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2019-2020年高中化學(xué)《元素周期表》教案12 新人教版必修2 教材分析 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律是化學(xué)的重要理論知識,也是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容.通過學(xué)習(xí)這部分知識,可以使學(xué)生對所學(xué)元素化合物等知識進(jìn)行綜合、歸納,從理論進(jìn)一步加深理解.同時作為理論指導(dǎo),也為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ).本章內(nèi)容雖然是理論性知識,但教材結(jié)合元素化合物知識相互融合,以利于學(xué)生理解和掌握. 第一節(jié) 元素周期表 第1課時 教學(xué)目標(biāo) 1、能描述元素周期表的結(jié)構(gòu)。 2、了解元素原子核外電子排布. 3、通過對原子結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識，樹立對立統(tǒng)一的觀點，知道有關(guān)元素、核素、同位素的涵義及其簡單的計算。 重點難點 元素周期表的結(jié)構(gòu)及元素周期律 教學(xué)過程 [導(dǎo)入]展示一張元素周期表（有條件的可讓學(xué)生自己查找各種元素周期 表） [過度]我們按照元素在周期表中的順序給元素編號，得到原子序數(shù)?？梢娫有驍?shù)與原子結(jié)構(gòu)間存在什么關(guān)系？（結(jié)合1~18號元素原子結(jié)構(gòu)） [板書]原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù) [提問]請同學(xué)們回憶初中所介紹的原子結(jié)構(gòu)的知識。 [學(xué)生]原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成的。原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。下面我們對原子的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步認(rèn)識。 [板書]第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié) 元素周期表 一、原子結(jié)構(gòu) 原子核 質(zhì)子 中子 原子 核外電子 [過渡]下面我們先分析構(gòu)成原子的個微粒的電性及其質(zhì)量情況。 （投影） 表5—1 構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì) 構(gòu)成原子的粒子 電 子 質(zhì) 子 中 子 電性和電量 1個電子帶1個單位負(fù)電荷 1個質(zhì)子帶1個單位正電荷 不顯電性 質(zhì)量/kg 9.10910－31 1.67310－27 1.67510－27 相對質(zhì)量 1/1836（電子與質(zhì)子質(zhì)量之比） 1.007 1．008 [提問]從表格得出原子的質(zhì)量主要取決于哪種微粒？ [教師]原子的質(zhì)量主要集中在原子核，質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似值相加起來，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。 [提問]根據(jù)質(zhì)量數(shù)的定義，可得質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)間的關(guān)系。 [板書]質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N） [過渡]在化學(xué)上，我們?yōu)榱朔奖愕乇硎灸骋辉印Ｔ谠胤柕淖笙陆潜沓銎滟|(zhì)子數(shù)，左上角標(biāo)出質(zhì)量數(shù)X。 ［教師］請大家做如下練習(xí) ［投影練習(xí)］ 粒子符號 質(zhì)子數(shù)（Z） 中子數(shù)（N） 質(zhì)量數(shù)（N） 用X表示為 ①O 8 18 ②Al 24 27 ③Ar 18 22 ④Cl Cl ⑤H H ［答案］①N=10 O ②Z=13 Al ③A=40 Ar ④Z=17 N=18 A=35 ⑤Z=1 N=0 A=1 [引導(dǎo)]科學(xué)研究證明，同種元素原子的原子核中，中子數(shù)不一定相同。如組成氫元素的氫原子，就有以下三種：我們把具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的原子叫核素。 [投影展示] 三種不同的氫原子 原子符號 質(zhì)了數(shù) 中子數(shù) 氫原子名稱和簡稱 ①H 氕（H） ②H 氘（D） ③H 氚（T） [提問]上面的H、H和H就是核素。那么H、H和H間我們把他們互稱為什么？ [板書]同位數(shù)：同一元素的不同核素間互稱為同位數(shù)。 [閱讀]同位數(shù)的特點 [學(xué)生]天然同位數(shù)相互間保持一定的比率。 [教師]同位數(shù)在元素周期表中占據(jù)同一位置。下面我們再來討論這張元素周期表。 [學(xué)生觀察]元素周期表中有多少橫行、縱行？ [教師]元素周期表有7個橫行，每一橫行稱為一個周期，18個縱行，除了8、9、10三個縱行稱為Ⅷ外，其余的每一個縱行稱為一族。 [提問]共多少族（16） ［提問］把不同的元素排在同一個橫行即同一個周期的依據(jù)是什么？ ［學(xué)生］依據(jù)為具有相同電子層數(shù)的元素按照原子序數(shù)遞增的順序排列在一個橫行里。 ［提問］周期序數(shù)與什么有關(guān)？ ［學(xué)生］周期序數(shù)等于該周期元素具有的電子層數(shù)。 ［教師］如此，我們可以得出如下結(jié)論： ［板書］周期序數(shù)=電子層數(shù) ［學(xué)生看元素周期表］ ［教師］元素周期表中，我們把1、2、3周期稱為短周期，4、5、6周期稱為長周期，第7周期稱為不完全周期，因為一直有未知元素在發(fā)現(xiàn)。 請大家根據(jù)自己繪制的元素周期表，完成下表內(nèi)容。(課本P105表5—11)］ ［投影］ 表5—11 周期表的有關(guān)知識 類別 周期序數(shù) 起止元素 包括元素種數(shù) 核外電子層數(shù) 短周期 1 H—He 2 1 2 Li—Ne 8 2 3 Na—Ar 8 3 長周期 4 K—Kr 18 4 5 Rb—Xe 18 5 6 Cs—Rn 32 6 不完全周期 7 Fr—112號 26 7 ［學(xué)生活動，讓一個學(xué)生把結(jié)果寫在膠片上］ ［教師］從上面我們所填表的結(jié)果可知，在元素周期表的7個周期中，除第1周期只包括氫和氦，第7周期尚未填滿外，每一周期的元素都是從最外層電子數(shù)為1的堿金屬開始，逐步過渡到最外層電子數(shù)為7的鹵素，最后以最外層電子數(shù)為8的稀有氣體結(jié)束。 需作說明的是：第6周期中，57號元素鑭(La)到71號元素镥(Lu)，共15種元素，它們原子的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分相似，總稱鑭系元素。第7周期中，89號元素錒(Ac)到103號元素鐒(Lr)，共15種元素，它們原子的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也十分相似，總稱錒系元素。為了使表的結(jié)構(gòu)緊湊，將全體鑭系元素和錒系元素分別按周期各放在同一個格內(nèi)，并按原子序數(shù)遞增的順序，把它們分兩行另列在表的下方。在錒系元素中92號元素鈾(U)以后的各種元素，多數(shù)是人工進(jìn)行核反應(yīng)制得的元素，這些元素又叫做超鈾元素。 元素周期表上列出來的元素共有112種，而事實上現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的元素還有：114號、116號、118號元素。 [學(xué)生活動，教師板書] ［教師］羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等表示什么意思？ ［學(xué)生］族序數(shù)。 ［教師］A、B又分別表示什么呢？ ［學(xué)生］A表示主族，B表示副族。 ［教師］什么是主族？什么是副族？ ［學(xué)生］由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族，叫做主族；完全由長周期元素構(gòu)成的族，叫做副族。 [總結(jié)]最后我們用一句話來概括元素周期表的結(jié)構(gòu)：三短三長一全；七主七副Ⅷ和零。 補充習(xí)題 1.α射線是α粒子組成的，α粒子是一種沒有核外電子的粒子，它帶有2個單位正電荷的質(zhì)量數(shù)等于4，由此可判斷，α粒子帶有 個質(zhì)子， 個中子。 2.某粒子用Rn-表示，下列關(guān)于該粒子的敘述不正確的是( ) A.所含質(zhì)子數(shù)=A-n B.所含中子數(shù)=A-Z C.所含電子數(shù)=Z+n D.所帶電荷數(shù)=n 3.某元素Mn+核外有a個電子，該元素的某種原子的質(zhì)量數(shù)為A，則該原子的核內(nèi)中子數(shù)為( ) A.A-a+n B.A-a-n C.A+a-n D.A+a+n 4、已知某主族元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖如下，判斷其位于第幾周期，第幾族？ 5、某元素形成氣態(tài)氫化物為，其最高價氧化物水化物的分子中有m個氧原子，則其最高氧化物水化物的化學(xué)式（ ） A． B． C． D． 6、元素周期表是一座開放的“元素大廈”，元素大廈尚未客滿。請你在元素大廈中為119號元素安排好它的房間（ ） A．第八周期第IA族 B．第七周期第 ⅦA族 C．第七周期第0族 D．第六周期第ⅡA族 7、短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大，其中A、C同主族，B、C、D同周期，A原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，B是短周期元素中原子半徑最大的主族元素。試回答下列問題： (1)A的元素符號 ；D的原子結(jié)構(gòu)示意圖 。 (2)A、B、C三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是 。 (3)A、B、C、D形成的化合物B2A2、CD2、D2A、DA2中各原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是 (填寫具體的化學(xué)式 )。 (4)CA2與D元素的單質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 參考答案：1、2,2 2、A 3、B 4、第四周期ⅠA族 第五周期ⅦA族 5、A 6、A 7、（1）O ，（2）S2- > O2- > Na+ （3）Na2O2,SCl2,Cl2O （4）SO2 +Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 第2課時 教學(xué)目標(biāo) 1、了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。 