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高一化学必修2《素周期律》教案
教材分析:
物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识,也是中学化学教学的重要内容。通过学习这部分知识,可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳,从理论进一步加深理解。同时,作为理论指导,也为学生继续学习化学打下基础。这部分知识既是化学必修2的内容,也是选修化学的基础。本章内容虽然是理论性知识,但教材结合元素化合物知识和化学史实来引入和解释,使理论知识与元素化合物知识相互融合,以利于学生理解和掌握。
学情分析:
在初中化学的基础上,学生对电子层的概念已经有了不同程度的认识和理解,再进一步介绍原子核外电子排布。教材没有具体介绍原子核外电子排布的规律,而是直接给出了1~18号元素原子核外电子的排布,让学生从中发现一些简单规律,学生有能力自主完成次部分内容。学生能够比较熟练的绘制数学中的坐标系图像,本节课讲数学思想融入进来,更加直观和形象。对于原子半径的查找作为课下小组探究的内容,增加学生小组合作意识,课堂上学生愿意代表小组成员展示,符合高一学生的心理要求。
高一学生的大脑里的知识结构仍比较简单,同化新概念的能力不强,这就要求教师努力调动学生已有的知识,调整学生头脑中的认知结构,帮助学生加强新旧概念间的联系,同化理解新概念。
教学目标:
知识与技能:掌握原子核外电子排布规律;元素的原子半径、化合价随原子序数的递增而呈现出的周期性变化规律;微粒半径及大小的比较。
过程与方法:
1、归纳法、比较法。
2、培养学生抽象思维能力。
情感、态度与价值观:培养学生勤于思考、勇于探究的科学品质。
教学重点:元素化合价随原子序数的递增而变化的规律,微粒半径及大小的比较。
教学难点:元素周期律的探索与发现过程。
教学策略和方法:本课在设计上主要以发现教学方式进行,以学生的自主发现探究为主,利用教材提供的数据,指导学生进行理论探究,同时在教学过程中,辅助以讲授法,发现法,读书指导法,任务驱动法等教学方法,调动学生积极性,形成全员参与,学生为本的课堂氛围,最大程度的利用各方资源为课堂教学服务。
课堂类型:新授课
教学手段:多媒体、学案辅助教学
教学设计理念:
化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识,它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态,反映着化学现象及事实的本质,是化学学科知识体系的基础。因此化学概念学习与教学的理论研究受到广泛的重视,注重教学的阶段性就是要根据学生的特点,依据课程标准的要求,掌握好知识处理的分寸,准确把握知识的深广度,在不同阶段给学生提出不同的.要求。教学中不能不顾学生实际能力,过分追求科学性和完整性,将概念随意扩展和深化。
对原子最外层电子数,元素化合价变化规律,以学生动手绘图为主,引导学生将表格数据转化为图像,实现学生的自主探究学习。这样的设计,一方面可以锻炼学生数形转化能力,也会使学生对知识有更深入的理解,另一方面利用图像的直观性,也能大大降低学生对规律性的理解难度,实现课堂的高效开展。
教学过程设计:
【课前布置】各小组查找118号元素的原子半径,并绘制直观图像,尝试得出粒子半径大小的比较方法。
【图片展示】美丽的螺壳是大自然的鬼斧神工造就的,一圈圈的螺纹不仅是自身漂亮的外衣,还揭示了大自然中万事万物的发展规律。这种图案引领着人们去思考、去发现。元素周期律是螺纹模式的直接体现者,让我们带着螺纹的美丽来探寻元素的变化规律吧!
【过渡】俗话说:物以类聚人以群分,那么元素呢?1869年,俄国化学家门捷列夫将已发现元素按照原子量大小进行排列-----发现每隔七种元素,便有一种元素的性质与这种元素相似------提出某元素及其化合物的形态和性质,与元素的原子量数值呈周期性的关系,制出了第一张元素周期表。人们根据化学的和谐与统一、对称与守恒绘制了多种形形色色的周期表,下面带大家一起来欣赏。
【温故知新】(回忆、思考)元素的原子是由哪些基本微粒组成的?
