：氯可以把溴從其化合物中置換出來【板書】(2)鹵素單質間的置換反應：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2KI溶液滴加CCl4上層：無色下層：紫紅色滴加氯水【KI溶液滴加CCl4上層：無色下層：紫紅色滴加氯水溶液由無色變成棕黃色【結論】：氯可以把碘從其化合物中置換出來【板書】2NaI+Cl2=2NaCl+I2KI溶液滴加CCl4上層：無色下層：紫紅色滴加溴水【KI溶液滴加CCl4上層：無色下層：紫紅色滴加溴水溶液由無色變成棕黃色【結論】溴可以把碘從其化合物中置換出來【板書】2NaI+Br2=2NaBr+I2【講解】請同學們指出上述三個反應的氧化劑和氧化產(chǎn)物，得出氟氯溴碘的氧化性依次減弱的結論?！景鍟浚?）隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質氧化性強弱順序:F2Cl2Br2I2氧化性逐漸減弱非金屬性逐漸減弱【思考與交流】主族元素隨原子核外電子層數(shù)增加，它們得失電子能力、金屬性、非金屬性、遞變的趨勢。【板書】(4)非金屬性強弱判斷依據(jù)：1、非金屬元素單質與H2化合的難易程度，化合越容易，非金屬性也越強。2、形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，元素的非金屬性也越強。3、最高氧化物對應水化物的酸性強弱，酸性越強，對于非金屬元素性也越強?！倦S堂練習】1、若用X代表F、Cl、Br、I四種鹵族元素，下列屬于它們共性反應的是A．X2+H2==2HX B．X2+H2O==HX+HXOC．2Fe+3X2==2FeX3 D．X2+2NaOH==NaX+NaXO+H2O2、隨著鹵素原子半徑的增大，下列遞變規(guī)律正確的是A．單質的熔、沸點逐漸降低B．鹵素離子的還原性逐漸增強C．單質的氧性逐漸增強D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強3．砹（At）是放射性元素，它的化學性質符合鹵素性質的變化規(guī)律，下列說法正確的是（）A．HAt很穩(wěn)定B．AgAt易溶于水C．砹易溶于有機溶劑D．砹是白色固4．下列敘述正確的是()A．鹵素離子（X－）只有還原性而無氧化性B．某元素由化合態(tài)變成游離態(tài)，該元素一定被氧化C．失電子難的原子獲得電子的能力一定強D．負一價鹵素離子的還原性在同一族中從上至下逐漸增強6、堿金屬鈁（Fr）具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，下列對其性質的預言中，錯誤的是（）A、在堿金屬元素中它具有最大的原子半徑B、它的氫氧化物化學式為FrOH，是一種極強的堿C、鈁在空氣中燃燒時，只生成化學式為Fr2O的氧化物D、它能跟水反應生成相應的堿和氫氣，由于反應劇烈而發(fā)生爆炸7、砹（At）是鹵族元素中位于碘后面的元素，試推測砹和砹的化合物最不可能具備的性質是（）A、砹的非金屬性在鹵素中是最弱的，At-易被氧化B、砹化氫很穩(wěn)定不易分解C、砹化銀不溶于水或稀HNO3D、砹在常溫下是白色固體板書設計：一、堿金屬元素1、在結構上的異同：異：核電荷數(shù)：由小→大；電子層數(shù)：由少→多；同：最外層電子數(shù)均為1個。最外層都有１個電子，化學性質相似；隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。2、化學性質（1）、堿金屬與氧氣的反應4Li+O2====2Li2O（白色、氧化鋰）2Na+O2====Na2O2（淡黃色、過氧化鈉）（2）、堿金屬與水反應2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2K+2H2O===2KOH+H2↑（3）堿金屬元素在化學性質上的規(guī)律：=1\*GB3①相似性：均能與氧氣、與水反應,表現(xiàn)出金屬性（還原性）；=2\*GB3②遞變性：與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應的劇烈程度逐漸增大；3、物理性質：隨核電荷數(shù)增加，密度逐漸增大（K除外），熔沸點逐漸降低。4、元素金屬性判斷標準（1）根據(jù)金屬單質與水或者與酸反應置換出氫的難易程度。置換出氫越容易，則金屬性越強。（2）根據(jù)金屬元素最高價氧化物對應水化物堿性強弱。堿性越強，則原金屬元素的金屬性越強。（3）可以根據(jù)對應陽離子的氧化性強弱判斷。金屬陽離子氧化性越弱，則元素金屬性越強。結論：同一主族的金屬具有相似的化學性質,隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質的金屬性(還原性)逐漸增強。二、鹵族元素1、在結構上：最外層都有7個電子，化學性質相似；隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。2、鹵族元素單質的物理性質的變化規(guī)律（隨原子序數(shù)的遞增）eq\o\ac(○,1)顏色：淺黃綠