元素周期律教案

1 / 24 元素周期律教案 元素周期律 教案 教学目标 知识技能：使学生初步掌握原子核外电子排布、原子半径和元素主要化合价的周期性变化；认识元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子周期性排布的结果，从而理解元素周期律的实质。 能力培养：通过元素周期律的推出及运用，初步培养学生抽象归纳以及演绎推理能力；在学习中提高自学能力和阅读能力 科学思想：结合元素周期律的学习，使学生树立由量变到质变以及 “ 客观事物本来是相互联系的和具有内部规律的 ” 辩证唯物主义观点。 科学 品质：从周期律的导出，培养学生学习自然科学的兴趣以及探求知识、不断进取的优良品质。 科学方法：结合周期律的推出，使学生初步掌握从大量的事实和数据中分析总结规律、透过现象看本质、宏观与微观相互转化等科学抽象方法。 重点、难点 元素周期律的实质。 教学过程设计 续表 续表 2 / 24 续表 续表 续表 板书： 第三节 元素周期律 一、核外电子排布的周期性 二、原子半径的周期性变化 三、元素主要化合价的周期性变化 小结：元素周期律的内容 数的递 增而呈周期性的变化。 元素周期律的实质 化是元素原 子的核外电子排布的周期性变 化 的必然结果。 课堂练习参考答案： 1三；增大；小 2（ C）（ D） 随堂检测答案： 1元素原子的核外电子排布的周期性变化 2 l 3 素性质随着元素原子序 元 素性质的周期性变北京四中 宋金秀 一、教材分析 本教材是利用已经学过的简单的元素以其化合物，如碱金属和卤素两类元素的知识，以及原子结构的理论知识，3 / 24 在此基础上引导学生揭示元素周期律和原子结构关系，从而揭示出元素周期律的实质。 二、教学目标 知识与技能方面： 子半径，主要化合价，与元素金属性和非金属性的周期性变化。 而理解元素周期律的实质。 过程与方法方面：通过学习元素周期律，培养学生的空间想象能力、归纳总结能力、类比推理能力。 情感态度与价值观方面：通过引导观察比较，对比归纳的方法增强学生的学习兴趣和学习自信。 三、教学重点和难点 了解元素原子核外电子排布，原子半径，主要化合价，与元素金属性和非金属性的周期性变化是本节课的教学重点。认识元素性质周期性变化是元素核外电子排布周期性变化的结果，理解元素周期律的实质则是本节课的教学难点。 四、教学方法 本节课将采用启发式教学和引导讨论式的教学方法。 五、教学过程 板书设计： 第二节 元素周期律 4 / 24 一 二元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫元素周期律。 三、 【教学理念】 美国心理学家奥苏贝尔认为，影响学习的最重要因素是学生已知的内容，学生只有进行有意义的学习才有价值。有意义的学习是内发的、主动的，是整体性的质变过程。结合现代教学理念，高中化学课堂教学要围绕 “ 收获者 ” 即学生为中心展开，体现 “ 以学生为主体，教师为主导 ” 的教学理念。 基于以上思想， 本节教学设计将充分体现学生的主体性，积极性引导学生参与到教学活动当中，让学生亲历科学探究过程，从而学会学习、乐于学习。 【教材分析】 本节课选自苏教版化学 2 专题一第一单元，教材以1元素为例，从原子核外电子排布、原子半径和元素金属性非金属性几个方面，阐述元素性质的周期性变化，导出元素周期律。本节教材的教学安排在原子结构的教学之后，由于元素周期律主要是在原子结构的基础上归纳得出的，原子结构知识是研究元素周期律的理论基础，如此安排，既有利于学生从本质上认识元素周期律，又有利于巩固原子结 构的知识。将本节教材的教学安排在元素周期表的教学之前，5 / 24 由于元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它建立在元素周期律的基础之上。 普通高中化学课程标准对于本课的要求：能结合有关数据和实验事实认识元素周期律 ,了解原子结构与元素性质的关系。 