2、能初步學(xué)會總結(jié)元素遞變規(guī)律的能力，具有把元素的性質(zhì)、元素周期表的位置與元素組成微粒的結(jié)構(gòu)初步聯(lián)系起來并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的運用能力。 3、通過對元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與元素組成微粒結(jié)構(gòu)的聯(lián)系。從而認(rèn)識事物變化過程中量變引起質(zhì)變的規(guī)律性，接受辨證唯物主義觀點的教育。 重點難點 元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與元素組成微粒結(jié)構(gòu)的聯(lián)系 教學(xué)過程 [導(dǎo)入]我們把ⅠA 稱為堿金屬族，我們?yōu)槭裁匆阉麄兙幵谝粋€族呢？請同學(xué)們觀察堿金屬的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析堿金屬原子結(jié)構(gòu)的共同之處。 [思考]我們知道物質(zhì)的性質(zhì)主要取決于原子的最外層電子數(shù)，從堿金屬原子的結(jié)構(gòu)可推知其化學(xué)性質(zhì)如何？是否完全相同？ [學(xué)生] 由于元素化學(xué)性質(zhì)與元素原子的最外層電子數(shù)密切相關(guān)，堿金屬元素原子的最外層上都只有一個電子，因此它們應(yīng)該具有相似的化學(xué)性質(zhì)，由此可推知它們也應(yīng)該像堿金屬的代表物鈉一樣，在化學(xué)反應(yīng)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)學(xué)生化學(xué)反應(yīng)。 [教師]實驗是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)，下面我們通過實驗來探討同一族元素的性質(zhì)。 [實驗1]將一干燥的坩堝加熱，同時取一小塊鉀，擦干表面的煤油后，迅速的投入到熱坩堝中，觀察現(xiàn)象。同鈉與氧氣的反應(yīng)比較。 [實驗2]在培養(yǎng)皿中放入一些水，然后取綠豆大的鉀，吸干表面的煤油，投入到培養(yǎng)皿中，觀察現(xiàn)象。同鈉與水的反應(yīng)進(jìn)比較 鈉 鉀 與氧氣的反應(yīng) 學(xué)生成淡黃色的固體，并發(fā)出黃色火焰 比鈉要劇烈 與水的反應(yīng) 浮、溶、游、動、響 浮、溶、游、動、響 且反應(yīng)要比鈉快 [學(xué)生活動，完成表格] [思考與交流]根據(jù)實驗討論鈉與鉀的性質(zhì)有什么相似性和不同。你認(rèn)為元素的性質(zhì)與他們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)系嗎？ [學(xué)生]有關(guān)系。同一主族元素化學(xué)性質(zhì)相似。且 Li Na K Rb 還原性增加 堿金屬的物理性質(zhì)的比較 Li Na k Rb Cs 相 似 點 顏色 均為銀白色（Cs略帶金色） 硬度 柔軟 密度 較小 熔沸點 較低 導(dǎo)電導(dǎo)熱性 強 遞變性 密度變化 逐漸增大（K特殊） 熔沸點變化 單質(zhì)的熔沸點逐漸降低 [教師]有上表可見，堿金屬在物理性質(zhì)上也表現(xiàn)出一些相似性和規(guī)律性。 [過渡]剛才我們以典型的金屬一族為例，下面我們以典型的非金屬為例。看看他們的性質(zhì)有原子結(jié)構(gòu)間是否存在聯(lián)系？ [投影]鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì) 元素名稱 元素符號 核電荷數(shù) 單質(zhì) 顏色和狀態(tài)（常態(tài)） 密度 熔點 ℃ 沸點 ℃ 溶解度 （100g水中） 氟 F 9 F2 淡綠色的氣體 1.69g/L -219.6 -188.1 與水反應(yīng) 氯 Cl 17 Cl2 黃綠色氣體 3.124g/L -101 -34.6 226 cm3 溴 Br 35 Br2 深紅棕色液體 3.119 g/ cm3 -7.2 58.78 4.16g 碘 I 53 I2 紫黑色固體 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g ［教教師］請大家根據(jù)表，總結(jié)出鹵素單質(zhì)在顏色、狀態(tài)、密度、熔沸點、溶解性等各方面的遞變規(guī)律。 ［學(xué)生總結(jié)］ ［板書］顏色：淺 深 狀態(tài)：氣 液 固 密度：小 大 熔沸點：低 高 在水中的溶解性：大 小 ［設(shè)問］大家能否根據(jù)鹵素原子的結(jié)構(gòu)特點來解釋一下鹵素單質(zhì)在性質(zhì)上的相似性與遞變性呢? [投影]鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖 ［講解］鹵素原子的最外層電子數(shù)相等，決定了他們在化學(xué)性質(zhì)上的相似性(元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子數(shù))，原子半徑的不同，又導(dǎo)致了它們得電子的難易程度不同，從而表現(xiàn)出氧化性的強弱不同，即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。 下面請同學(xué)們看表格：鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)。從中我們得出什么結(jié)論？ ［投影］鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng) 名稱 反應(yīng)條件 方程式 學(xué)生成氫化物的穩(wěn)定性 F2 冷暗處爆炸 H2+F2====2HF HF很穩(wěn)定 Cl2 光照 光 H2+Cl2=====2HCl HCl穩(wěn)定 Br2 高溫 500℃ H2+Br2======2HBr HBr較不穩(wěn)定 I2 高溫、持續(xù)加熱 H2+I2======2HI HI很不穩(wěn)定 ［講解］分析上表可知，鹵素和H2的反應(yīng)可用通式H2＋X2====2HX來表示，反應(yīng)時按F2、Cl2、Br2、I2的順序，反應(yīng)條件越來越苛刻，反應(yīng)程度依次減弱，形成的鹵化氫的穩(wěn)定性也依次減弱，與我們的推測相符。 ［板書］H2＋X2=====2HX（X=F、Cl、Br、I） ［講解］其中H2與I2的反應(yīng)不同于我們以往學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)，它的特點是在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，我們把這樣的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)。 ［板書］可逆反應(yīng)：同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。 2H2O======2H2↑+O2↑ 2H2+O2======2H2O 通電 點燃 判斷下列各對反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)。 (1) （） 2SO2+O2=========2SO3 2SO3=========2SO2+O2 高溫、高壓 催化劑 高溫、高壓 催化劑 (2) （√） [學(xué)學(xué)生活動] F2 Cl2 Br2 I2 劇烈程度： 學(xué)生成的氫化物的穩(wěn)定性： [教師]我們可以通過金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)可以比較金屬的強弱，通過鹵素間的置換反應(yīng)實驗，比較非金屬的氧化性的強弱。 [實驗1]將少量新制的飽和氯水分別注盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后，在注入少量四氯化碳，振蕩。觀察四氯化碳層和水層的顏色變化。 [實驗2]將少量的溴水注入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后，在注入少量的四氯化碳。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。 ［學(xué)生討論、分析］ ［板書］Cl2＋2NaBr=====2NaCl＋Br2 Cl2＋2Br-=====2Cl－＋Br2 Cl2＋2KI=====2KCl＋I(xiàn)2 Cl2＋2I－=====2Cl－＋I(xiàn)2 ［小結(jié)］鹵素單質(zhì)隨著原子核電荷數(shù)的遞增，在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)方面，均表現(xiàn)出一定的相似性和遞變性。但一般之中有特殊。由此可見同一主族元素性質(zhì)具有一定的相似性和遞變性。 補充習(xí)題 1、下列說法中錯誤的是 （ ） A．原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在周期數(shù) B．元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10列的元素都是金屬元素 C．除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8個 D．同一元素的各種同位素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同 2.鑒別Cl－、Br－、Ｉ－可以選用的試劑是 （ ） A.碘水，淀粉溶液 B.氯水，四氯化碳 C.淀粉，KI溶液 D.硝酸銀溶液，稀HNO3 3.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(zhì)是 （ ） A.砹易溶于某些有機溶劑 B.砹化氫很穩(wěn)定不易分解 C.砹是有色氣體 D.砹化銀不溶于水或稀HNO3 4、在HI溶液中滴加淀粉溶液無明顯變化，但加入某種物質(zhì)后，溶液立即變藍(lán)。該物質(zhì)可能是。 （ ） A．FeCl3 B．K2SO3 C．KNO3 D．Na2S 5、下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是 （ ） A、鹵素只以化合態(tài)存在于自然界中 B、 隨核電荷數(shù)增加，單質(zhì)熔沸點升高 C、隨核電荷數(shù)增加，單質(zhì)氧化性增強 D、單質(zhì)與水反應(yīng)，均可用通式X2+H2O=HX+HXO表示 6 、 A、B、C、D、E、F六種短周期元素的原子序數(shù)依次增大。已知A、C、F三原子的最外層共有11個電子，且這種三元素的最高價氧化物的水化物之間兩兩皆能反應(yīng)，均能生成鹽和水，D元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少4個，E元素原子的次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多3個。試回答： (1)寫出下列元素的符號A　　　　 ，D　　　　 ，E　　　　 。 (2)用電子式表示B、F形成的化合物　　　　 。 (3)A、C兩種元素最高價氧化物的水化物之間反應(yīng)的離子方程式　　　 。 (4)D的固態(tài)氧化物是　　 晶體。含nmolD的氧化物的晶體中含D-O共價鍵為　　　　　　 mol。 參考答案：1、AD 2、BD 3、BC 4、AC 5、AB 6、（1）Na；Si；P (2) Mg2+ (2) (3)Al(OH)３＋OH－＝＝AlO２－＋2H２O （４）原子，4n