【图片展示】电子层模型示意图,请同学们认真观察这个示意图,它表示了什么样的含义?
【学生回答】是一种层状结构,中间有一个核,各层的颜色不一样,层与层之间的距离不一样)
【老师讲述】 同学们的观察比较仔细、全面,在含有多个电子的原子里,各个电子的能量是不同的,因此它们的运动区域也不同,我们把不同的区域的运动,称作电子层。就好像示意图中一层一层的,层与层之间是不连续的。用n表示电子层,=1,2,3,4,,5,6,7,或者用字母K、L、M、N、O、P、Q表示。
【追问】请同学们仔细看书,体会,思考,电子在各层能量高低顺序是什么?与离核远近有什么关系?并结合已经学习的碱金属和卤素及学案中零族元素的核外电子排布,努力找出排布规律。
【课堂研讨】
一、原子核外电子的排布
(自学、总结) 阅读教材P13什么是电子层?从内到外用字母表示分别是什么层?
阅读教材及下表,总结原子核外电子的排布规律:
①各电子层最多容纳 个电子;(n为电子层数)
②最外层最多能容纳的电子数目为 (K层为最外层,不超过 个电子),次外层电子数目不超过 ,倒数第三层不超过 个电子;
③核外电子总是尽先排布在能量 的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步 的电子层。注意:这几条规律是相互联系的,不能孤立理解,必须同时遵循这几条规律。
【体验】
①按照上述电子排布的一般规律,画出9号氟元素、19号钾元素、53号溴元素的原子结构示意图?
②现有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,据此分别写出A、B两种原子的名称 。
【过渡】已经了解了核外电子排布的基本规律,那么元素的性质与核外电子排布有什么联系呢?咱继续探讨。
【课堂研讨】
二、元素周期律
【动手绘制】以118号元素为例,最外层电子数与原子序数的关系。
【学生发现】12号元素,1层电子,电子数12,达到稳定结构;
310号元素,2层电子,最外层电子数18,达到稳定结构;
1118号元素,3层电子,最外层电子数18,达到稳定结构;
每隔一定数目的元素,会重复出现原子最外层电子数从18个的情况:随着原子序数的递增,元素最外层电子数呈现周期性变化。
【老师小结】每隔一定数目的元素,会重复出现原子最外层电子数从18个的情况:随着原子序数的递增,元素最外层电子数呈现周期性变化。这种规律是经过一定数目的元素种类之后,重复出现的,可以把它们称作周期性变化的规律。就好像我们常用星期来记时间一样,每7天为一个周期,对元素而言,就是随着原子序数的递增,每隔一定数目的原子最外层电子数出现周期性变化的规律。
【追问】元素的原子半径和化合价是否也随着原子序数的递增呈现周期性变化呢?
【小组展示】成果展示,小组汇报。
【学生发现】
1、以稀有气体为界,39号元素原子半径依次减小;1117号元素半径依次减小。
2、稀有气体原子的半径貌似比较特殊,会突增。
3、原子半径变化呈现出周期性变化。
【体验】你能比较出具有相同核外电子排布的离子半径的大小吗?如:O2-、F-、Na+、Mg2+;再如:S2-、Cl-、K+、Ca2+。你能比较出同主族元素离子半径的大小吗?依据是什么?