知识与技能： 1、知道元素原子核外电子排布，周期表中原子半径，元素金属性和非金属性的周期性变化 教材内容、地位及作用 教学目标 元 素 周 期 律 教 学 设 计 设计者 戴若男 2、了解 两性氢氧化物的概念； 3、认识元素周期律是元素原子核外电子排布随元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果 过程与方法：通过元素周期律的推出及运用，初步培养学生抽象归纳以及演绎推理能力； 情感、态度与价值观：结合元素周期律的学习，使学生树立由量变到质变以及 “ 客观 事物本来是相互联系的和具有内部规律的 ” 辩证唯物主义观点 教学重难点 教学重难点：原子的半径和元素金属性和非金属性的变化规律 突出方法：小组讨论法，分组实验法 6 / 24 【学情分析】 学生的差异是客观存在的，教师只有全面了解学生情况，才能做到因材施教，有的放矢。本次教学设计主要针对的是普通中学高一年级的学生，该阶段的学生思维敏捷活泼，但不够严谨，比较喜欢动手做实验，但缺乏正确的科学探究方法，因此必须在实验过程中加强培养，为避免学生“ 做实验，看热闹 ” 的心态，在实验活动中培养学生善于思考，善于分析的能力。 【教法阐述】 【教具】 课堂小结 形成评价 【教学过程】 生欣赏 【教师活动】：在开始今天学习新的内容之前呢，我们先 看下大屏幕上的文章 【学生活动】：学生欣赏视频 【教师活动】：介绍文章内容 环节一：激发兴趣，导入新课 （ 10 【教师活动】：在这一百年间很少有科学家提出一个完整的规律能囊括所有元素的性质，直到 1869 年出现了一位俄 的名字叫做门捷列夫，这是当时门捷7 / 24 列夫做出的第一张元素周期表。那么门捷列夫他是怎么发现元素之间的规律的呢？ 它是把所有元素做成小卡片，每天他就玩弄这些卡 片以找出这些卡片的内在联系。现在同学 元 素 周 期 律 教 学 设 计 设计者 戴若男 们也来当下科学家，在同学们的桌上有一些卡片，请同桌同学合作下，把这 18 张卡片按照一定的规律给它排一排顺序 【学生活动】：把卡片按照自己的想法进行排列 【教师活动】：请一位同学来展示下自己排列的卡片，你们是按照什么样的规律把这 18 张卡片排列的？ 【学生活动】：按照原子核外电子排布规律，竖列上是电子层数的递增，横向上是最外层电子数的增加 【教师活动】：从这个排列的规则上我们就可以巩固我们上节课学习的知识，我们学习了原子核外电子的排布是呈周期性的变化，在化学中经常提到的一句话就是 “ 结构决定性质 ” ， 那么元素在周期表中的位置反映了他们不同的结构，他们的化学性质是否也会像他们的结构一样在周期表中呈现周期性的规律呢？本节课我们就来学习元素周期律 环节二：合作交流，探究规律 （ 25 8 / 24 【教师活动】：首先，我们来讨论下原子半径跟原子在周期中所处的位置 有何关系。现在大屏幕上表格列的是 3到 17 号原子半径，请同学们以横坐标表示元素原子核外最外层电子数，以纵坐标表示原子半径来画下各原子在坐标轴中的位置 【学生活动】：根据数据来画曲线 【教师活动】：请一位同学来展示下你所画的曲线，然后分析下，你能得出什么结论？ 【学生活动】：我发现了随着最外层电子层数的增加，原子半径逐渐变大，在最外层电子层数相同的情况下，电子层数越多，半径越大 【教师活动】：分析得非常准确，随着元素原子序数的递增，元素原子最外层电子的排布和元素原子的半径 ，除了稀有气体元素外，是呈现周期性变化的 2. 原子金属性和非金属性强弱的判断依据 【教师活动】：在知道了原子半径的变化规律后，下面我们就来探究原子的化学性质与随所在周期的位置的变化规律，元素的化学性质主要体现在其金属性和非金属性上，那么究竟金属性和非金属性的强弱是怎么判断的？请同学来阅读下课本 信息提示，找出其判断依据。 【学生活动】：阅读 “ 信息提示 ” 9 / 24 【教师活动】：请同学来回答下金属性和非金属性的强弱是怎么判断的 【学生活动】：如果元素的单 质越容易从水中或酸中置换出氢，则该元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，元素的金属性也就越强；如果元素的单质越容易与氢气反应形成气态氢化物，气态氢化物越稳定，元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性也就越强。 【教师活动】：这是一段比较理论的一段话，指明了金属性和非金属性的强弱判断依据。 【教师活动】：下面我们就根据以上这段来判断下元素周期表中第三行中的钠、镁和铝的金属性的强弱，所以同学们觉得应该要设计怎么样的实验才能得出这三种物质的金属性强弱呢，从 “ 信息提示 ” 中来查找下？ 