引领学生六读_元素周期表_.pdf

引领学生六读 元素周期表0 孙元亮 山东桓台第一中学 256400 元素周期表对学生学习化学有重大指导作用 是 重要的工具 化学新课程标准中要求学生 能描述元 素周期表的结构 知道金属 非金属在元素周期表中的 位置及其性质的递变规律0 人民教育出版社 江苏教 育出版社 山东科学技术出版社出版的5化学 2 必修 6 中关于 元素周期表0的内容 虽然呈现方式不同 顺序 有别 但都符合化学新课程标准的要求 教师对这些 内容进行整合后再进行教学效果更好 读 元素周期表0就象欣赏5八骏图6一样 不仅 读出它的外在的形式美 更重要的是读出它的丰富 内涵 从静止的文字 符号中读出蕴藏的规律 动态 的变化趋势和发展方向 引领学生把一张无声无 息的周期表读成活灵活现的艺术品 1 一读元素周期表的来源 教学流程 学生分组查找资料 关于元素周期 表的发展史 实践活动汇报 以墙报形式展出 交流 总结 教学内容 1 11869 年 门捷列夫将元素按相对原子质量由 小到大依次排列 制出第一张元素周期表 至今已 出现 700 多种不同形式的元素周期表 2 1 现常用的短式元素周期表 依据原子序数递 增顺序从左到右排列 将原子核外电子层数相同的 元素排成一个横行 将原子核最外层电子数相同的 元素按电子层数递增顺序从上到下排成纵列 设计意图 采用开放式教学 让学生学会查阅 资料 优化选择 获得有用信息 2 二读元素周期表的结构 教学 流 程 学 生 按 行 列 观 察 元 素 周 期 表 讨论 汇报 概括总结 教学内容 1 周期 周期表中有 7 个横行即七个周期 短周期 1 2 3 长周期 4 5 6 不完全周期 7 2 族 周期表中有 18 个纵列 但第 8 9 10 三列 为一族 共十六个族 主族 由长周期和短周期元素共同构成的族 共七列 0族 稀有气体元素 一列 副族 只由长周期元素构成的族 共七列 族 第 8 9 10三列 记忆口诀 三短三长一不全 七主七副零八 三 3 关系 原子序数 核电荷数 质子数 核外 电子数 周期序数 原子电子层数 主族序数 最外层电子数 4 读元素周期表 可知元素的名称 元素符号 原子序数 相对原子质量 外围电子层排布 金属和 非金属元素的分区等 设计意图 通过对元素周期表的观察 让学生 学会观察 思考 总结 让学生参与获得知识的过 程 学会获得知识的方法 体验到获得知识的感受 3 三读元素周期表中隐含数据 教学 流 程 从 元 素 周期 表 中 获 得 数 字 信 息 加工提炼信息 得出新结论 教学内容 1 已发现的 22 种非金属元素 都在周期表的主 族和 0族 2 各周期的元素个数分别是 2 8 8 18 18 32 26 当周期数 n 为奇数时 所含元素数为 n 1 2 2 当 n 为偶数时 所含元素数为 n 2 2 2 3 同周期相邻主族元素原子序数之差 差 1 1 2 3 周期 其它周期 A A 族除外 差 11 4 5 周期 A A 族 差 25 6 7 周期 A A 族 同主族相邻周期元素原子序数之差 差 2 H 与 Li 差 8 He 与 Ne 2 3 周期 3 4 周期 A A 族元 素 差 18 3 4 周期 A 0 族 4 5 周期 5 6 周期 A A 族元素 差 32 5 6 周期 B 0 族 6 7 周期元素 4 相邻元素原子序数呈半 倍 关系的 H 与 He O 与 S Ar 与 Kr 5 最外层电子数等于周期数的元素 H Be Al Ge Sb Po 6 最外层 1 个电子的元素 A B 铬 钼 铌 钌 铑 铂 最外层 2 个电子的元素 He A 多数过渡元素 最外层有 6 或 7 个电子的不一定是 非金属元素 如 Po 设计意图 学生经过从元素周期表中获取信 息 加工信息的过程 学会运用比较 归纳的方法 探索新知识 提高自学能力 29 2009 年第 8 期 化 学 教 育 4 四读元素周期表中蕴藏的规律 教学流程 分析外围电子层排布和 1 20 号元 素的原子结构特点及教材中原子半径 化合价数 据 思考交流 得出原子核外电子排布的简 单规律 提出新问题 如元素的金属性 非金属 性与原子序数有何关系 实验探究 钠 镁 铝 性质比较 