【提升】粒子半径大小的比较方法。
【图片展示】以118号元素为例,元素的化合价与原子序数的关系。
【学生发现】
1117号元素极大程度上重复着39号元素所表现出来的变化规律,如果继续研究18号以后的元素,也会发现如此相同的变化规律。
【动手绘制】以118号元素为例,元素的化合价呈现出周期性。
【小结】各主族元素的主要化合价、各元 素的最高正价与它们的原子 结构、最低负价的关系。
元素主要化合价由 决定。
主族元素最高正价=元素原子的 =主族
最高正价 +|最低负价| = (除 外)
【课堂小结】
准确理解周期性,指每隔一定的数目或时间重复出现的某种变化,这种重复不是简单机械的重复,而是在变化中重复,在重复中变化。在自然界中周期性变化是一种普遍的变化规律,如日夜交替、四季循环、日落日升、潮涨潮落等等。
元素的原子半径、主要化合价等性质,都是由核外电子排布(包括电子层数和最外层电子数)的周期性变化引起的,所以元素性质的周期性变化是原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
【课堂延伸】
除了上述方面外,元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性。
一.元素周期表的结构
周期序数=核外电子层数 主族序数=最外层电子数
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
二.元素的性质和原子结构
(一)碱金属元素:
2.碱金属化学性质的递变性:
递变性:从上到下(从Li到Cs),随着核电核数的增加,碱金属原子的电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失去电子的能力增强,即金属性逐渐增强。所以从Li到Cs的金属性逐渐增强。
结论:
1)原子结构的递变性导致化学性质的递变性。
2)金属性强弱的判断依据:与水或酸反应越容易,金属性越强;价氧化物对应的水化物(氢氧化物)碱性越强,金属性越强。
3.碱金属物理性质的相似性和递变性:
1)相似性:银白色固体、硬度小、密度小(轻金属)、熔点低、易导热、导电、有展性。
2)递变性(从锂到铯):
①密度逐渐增大(K反常) ②熔点、沸点逐渐降低
3)碱金属原子结构的相似性和递变性,导致物理性质同样存在相似性和递变性
(二)卤族元素:
2.卤素单质物理性质的递变性:从F2到I2
1)卤素单质的颜色逐渐加深;
2)密度逐渐增大;
3)单质的熔、沸点升高
3.卤素单质与氢气的反应: X2 + H2 = 2 HX
卤素单质与H2 的剧烈程度:依次减弱;生成的氢化物的稳定性:依次减弱
4. 非金属性的强弱的判断依:
1. 从价氧化物的水化物的酸性强弱,或与H2反应的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。
2. 同主族从上到下,金属性和非金属性的递变:
同主族从上到下,随着核电核数的增加,电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子得电子的能力减弱,失电子的能力增强,即非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
3. 原子结构和元素性质的关系:
原子结构决定元素性质,元素性质反应原子结构。
同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性。
三.核素
(一)原子的构成:
(1)原子的质量主要集中在原子核上。
(2)质子和中子的相对质量都近似为1,电子的质量可忽略。
(3)原子序数 = 核电核数 = 质子数 = 核外电子数
(4)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
(二)核素
核素:把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。一种原子即为一种核素。
同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
或:同一种元素的不同核素间互称为同位素。
(1)两 同:质子数相同、同一元素
(2)两不同:中子数不同、质量数不同
(3)属于同一种元素的不同种原子
课题:元素周期表①
[知识与技能]:1、了解元素周期表的结构以及周期、族等概念;
2、了解周期、主族序数和原子结构的关系
[过程与方法]:通过自学有关周期表的结构的知识,培养学生分析问题、解决问题的能力。
[情感态度与价值观]:通过精心设计的问题,激发学生求知欲和学习热情,培养学生的学习兴趣。
[教学重难点]:周期表的结构;周期、主族序数和原子结构的关系。
[教学过程]:
[导入]:丰富多彩的物质世界有100多种元素组成,这些元素性质不同,有的性
质活泼,易与其他元素形成化合物,有的性质不活泼,不易与其他元素形成化
合物,等等。为什么他们性质不同?他们之间存在着什么联系?为解决以上问
题,我们今天学习元素周期表。
[板书]:第一节元素周期表
[提问]:有那位同学知道到目前位置人类已发现了多少种元素?
[学生回答]:112种,投影元素周期表,那么元素周期表是谁发现呢?
[指导阅读]:门捷列夫图象
[思考与教流]:门捷列夫发现元素不是一群乌合之众,而是像一支训练有素的军队,按照
严格的命令井然有序地排列着,怎么排列的呢?