【学生活动】：可以设计实验看下它们从水或者酸中置换出氢的难易程度 【教师活动】：看来同学们运用知识的能力非常强，这三种单质中我们已经做过了钠与水的反应，请同学来帮我回顾下钠与水的反应现象是怎么样的 【学生活动】：反应时钠是浮在水面上，在水中游动，并且发出 “ 嗤嗤 ” 的响声，钠在水中溶解，在滴入酚酞后溶液变红色了 10 / 24 【教师活动】：同学的描述非常细致，这说明了钠与冷水的反应是非常剧烈了，如果溶液是热水或是酸的话反应现象会怎么样？ 【学生活动】： 反应现象会更加剧烈 【教师活动】：因此，可以得出钠的金属性已经很强了，那么镁和铝的金属性会不会比它还要强呢？现在我们就来做下该探究实验，请同学们取形状大小相同的镁条和铝片放入两只试管中，并且镁条要用砂纸打磨除去表面氧化膜，加入等量且适量的水，再滴加两滴酚酞，观察现象 【学生活动】：按教师的要求进行实验操作 【教师活动】：教师巡视，指导学生实验。 请一位同学来描述下你所观察到的现象 【学生活动】：看到了镁条附近的溶液由微微地变红，铝片附近没有现象发现 【教师活动】：同学观察得非常仔细，为了使反应现象更明显点，请把两只试管来加热下 【学生活动】：放有镁条的溶液全变红了，而放有铝片的溶液依旧没有现象 【教师活动】：说明了什么呢？ 【学生活动】：说明了镁的金属性比铝的金属性强 【教师活动】：很好，同时也说明了这两者的金属性都不如铝，如果我把溶液换成酸的话，铝片能与酸反应生成11 / 24 氢气吗？ 【学生活动】：能的 【教师活动】：这个反应我们在初中就已经学过了，请位同学来总结下该实验得出的结论 【学生活 动】：钠、镁、铝金属性的强弱顺序是钠 镁 铝 【教师活动】：在了解了第三周期前三者金属性的变化规律后，我们再来探究下后面四种非金属的非金属性是如何变化的，首先我也请一位同学来回答下非金属性强弱的判断依据是什么？ 【学生活动】：元素单质与氢气反应形成气态氢化物的难易程度，气态氢化物的稳定性，元素最高价氧化物的水化物的酸性强度 【教师活动】：非常好，下面我们就根据这个表格来判断下硅、磷、硫和氯的非金属性强弱，先请同学来回答下从这个表格你发现了什 么规律？ 【学生活动】：我发现随着原子序数的增加单质与氢气的反应越来越容易 【学生活动】：我发现它们气态氢化物的热稳定性越来越稳定 【学生活动】：我发现它们的最低化合价越来越高 12 / 24 【教师活动】：那么以上的现象说明了什么呢？ 【学生活动】：它们的非金属性越来越强 【教师活动】：总结得非常好，从这个表格我们就可以得出这样一个规律，在同一行的周期中，非金属元素的非金属性随着原子顺序的增加而增强 【 教师活动】：现在我们把钠这个周期整体地来看看，你们能不能得出其他的新规律呢 【学生活动】：我发现在这一周期中原子的半径是逐渐增大的 【学生活动】：我发现它们的最高化合价是从 +1 增加到 +7 的 【教师活动】：同学们观察得非常仔细，那么它们的最高价氧化物的水化物是什么呢？ 【 学 生 活 动 】： H)2 、 H)3 、。 【教师活动】：同学们来思考下前三种的碱性是如何变化的。 强碱这是我们知道的， H)2 的碱 性也比较强，那么 H)3 的碱性会是怎么样的？接下来我们就来做下实验来探究下，请同学们取等量的 溶液于两只试管中，分别滴加氨水直到出现沉淀为止，然后一只试管中加酸，另一只试管中加碱，然后观察实验现象 13 / 24 【学生活动】：按教师的要求进行实验操作和观察实验现象 【教师活动】：请同学来回答下你所观察到的现象 【学生活动】：我发现沉淀在酸和碱中都能溶解 【教师活动】：能与酸 反应生成盐和水说明了 H)3是呈碱性的，但是它又与碱反应生成了盐和水说明了H)3 又是呈酸性的，我们就把物质的这种性质称为两性，因此称为 H)3 两性氢氧化物，而该周期的非金属的酸性已经呈现在表格中了，请同学归纳下它们的酸碱性是如何变化的 【学生活动】：我发现它们的酸碱性是这么变化的：先由强碱到两性氢氧化物，再由两性氢氧化物到弱酸增到强酸 环节三：课堂小结，形成评价 （ 10 【教师活动】：更多的研究表明，随着元素核电 荷数的递增，元素的原子半径，除稀有气体外，元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价都呈现周期性变化 我们就这这种元素随着核电荷数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。