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2019-2020年高中化學《元素周期表》教案12 新人教版必修2 教材分析 物質(zhì)結構和元素周期律是化學的重要理論知識,也是中學化學教學的重要內(nèi)容.通過學習這部分知識,可以使學生對所學元素化合物等知識進行綜合、歸納,從理論進一步加深理解.同時作為理論指導,也為學生繼續(xù)學習打下基礎.本章內(nèi)容雖然是理論性知識,但教材結合元素化合物知識相互融合,以利于學生理解和掌握. 第一節(jié) 元素周期表 第1課時 教學目標 1、能描述元素周期表的結構。 2、了解元素原子核外電子排布. 3、通過對原子結構的初步認識，樹立對立統(tǒng)一的觀點，知道有關元素、核素、同位素的涵義及其簡單的計算。 重點難點 元素周期表的結構及元素周期律 教學過程 [導入]展示一張元素周期表（有條件的可讓學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)與原子結構間存在什么關系？（結合1~18號元素原子結構） [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]請同學們回憶初中所介紹的原子結構的知識。 [學生]原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成的。原子核由質(zhì)子和中子構成。下面我們對原子的結構做進一步認識。 [板書]第一章 物質(zhì)結構 元素周期律 第一節(jié) 元素周期表 一、原子結構 原子核 質(zhì)子 中子 原子 核外電子 [過渡]下面我們先分析構成原子的個微粒的電性及其質(zhì)量情況。 （投影） 表5—1 構成原子的粒子及其性質(zhì) 構成原子的粒子 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]在化學上，我們?yōu)榱朔奖愕乇硎灸骋辉?。在元素符號的左下角表出其質(zhì)子數(shù)，左上角標出質(zhì)量數(shù)X。 ［教師］請大家做如下練習 ［投影練習］ 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]科學研究證明，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？ ［學生］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論： ［板書］周期序數(shù)=電子層數(shù) ［學生看元素周期表］ ［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 ［學生活動，讓一個學生把結果寫在膠片上］ ［教師］從上面我們所填表的結果可知，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構和性質(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構和性質(zhì)也十分相似，總稱錒系元素。為了使表的結構緊湊，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)是人工進行核反應制得的元素，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？ ［學生］族序數(shù)。 ［教師］A、B又分別表示什么呢？ ［學生］A表示主族，B表示副族。 ［教師］什么是主族？什么是副族？ ［學生］由短周期元素和長周期元素共同構成的族，叫做主族；完全由長周期元素構成的族，叫做副族。 [總結]最后我們用一句話來概括元素周期表的結構：三短三長一全；七主七副Ⅷ和零。 補充習題 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構示意圖如下，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的原子結構示意圖 。 (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電子結構的是 (填寫具體的化學式 )。 (4)CA2與D元素的單質(zhì)在水溶液中反應的化學方程式是 。 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 教學目標 1、了解原子結構與元素性質(zhì)的關系。 2、能初步學會總結元素遞變規(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構初步聯(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構的聯(lián)系。從而認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構的聯(lián)系 教學過程 [導入]我們把ⅠA 稱為堿金屬族，我們?yōu)槭裁匆阉麄兙幵谝粋€族呢？請同學們觀察堿金屬的原子結構示意圖，分析堿金屬原子結構的共同之處。 [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)，從堿金屬原子的結構可推知其化學性質(zhì)如何？是否完全相同？ [學生] 由于元素化學性質(zhì)與元素原子的最外層電子數(shù)密切相關，堿金屬元素原子的最外層上都只有一個電子，因此它們應該具有相似的化學性質(zhì)，由此可推知它們也應該像堿金屬的代表物鈉一樣，在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)學生化學反應。 [教師]實驗是檢驗真理的標準，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。同鈉與水的反應進比較 鈉 鉀 與氧氣的反應 學生成淡黃色的固體，并發(fā)出黃色火焰 比鈉要劇烈 與水的反應 浮、溶、游、動、響 浮、溶、游、動、響 且反應要比鈉快 [學生活動，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。你認為元素的性質(zhì)與他們的原子結構有關系嗎？ [學生]有關系。同一主族元素化學性質(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 導電導熱性 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)有原子結構間是否存在聯(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 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。 ［學生總結］ ［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 ［設問］大家能否根據(jù)鹵素原子的結構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]鹵族元素的原子結構示意圖 ［講解］鹵素原子的最外層電子數(shù)相等，決定了他們在化學性質(zhì)上的相似性(元素的化學性質(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，即結構決定性質(zhì)。 下面請同學們看表格：鹵素單質(zhì)與氫氣的反應。從中我們得出什么結論？ ［投影］鹵素單質(zhì)與氫氣的反應 名稱 反應條件 方程式 學生成氫化物的穩(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的反應可用通式H2＋X2====2HX來表示，反應時按F2、Cl2、Br2、I2的順序，反應條件越來越苛刻，反應程度依次減弱，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的反應不同于我們以往學過的化學反應，它的特點是在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行，我們把這樣的反應叫可逆反應。 ［板書］可逆反應：同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應。 2H2O======2H2↑+O2↑ 2H2+O2======2H2O 通電 點燃 判斷下列各對反應是否為可逆反應。 (1) （） 2SO2+O2=========2SO3 2SO3=========2SO2+O2 高溫、高壓 催化劑 高溫、高壓 催化劑 (2) （√） [學學生活動] F2 Cl2 Br2 I2 劇烈程度： 學生成的氫化物的穩(wěn)定性： [教師]我們可以通過金屬與鹽溶液的置換反應可以比較金屬的強弱，通過鹵素間的置換反應實驗，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。 ［學生討論、分析］ ［板書］Cl2＋2NaBr=====2NaCl＋Br2 Cl2＋2Br-=====2Cl－＋Br2 Cl2＋2KI=====2KCl＋I2 Cl2＋2I－=====2Cl－＋I2 ［小結］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。該物質(zhì)可能是。 （ ） A．FeCl3 B．K2SO3 C．KNO3 D．Na2S 5、下列關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，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，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