[讲解分析]:1869年,俄国化学家门捷列夫把当时已发现的'60多种元素按其相对原子
质量由大到小依次排列,将化学性质相似的元素放在一个纵行,通过分类归纳,
制出第一张元素周期表,开创了化学历史新纪元;教师把元素周期表的挂图挂
于黑板上ぃ下面我们就来学习元素周期表的有关知识。
[板书]:一、元素周期表
[设问]:按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。在发现原子的组
成及结构之后,人们发现,原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系:
[板书]:原子序数═核电荷数═质子数═核外电子数
[思考与教流]:1.画出1-18号元素原子的结构示意图。
2.认真分析、观察原子结构上有哪些相同点与不同点。
3.将上述1-18号元素排列成合理的元素周期表,说明你编排的理由。
[板书]:(一)、元素周期表编排原则:
1、按原子序数递增的顺序从左到友排列。
2、将电子层数相同的元素排列成一个横行。
3、把最外层电子数相同的元素排列成一个纵行。
[过渡]:下面我们就一起来研究一下元素周期表的结构,请大家阅读书本第5页的内容。
[板书]:(二)、元素周期表的结构
[设问]:数一数元素周期表有多少个横行?多少个纵行?
[学生回答]:(数后回答)有7个横行,18个纵行。
[教师精讲]:对。我们把元素周期表中的每一个横行称作一个周期,每一个纵行称作
一族。下面,我们先来认识元素周期表中的横行——周期。
[板书]:1、周期
[教师精讲]:元素周期表中共有7个周期,请大家阅读课本P5的有关内容。
[设问]:把不同的元素排在同一个横行即同一个周期的依据是什么?
[学生回答]:依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增顺序排列在一个横行里。
[设问]:周期序数与什么有关?
[归纳小结]:周期序数=电子层数。
[课堂反馈]:1、已知碳、镁和溴元素的原子结构示意图,它们分别位于第几周期?为什么?
[学生回答]:碳有两个电子层,位于第二周期,镁有三个电子层,位于第三周期;溴有
四个电子层,位于第四周期。
[教师精讲]:元素周期表中,我们把1、2、3周期称为短周期,4、5、6周期称为长周
期,第7周期称为不完全周期,因为一直有未知元素在发现。
[
[过渡]:学完元素周期表中的横行——周期,我们再来认识元素周期表中的纵行——族。
[板书]:2、.族
[设问]:请大家数一下,周期表中共有多少个纵行?
[学生回答]:18个。
[设问]:在每一个纵行的上面,分别有罗马数字Ⅰ、Ⅱ、……及A、B、0等字样,
它们分别表示什么意思呢?
[学生回答]:族序数,A表示主族,B表示副族。
[设问]:什么是主族?什么是副族?
[归纳小结]:由短周期元素和长周期元素共同构成的族,叫做主族;完全由长周期元素构成
的族,叫做副族。
[设问]:元素周期表中共有多少个主族?多少个副族?
[学生回答]:7个主族、7个副族。
[设问]:零族元素都是什么种类的元素?为什么把它们叫零族?
[学生回答]:零族元素均为稀有气体元素。由于它们的化学性质非常不活泼,在通常状
况下难以与其他物质发生化学反应,把它们的化合价看作为零,因而叫做零族。
[设问]:第Ⅷ族有几个纵行?
[学生回答]:3个。
[设问]:分析元素周期表中从ⅢB到ⅡB之间的元素名称,它们的偏旁部首有什么特
点?说明什么?
[教师精讲]:其偏旁均为“金”,说明它们均为金属。很正确。元素周期表的中部从ⅢB
族到ⅡB族10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共六十多种元素,通称
为过渡元素。因为这些元素都是金属,所以又把它们叫做过渡金属。
[设问]:主族元素的族序数与什么有关?
[学生回答]:主族序数=最外层电子数。
[教师精讲]:周期表中还有些族还有一些特别的名称。例如:第IA族:碱金属元素
第VIIA族:卤族元素0族:稀有气体元素
[课堂反馈]:2、完成下列表格:
3、已知某主族元素的原子结构示意图如下,判断其位于第几周期,第几族?