得出结论 理论探究 资料卡片 硅 磷 硫 氯元素的性质事实 思考交流 概括出元素周期律 结合元素周期表 总结出元 素性质 原子结构与周期表中元素位置关系 应用 教学内容 1 周期表中 同周期元素 稀有气体除外 的原 子 核外电子层数相同 从左到右核电荷数依次增 多 外围电子数依次增多 原子半径逐渐减小 失电 子能力逐渐减弱 得电子能力逐渐增强 主族元素 常见最高化合价逐渐增大 最低化合价逐渐减小 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 2 同主族元素原子最外层电子数相同 从上到 下核电荷数增多 电子层数逐渐增多 原子半径依 次增大 失电子能力逐渐增强 得电子能力逐渐减 弱 元素的金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 3 元素周期表中 元素的性质 原子半径 主要 化合价 金属性和非金属性 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 4 建立 位 构 性0之间的关系 5 周期表不仅对元素进行了分类 也揭示了一 系列的科学观念 如结构决定性质 量变引起质变 复杂现象中蕴涵着简捷规律等 设计意图 通过猜想推测 方案设计等系列探 究活动 培养学生能发现 提出有探索价值问题的 能力 形成由量变到质变的观点 亲身体验对事物 从具体到一般的提炼过程 培养学生归纳 总结问 题的能力 在思考和动手实验中完成知识与能力 的建构 树立 位 构 性0相互转化的思想 提 高学生分析和解决问题的能力 培养学生的科学 素养 5 五读元素周期表的应用 教学流程 联系实际 作调查 做练习 提出 问 题 寻 找 规 律 应 用 规 律 大 胆 推 测 验证结果 解决问题 教学内容 1 根据周期表中元素的位置寻找未知元素 能 推断 以 0 族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn 的原子序数 2 10 18 36 54 86 为基数 找到任意元素原子序数和 周期表中的位置的一一对应关系 如第 6周期 A 族 元素 Ba 的原子序数为 54 2 56 117号元素在周期 表中的位置是 117 86 32 1即第 7 周期 A 族 该元素位于金属和非金属的过渡分界区 2 周期表中位置靠近的元素性质相似 启发人 们在周期表中寻找新物质 如 超导材料 农药 半 导体材料 催化剂 特种钢 矿物等 3 考古时利用同位素 14 6C 测定一些文物年代 利用放射性同位素释放的射线育种等 4 作性质比较 如 氢氧化钠与氢氧化钾的碱 性比较 5 利用同周期 同主族的相似性和递变性 结 合元素及化合物的已知性质 推知另一元素及化合 物的未知性质 6 用周期表作指导进行人造元素 7 预言未发现的元素的性质 修正一些未测准 的相对原子质量 发展过渡元素结构和镧系 锕系 结构理论 设计意图 培养学生的灵活性 学会运用所学 知识解决实际问题 激发学生学习的积极性 经过 应用验证所学知识 巩固成果 实现认识的飞跃 6 六读元素周期表的发展 教学 流程 学生 上网 查寻 图 书馆 中找 资 料 相互讨论 交流 展示成果 教学内容 1 新元素合成 现在大爆炸宇宙学理论认为 宇宙诞生于一次大爆炸 大爆炸后约 2 小时 诞生 了大量的氢 少量的氦以及极少量的锂 其后 经 过或长或短的发展过程 氢 氦等发生原子核的熔 合反应 分期分批地合成其他元素 至今 所有 恒星包括太阳 仍在合成元素 0 2 周期表的发展 几何解与诸学科的相互统 一 化学元素周期表酸碱显性状态为 108 种与5四门 塔6108 塔一致 这是一篇历时二十八年的作品 愿 感兴趣者将每一元素充填进去吧 周期表的发展几 下转第 67 页 30 化 学 教 育 2009年第 8期 苯酚 难溶于水 但可溶于有机溶剂 如醇 苯 乙醚 等 4 由于三溴苯酚未能快速溶解 因此在有机层可 见极少量白色小颗粒或白色浑浊 溶解在乙醇等极性较强的有机溶剂中的苯酚 无论使用 FeCl3或溴水 其反应现象均与经验预测 有出入 与 FeCl3溶液作用时 可能是由于乙醇与 