元素的周期律师元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果 14 / 24 【学生活动】：听讲，做笔记 【教师活动】：通过今天新课的学习，同学们收获了什么呢？ 【学生活动】：我了解到了在周期表中各元素所在的位置不同，表示了它们的结构不同，性质的不同，对于半径来说电子层数越多，半径越大，最外层电子 数越多，半径越大，在同一周期中，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 【教师活动】：同学们掌握得非常不错，那么我们趁热打铁来完成今天的课堂任务 【学生活动】：习题训练。 趁热打铁： 完成练习本相关习题。 课后延伸（选做）： 如何比较在元素周期表的纵轴上各元素的非金属性的强弱，请以卤素这纵轴举例说明，并设计实验方案。 元素周期律 非金属性 金属性 一、设计思路 根据建构主义和 本 原理，本课教学设计思路如下：首先，通过纸牌游戏创设情境，引导学生得出通过分类易于观察得到其中的变化规律，再结合化学学科中元素导入新课；接着将核电荷数 1 18 的元素，按照核外电子排布情况列表，利用图表请学生观察并讨论随着原子序数的递15 / 24 增，原子的核外电子层排布、原子半径、化合价的变化规律，其中原子半径结合学生生活经验以穿衣服为喻进行理解，化合价的变化通过之前学习的碱金属与卤素进行知识迁移；然后，用实验对钠、镁、铝的金属性进行探究，进而学习金属性与非金属的变化规律；最后补充元素周期律的概念和本质，并进行巩固练习和课 堂总结。 二、前期分析 （一）、学习任务分析 本节内容选自人民教育出版社出版的高中化学教材第五章物质结构的第二节，共两个课时。本节课为该节内容的第一课时，主要内容包括元素周期律的概念和本质，以及随着元素原子序数的递增原子核外电子排布、原子半径、化合价、金属性与非金属性所呈现的具体规律等内容。课程在前面几节已经介绍了原子的组成、核外电子排布示意图，并系统介绍了碱金属和卤素，其中的知识内容及初步体现的分类思想，为本节课元素周期律中关于原子核外电子排布、原子半径、化合价、金属性与 非金属性等相对抽象知识的教学打下了基础，同时更为接下去元素周期表和其他元素及元素化合物的学习做铺垫，是高中化学学习的一个重要部分。 教学重点：知道元素周期律的概念，描述及运用原子核外电子排布、原子半径、化合价、金属性与非金属性随着16 / 24 元素原子序数的递增所呈现的具体规律 教学难点：描述及运用原子核外电子排布、原子半径、化合价、金属性与非金属性随着元素原子序数的递增所呈现的具体规律 （二）、学习者分析 学生在课程的前面几章学习了原子的组成以及原子核外电子排布示意图，易于从核外 电子排布的角度理解元素周期律。而对于碱金属和卤素等具体元素的学习，一方面初步形成元素及其化合物学习中的分类思想，另一方面也具备了部分元素随元素原子序数的递增而呈现的规律，易于进行知识迁移。本班学生对碱金属和卤素的学习较为扎实，并初步掌握实验探究的方法，且抽象思维能力较强，并善于观察实验现象，但具体分析、表达能力不足。 1 （三）、教学目标分析 1知识与技能 （ 1）知道元素周期律的概念； （ 2）说出元素周期律的本质； （ 3）描述并运用原子核外电子排 布、原子半径、化合价、金属性与非金属性随着元素原子序数的递增所呈现的具体规律。 17 / 24 （ 1）通过分类、比较、归纳等方法对信息进行加工，从而得出元素化合价、原子半径等方面的变化规律； （ 2）通过运用化学语言，准确描述化学知识； （ 3）通过对金属性与非金属性变化规律的实验探究，进一步学习通过实验学习化学的手段。 利用扑克牌，明确化学学习中分类思想的重要性，并强化从生活中寻找灵感的意识；通过对元素周期律的学习，体验化学学科 的规律美以及严谨态度的重要性。 三、教学准备 教具： 10 副扑克牌 实验仪器：试管、试管夹、酒精灯、胶头滴管、火柴、砂纸 实验试剂：镁带、铝片、无色酚酞试液 四、教学过程 入新课 教师将全班按照四人小组进行分组，每组同学发到一副扑克牌。 