[总结]:最后我们用一句话来概括元素周期表的结构:三短三长一全;七主七副Ⅷ和零。
[作业]:P11:1、2
一、元素周期表的结构
1.周期
周期序数=电子层数て吒鲋芷冢1、2、3短周期;4、5、6长周期;7不
2.族
主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数
18个纵行(7个主族;7个副族;一个零族;一个Ⅷ族(8、9、10三个纵行))
课题:元素周期表②
[知识与技能]:1、了解原子结构与元素性质的关系。
2、探究ⅠA族元素和ⅦA族元素性质的相似性和递变性,能初步学会总结
元素递变规律的能力,
[过程与方法]:1、归纳、比较法:归纳总结卤族元素性质。
2、自主探究:探究卤族元素性质递变规律。
[情感态度与价值观]:通过探究、分析,培养学生创新思维能力。
[教学重难点]:同主族元素性质的递变规律和结构决定性质
[教学过程]:
[导入]:同学们,上节课我们学习了元素周期表,知道在表中有些族的元素还有一
些特别的名称,例如:第ⅠA族:碱金属元素,第ⅦA族:卤族元素,今天,
我们就来看看碱金属元素和卤素,首先请同学们根据已经学过的元素周期表,
找出碱金属元素及卤素包含那些元素?
[板书]:二.元素的性质和原子结构
(一)、碱金属元素:
[设问]:碱金属元素包含那些元素?
[学生回答]:碱金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫;
[科学探究]:请同学们查阅元素周期表中的有关信息,完成下第5页的“科学探究”。
[思考与教流]:通过观察碱金属原子结构示意图,由此能得出什么结论?
[归纳小结]:1、结构异同:同:最外层电子数均为1个。
异:核电荷数由小→大;电子层数由少→多;原子半径越来越大
[思考与教流]:我们知道物质的性质主要取决于原子的最外层电子数,从碱金属原子的结构
可推知其化学性质如何?是否完全相同?
[学生回答]:由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关,碱金属元素原子
的最外层上都只有一个电子,因此它们应该具有相似的化学性质,由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样,在化学反应中易失去一个电子,形成+1价的阳离子,并能与氧气等非金属元素及水发学生化学反应。
[过渡]:实验是检验真理的标准,下面我们通过实验来探讨同一族元素的性质。
[实验1]将一干燥的坩埚加热,同时取一小块钾,擦干表面的煤油后,迅速的投入到
热坩埚中,观察现象。同钠与氧气的反应比较。
[板书]:2、碱金属单质化学性质
(1)、碱金属与氧气的反应
[思考与交流]:请写出钠与氧气在加热条件下的化学反应方程式,并尝试的写出锂、钾
[设问]:从钾、钠与氧气反应实验中,请总结出碱金属与氧气的反应有什么相似性、递变性?
[归纳小结]:相似性:碱金属都能与氧气反应。
递变性:周期表中碱金属从上往下,与氧气的反应越来越剧烈。
[过渡]:我们知道金属钠除了与氧气反应外还能与水发生反应。
[实
验2]在培养皿中放入一些水,然后取绿豆大的钾,吸干表面的煤油,投入到培养
皿中,观察现象。同钠与水的反应进比较
[板书][设问]:根据钾、钠与水反应的实验,请请总结出碱金属与水反应有什么相同点、
不同点?生成的碱性氢氧化物的碱性如何变化?
[归纳小结]:相同点:碱金属与水反应都生成氢氧化物和氢气。
不同点:周期表中碱金属从上往下,与水的反应越来越剧烈,生成氢氧化物的
碱性越来越强。
[思考与交流]:根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同。你认为元素的性质与他
们的原子结构有关系吗?