FeCl3作用形成黄色溶液 掩盖了 FeCl3与苯酚作 用形成的紫色络离子 最终得到黄绿色的溶液 图 1 K 如对 2 苯酚滴耳液 处方 20 mL 苯酚溶解 在甘油中配制成 1L 溶液 按照5中国医院制剂规 范6中的检验方法 FeCl3显色反应 进行检验时得 到的也是绿黄色的溶液 5 溶解在乙醇中的苯酚与 溴水反应后生成的三溴苯酚能以较快速度溶于乙 醇 4 因此也较难看到白色浑浊的出现 图 1 I 由此可见 溶解在弱极性或非极性有机溶剂中 的苯酚更有利于使用苯酚与 FeCl3的显色反应或与 溴水的沉淀反应进行鉴别 而强极性有机溶剂则会 影响苯酚的鉴别 3 溶液酸碱性对鉴别苯酚的影响 鉴别苯酚的试剂 FeCl3和溴水均为酸性溶液 因此 待测溶液的酸碱性必然会影响苯酚的鉴别 待测溶液中含有某些杂质而导致溶液呈碱性时 就会影响苯酚检验 这是因为当少量试剂加入时发 生了如下反应 Fe3 3OH yFe OH 3 橙红色胶 体或棕褐色沉淀 Br2 2OH y Br BrO H2O 这些反应既会消耗试剂 也会对苯酚的特征 反应产生干扰 如使用 FeCl3溶液检验复方硼砂溶 液 处方 3 mL 苯酚 15 g NaHCO3 15 g 硼砂 35 mL 甘油 加水至 1L 中的苯酚 出现了棕褐色的氢 氧化铁沉淀 6 此外 待测溶液中存在甘油 乙醇等极性较强 的有机溶剂时也会对检验产生一定的影响 应该 引起注意的是 烯醇式结构与 FeCl3也会发生显色 反应 4 鉴别苯酚的实验改进 针对上述问题 一般可采取以下 2 种措施 1 调节 pH 法 针对碱性溶液首先调节溶液 pH 值至酸性 然后滴加FeCl3或溴水进行检验 由 于 FeCl3溶液和溴水均为酸性 当加入过量试剂时 也能呈现特征反应 即过量试剂法 2 弱极性溶剂萃取法 酸化溶液后使用弱极 性有机溶剂 苯 乙醚 CCl4等 萃取苯酚 取有机 层 使有机溶剂挥发后或直接加 FeCl3溶液或溴水 进行检验 这一方法同样适用于从较强极性有机 溶剂 乙醇 甘油等 中提取苯酚并进行苯酚的检验 参 考 文 献 1 王祖浩 普通高中课程标准实验教科书 化学 有机化学基 础 选修 南京 江苏教育出版社 2004 73 75 2 尹冬冬 有机化学 上册 北京 高等教育出版社 2003 251 252 3 中华人民共和国卫生部药政局 中国医院制剂规范 北京 中 国医药科技出版社 1995 22 25 4 美 J A 迪安主编 兰氏化学手册 第 2 版 北京 科学出版 社 2003 1 324 5 华文俊 中国药业 1998 7 12 52 6 刘韬等 中国医院药学杂志 2005 25 10 981 上接第30页 何解是与世界各文化体系所含之数相互统一的 也是 一致的 只不过传统文化所含之数是大谜语而已 3 元素周期表是否有终点 1969 年起 物理学 家从理论上探索 超重元素0存在的可能性 认为具 有 2 8 14 28 50 82 114 126 184 等这些 幻数0的 质子和中子 其原子核比较稳定 即随着原子序数递 增 其原子核不一定不稳定 故 109 号元素后还能合 成大批元素 这样一来 第七周期 32 种元素将会被填 满 第八周期也将填满 理论计算 第八周期元素共 50种 其中 7 种主族 1 种惰性 10 种过渡或副族元 素 还有 32种超锕系元素 列在周期表锕系下方 4 周期表负方向发展 有些科学家提出周期表 可以向负方向发展 是因科学上发现了正电子 负 质子 反质子 在其他星球上是否存在由这些反质 子和正电子以及中子组成的反原子呢 这种观点 若被实践证实 周期表可以出现核电荷数为负数的 反元素 向负方向发展就顺理成章了 5 学生写小论文 由元素周期表所想到的 设计意图 用发展的眼光审视元素周期表 开 拓学生的视野 培养学生的创新意识 敢于质疑 勇 于探索 形成可持续发展的思想 总之 学生在学习元素周期表的事实性知识的 过程中 获得与过程有关的程序性知识 探究 思 考 观察 实验 查阅资料等 与方法有关的策略性 知识 比较 分类 归纳 概括等 及与情感 态度 价 值观有关的学科观念 学科思想 学科价值 量变引 起质变 普遍性与特殊性的思想等 逐步养成学 生的科学素养 提高学生的