10 副牌均少同一张牌，其中一副按照花色排好序，其余 9 副打散。请学生找出每副牌中缺的那张，并比赛哪一组速度最快。 提问 针对最快找出缺失张牌的组别，提问 “ 为什么能最快找出？发到的扑 克和相邻组的扑克有什么不18 / 24 同？ ” 接着，引导学生得出通过分类易于观察得到其中的变化规律，进而有助于我们学习化学。激发起学生的学习兴趣之后，再结合我们化学学科中的上百种元素，请学生思考“ 元素当中是否存在规律 ” ，自然过渡到本节课要学习的元素周期律。 入学习 1 过渡 为了便于观察研究，我们将核电荷数 1 18的元素，按照核外电子排布情况列表 5 教师介绍原子序数就是人们按核电荷数由小到大的顺序给元素的编号，且在数值上与这种原子的核电荷数相等。 原子核外电子排布 请学生观察以上列表，并根据表，小组讨论随着原子序数的递增，原子的核外电子层排布呈现什么规律性的变化，并将讨论的结果填在表 5： 然后请同学尝试对规律进行归纳，教师补充得到：随着原子序数的递增，原子核外电子层层数递增，电子层数相同的元素随着原子序数的递增而递增，其中第一层稳定结构时的最外层电子数为 2，第二、三层稳定结构时的最外层电子数为 8。 过渡 从核外电子的排布看，电子层数与最外层电19 / 24 子数的递增对原子半径会不会有影响？ 原子半径 由于 相关内容较为抽象，教师以冬天穿衣服作比喻，让学生猜测原子半径的变化规律。结着请学生继续观察表 5析得到原子半径随原子序数的变化规律：随着电子层数的递增，原子半径增大；电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径递减。教师解释电子层数相同，随着原子序数的递增，最外层电子数多的受原子核的引力较大，即约束力大，因此原子半径反而小。再由学生将所得到的规律与图 5比对。 化合价 基于对原子核外电子层排布变化规律的学习，请学生观察最外层电子数分别为 1 和 7 的元素，并回顾碱金属和卤素各自元素之间化合价 和金属性的变化规律。教师再引导学生结合表 5碱金属和卤素进行知识迁移，对元素化合价随着元素原子序数的递增呈现的规律性变化进行归纳，并完成表 5 结合碱金属和卤素，先从竖列对金属元素和非金属元素的化合价变化规律进行分析，得到同一竖列的元素化合价情况相同或相似；再从横排分析，金属元素化合价呈正价递增，且与核外电子层最外层电子数相同，非金属元素化合价成副价递增，可显正价，且最低副价与最高正价加和为 8。 验探究 金属性与非金属性 刚刚还回顾了碱金属与卤素当20 / 24 中金属性与非金属性的变化，那在其他元素中是否同样存在变化的规律呢？ 过渡 在化学学习中，我们刚刚用的结合图表是一种方法，用实验来探究也是一种常用的方法。 先请学生讨论判断元素金属性强弱的方法，得到可以从它的单质跟水 (或酸 )反应置换出氢的难易程度，以及它的最高价氧化物的水化物 氢氧化物的碱性强弱来判断；相应的，元素非金属性的强弱，可以从它的最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或跟氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。接着从金属钠的金属性很强，提问学生 “ 金属镁与金属钠的金属 性如何？铝和前两者相比又如何 ” ，引导学生开始实验探究： 假设 钠、镁、铝的金属性依次递减。 实验 1 取两个段镁带，用砂纸擦去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加 3，并往水中滴 2 滴无色酚酞试液。观察现象。然后，加热试管至水沸腾。观察现象。 现象 在冷水中无明显现象，在沸水中镁带表面有气泡产生，且溶液变红色。 结论 1 钠的金属性比镁强。 实验 2 取一小片铝和一小段镁带，用砂纸擦去表面的氧化膜，分别放入两支试管，再各加入 2 盐酸。观察发生的现象。 21 / 24 现象 铝片所在试管产生气泡不如镁带所在试管多。 结论 2 镁的金属性比铝强。 结论 3 电子层数相同，随着原子序数的递增，元素金属性递减。 4. 巩固练习，反馈评价 通过课堂练习，让学生巩固本堂课所学的原子核外电子排布、原子半径、化合价、金属性与非金属性随着元素原子序数的递增所呈现的具体规律，并能熟练的运用，同