[归纳总结]:1、碱金属单质化学性质的相似性:
碱金属元素原子的最外层上都只有个电子,因此,它们的化
学性质相似,产物中,碱金属元素的化合价都为+1价。
2、碱金属化学性质的递变性:
递变性:从上到下(从Li到Cs),随着核电核数的增加,碱金属原子的电
子层数逐渐增多,原子半径越来越大原子核对最外层电子的引力逐渐
_______,原子失去电子的能力_______,即金属性逐渐增强。所以从
Li到Cs的金属性逐渐增强。
必修2元素周期表教案
单元概述
高一的学生对元素周期表有了初步的印象,为了让学生更好的了解元素周期表的结构、知道周期和族的概念,能说出(主要是1~18号)元素在周期表中的位置,学生将扮演科学家的角色(模仿科学家研究问题),以组为单位,根据元素周期表的编排依据制作不同形式的元素周期表的小册子,并借助投影仪进行作品展示解说,描述他们在项目学习中的想法和收获。最后将优秀小册子在校园展览园地进行展览。本单元采用项目学习的方式,通过此方式以期加深学生对元素周期表结构的认识,为后面元素周期律等内容的学习奠定基础,培养学生合作、技术、创新等21世纪技能。多种评价手段(开始前的问卷调查、小测验、录像记录、学生项目自我评价、小组互评,教师评价等)保证项目的顺利实施。
教学目标
知识与技能目标:
1、通过观察和亲自编排元素周期表,了解元素周期表的结构,知道周期和族的概念,能说出1~18号元素在周期表中的位置。
2、学习上网浏览、查询、筛选资料的方法,会使用搜索引擎等查询工具。
过程与方法目标:
1、通过项目学习,掌握一定的自主学习的'技巧,提出和实施新的思想,并把新思想传播给他人。
2、在与同伴的共同活动中,提高人际交往能力,并在小组内充分发挥主人翁意识,提出有意义的见解,帮助同伴共同解决学习过程中的问题。
3、通过展示作品,能概括、清晰地把自制的元素周期表介绍给大家,培养口头表达的能力。
情感、态度和价值观目标:
1、通过项目活动,正确认识科学发展的历程,并以此引导自己今后的学习和实践。
2、在学习过程中培养自主探究的精神,增强自主学习的意识。
3、在小组协作学习的过程,提高团队协作的精神。
教学过程
提出基本问题:生活中的周期表的结构各是怎样的?这些周期表如何指导人们进行生活?(头脑风暴,让学生关注生活中的周期表及其指导作用。)
任务一:关注单元问题:
元素周期表的结构是怎样的?元素周期表如何指导你学习?
(进行下面活动前拿出一张记录卡片和笔,将每项中你得出的结论记录下来)
查看元素周期表:
①找出元素周期表的编排依据以及原子序数与元素的原子结构之间的关系。
②进一步观察现在的元素周期表,数一数横行数和纵行数,数一数每一横行包括了多少种元素,找出横行又分为哪些类型。
③画出1~18号元素的原子结构示意图,找出横行和纵行的编排原则。找出纵行又分为哪些类型。
④用自己的理解概括周期和族的概念。
⑤归纳金属和非金属的分布情况。
⑥找出描述元素在元素周期表中的位置的方法,并进行描述。
(以上活动进行完之后,小组之间进行讨论核对,对任务一的内容进行归纳总结,同时完成活动一小测评,把以上归纳总结及做完的小测评在以小组名字命名的文档里进行整理归纳,然后上传至班级群共享文件中,随堂进行点评。)
任务二:(你是科学家)
以小组为单位,每个小组根据元素周期表的编排依据及周期、族的编排原则,参考单元问题、内容问题、学生范例、项目提问助学材料及学生范例评价量规等制作一个小册子。(本活动整个完成过程中摄相员拍录每组的活动情况上传计算机,各组完成后,派小组代表进行介绍小册子制作情况,并播放小组活动情况,小组倾听代表介绍、观看小组活动录像,并根据评价量规进行小组自评、互评,教师进行小组终结性评价。)
最后: 学生完成k-w-l表,教师完成随堂观察记录、教学反思、评审表,将优秀小报告贴在展览园地进行展览。