2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案新人教版選擇性必修2

PAGE3-原子結(jié)構(gòu)與元素周期表【教學(xué)目標(biāo)】1.熟知原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系，進(jìn)一步熟識元素周期表的結(jié)構(gòu)。2.能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度相識元素周期表中區(qū)的劃分?！窘虒W(xué)重難點】從原子結(jié)構(gòu)的角度相識元素周期表中區(qū)的劃分【教學(xué)過程】1.新課導(dǎo)入[創(chuàng)設(shè)情境]我們在前面的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)對元素周期表有了初步的了解，在科學(xué)發(fā)展史上，有三張有重要歷史意義的周期表，我們先來說說歷史上第一張周期表——門捷列夫周期表。門捷列夫周期表最重要的特征是從第四周期起先每個周期截成兩截，第1~7族分主副族，第八族稱為過渡元素。主副族和第八族的概念運用至今，但過渡元素的概念不同了。其次張周期表是一張維爾納周期表，維爾納周期表是特長式周期表，每一周一行，各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對齊，盡管當(dāng)時鑭系和錒系的概念尚未形成，不知道它們有多少種元素。種元素。維爾納周期表前五個周期的元素種類被完全確定——2、8、8、18、18，但第六、七周期因鑭系和錒系元素種類未知而未定?，F(xiàn)今的元素周期表與維爾納周期表相像，但也有差異，如維爾納周期表中Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同。第三張是玻爾周期表，玻爾用原子結(jié)構(gòu)來說明周期系，他相識到，21~28、39~46等元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。玻爾得知鑭（La）后14種元素基態(tài)原子有4f電子，也用方框框起，而且第六周期為32種元素，但第七周期元素所知甚少。玻爾周期表還用直線連接前后周期的相關(guān)元素（同族元素），這是因為玻爾已經(jīng)知道，它們的價電子數(shù)相等。[復(fù)習(xí)]每張周期表的出現(xiàn)，都來自科學(xué)家不懈的付出，為科學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。接下來我們一起來復(fù)習(xí)元素周期表的結(jié)構(gòu)。先來說周期，一共多少周期？每周期各含有多少種元素？[回答]共7周期，前三周期為短周期，后四周期為長周期。第一周期2種元素；其次周期8種元素；第三周期8種元素；第四周期18種元素；第五周期18種元素；第六周期32種元素，且鑭系元素共15種元素；第七周期32種元素，且錒系元素共15種元素。[講解]每周期，周期序數(shù)=電子層數(shù)(能層數(shù))，再來說族，有哪些族？[回答]“七主七副一八一零”，即七主族、七副族、第VIII族、零族(稀有氣體)，其中第VIII族有3個縱列位于ⅦB與ⅠB中間。族中，主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=價電子數(shù)=最高正價數(shù)。2.新課講授1.元素周期系[獲得概念]元素的這一按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。這個序列中的元素性質(zhì)隨著核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的重復(fù)。[學(xué)生活動]以堿金屬和稀有氣體元素為例，寫出電子排布式，并簡化電子排布式。[講解]每周期先出現(xiàn)堿金屬元素，標(biāo)記著建立新電子層，隨著核電荷數(shù)的增加，出現(xiàn)稀有氣體元素，標(biāo)記著新電子層的結(jié)束，各周期元素原子的核外電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6(除第一周期)的周期性改變。這就形成了元素周期系。[過渡]依據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布，可以說明元素周期系的基本結(jié)構(gòu)，接下來我們來分析周期系中每個周期的元素數(shù)。[學(xué)生活動]說出每周期價電子排布式、最多容納的電子數(shù)及元素數(shù)。[講解]第一周期從1s1起先，以1s2結(jié)束，只有兩種元素。其余各周期總是從ns能級起先，以np結(jié)束，而從ns能級起先以np結(jié)束遞增的核電荷數(shù)（或電子數(shù)）就等于每個周期里的元素數(shù)。若以一個方格代表一種元素，每個周期排一個橫排，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對齊，可得到如下元素周期表。[展示]按s、p、d、f將元素周期表分段。[講解]在書末的元素周期表中，同族元素價層電子數(shù)相同，這是同族元素性質(zhì)相像的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。接下來，我們接著分析原子核外電子排布與族的關(guān)系。[學(xué)生活動]將下列各主族元素的價電子數(shù)、價電子排布式填入表中。再以第四周期副族元素為例，將元素對應(yīng)的族數(shù)、價電子排布式、價電子數(shù)目填入表中。[設(shè)疑]依據(jù)上述表格，探討族的劃分與原子核外電子排布的關(guān)系？[總結(jié)]①同主族元素原子的價層電子排布完全相同，價電子全部排布在ns或nsnp軌道上。價電子數(shù)與族序數(shù)相同。②稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2np6。③過渡元素(副族和Ⅷ族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的價電子數(shù)與族序數(shù)相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族不相同。[設(shè)疑]元素周期表里的元素可按不同的分類方法分為不同的區(qū),你能把周期表裁剪成不同的區(qū)嗎?[提示]按電子排布，可把周期表里的元素劃分為5個區(qū)，(除ds區(qū)外區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最終填入電子的能級符號)細(xì)致視察周期表,你能劃分開嗎?這些區(qū)分別有幾個縱列？[回答]ⅠA族、ⅡA族為s區(qū)，ⅢA族～ⅦA族、0族為p區(qū)，ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族為d區(qū)，ⅠB族、ⅡB族為ds區(qū)。[講解]ⅠA族、ⅡA族為s區(qū)，價電子排布式為ns1～2，除氫外都是活潑金屬元素；ⅢA族～ⅦA族、0族為p區(qū)，價電子排布式為ns2np1～6，該區(qū)元素最外層電子參加反應(yīng)；ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族為d區(qū)，價電子排布式為(n－1)d1～9ns1～2，該區(qū)元素d軌道不同程度地參加化學(xué)鍵的形成；ⅠB族、ⅡB族為ds區(qū)，價電子排布式為(n－1)d10ns1～2，該區(qū)均為金屬元素。[過渡]除了按電子排布分區(qū)外，我們最熟識的是按元素種類分類，沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹與鋁、鍺、銻、釙之間畫一條線，將元素分為金屬元素和非金屬元素，線的左邊是金屬元素（氫除外），線的右邊是非金屬元素。[設(shè)疑]金屬與非金屬交界處元素的性質(zhì)有什么特點？[回答]在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì)，位于此處的元素（如硼、硅、鍺、砷、銻等）常被稱為半金屬或類金屬（一般可用作半導(dǎo)體材料）。[追問]為什么副族元素又稱為過渡元素？[回答]副族元素處于金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域，因此，又把副族元素稱為過渡元素。[追問]為什么在元素周期表中非金屬元素主要集中在右上角三角區(qū)內(nèi)？處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素常被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬。為什么？[回答]這是由元素的價電子結(jié)構(gòu)和元素周期表中元素性質(zhì)遞變規(guī)律確定的，在元素周期表中，同周期的元素從左到右非金屬性漸強，同主族元素從上到下非金屬性漸弱，結(jié)果使元素周期表右上角的元素主要呈現(xiàn)非金屬性。處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素既能表現(xiàn)出肯定的非金屬性，又能表現(xiàn)出肯定的金屬性，因此，這些元素常被稱之為半金屬或準(zhǔn)金屬。[講解]在探討元素及其化合物的性質(zhì)時，科學(xué)家發(fā)覺某些主族元素與右下方的主族元素的有些