高中化学《元素周期表》教案21 新人教版必修2

用心 爱心 专心 1 第一节第一节 元素周期表元素周期表 教学目标 1 使学生了解元素周期表的结构以及周期 族等概念 2 使学生理解同周期 同主族元素性质的递变规律 并能运用原子结构理论解释这些递变规 律 3 使学生了解原子结构 元素性质及该元素在周期表中的位置三者间的关系 初步学会运用 周期表 4 通过对元素周期律的发现及元素周期表的编制过程的了解 使学生正确认识科学发展的历 程 并以此来引导自己的实践 同时促使他们逐渐形成为科学献身的高贵品质 5 使学生了解元素周期律和周期表的意义 认识事物变化由量变引起质变的规律 对他们进 行辩证唯物主义教育 6 使学生对核素 同位素及元素相对原子质量的测定有常识性的认识 教学重点 元素周期表的结构 元素的性质 元素在周期表中的位置与原子结构的关系 教学难点 元素的性质 元素在周期表中的位置和原子结构的关系 核素 同位素 课时安排 3 课时 教学用具 投影仪 胶片 元素周期表挂图 教学方法 启发 诱导 阅读 讨论 练习 探究等 教学过程 第一课时 引言 上一节我们学习了元素周期律 知道元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性 的变化 那么 有没有一种工具可以把我们已知的一百多种元素之间的这种周期性很好地表 现出来呢 答案是肯定的 那就是元素周期表 也是我们本节课所要讲的主要内容 板书 第一节 元素周期表 第一课时 师 请大家拿出自己亲手绘制的元素周期表 学生取表 教师把元素周期表的挂图挂于黑板上 师 根据元素周期律 把电子层数目相同的各种元素 按原子序数递增的顺序从左到右排 成横行 再把不同横行中最外层的电子数相同的元素 按电子层数递增的顺序由上而下排成 纵行 这样 就可以得到一个表 这个表就叫元素周期表 元素周期表有不同的形式 我们 这里介绍的是其中一种常见的形式 元素周期表是元素周期律的具体表现形式 它反映了元素之间相互联系的规律 是我们学习 化学的重要工具 下面我们就来学习元素周期表的有关知识 首先 我们来认识元素周期表的结构 板书 元素周期表的结构 师 数一数元素周期表有多少个横行 多少个纵行 生 数后回答 有 7 个横行 18 个纵行 师 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 用心 爱心 专心 2 师 元素周期表中共有 7 个周期 请大家阅读课本 P104的有关内容 学生活动 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 生 依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一个横行里 问 周期序数与什么有关 生 周期序数等于该周期元素具有的电子层数 师 如此 我们可以得出如下结论 板书 周期序数 电子层数 投影练习 已知镁元素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 生 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 师 请把所得结论与元素周期表相对照 看是否正确 学生看元素周期表 师 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 请大家根据自己绘制的元素周期表 完成下表内容 课本 P105表 5 11 投影 表 5 11 周期表的有关知识 类别周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数 1H He21 2Li Ne82 短周期 3Na Ar83 4K Kr184 5Rb Xe185 长周期 6Cs Rn326 不完全周期 7 Fr 112 号 267 学生活动 让一个学生把结果写在胶片上 师 从上面我们所填表的结果可知 在元素周期表的 7 个周期中 除第 1 周期只包括氢和 氦 第 7 周期尚未填满外 每一周期的元素都是从最外层电子数为 1 的碱金属开始 逐步过 渡到最外层电子数为 7 的卤素 最后以最外层电子数为 8 的稀有气体结束 需作说明的是 第 6 周期中 57 号元素镧 La 到 71 号元素镥 Lu 共 15 种元素 它们原子 的电子层结构和性质十分相似 总称镧系元素 第 7 周期中 89 号元素锕 Ac 到 103 号元素 铹 Lr 共 15 种元素 它们原子的电子层结构和性质也十分相似 总称锕系元素 为了使 表的结构紧凑 将全体镧系元素和锕系元素分别按周期各放在同一个格内 并按原子序数递 增的顺序 把它们分两行另列在表的下方 在锕系元素中 92 号元素铀 U 以后的各种元素 多数是人工进行核反应制得的元素 这些元素又叫做超铀元素 元素周期表上列出来的元素共有 112 种 而事实上现在发现的元素还有 114 号 116 号 118 号元素 过渡 学完了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 用心 爱心 专心 3 板书 2 族 师 请大家数一下 周期表中共有多少个纵行 生 18 个 师 在每一个纵行的上面 分别有罗马数字 及 A B 0 等字样 它们分别表 示什么意思呢 请大家阅读课本 P105有关内容 学生活动 教师板书 师 罗马数字 等表示什么意思 生 族序数 师 A B 又分别表示什么呢 生 A 表示主族 B 表示副族 师 什么是主族 什么是副族 生 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 师 元素周期表中共有多少个主族 多少个副族 生 7 个主族 7 个副族 师 元素周期表中还有哪些纵行没提到 生 零族和第 族 师 零族元素都是什么种类的元素 为什么把它们叫零族 生 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 师 第 族有几个纵行 生 3 个 师 分析元素周期表中从 B 到 B 之间的元素名称 它们的偏旁部首有什么特点 说明 什么 生 其偏旁均为 金 说明它们均为金属 师 很正确 元素周期表的中部从 B 族到 B 族 10 个纵行 包括了第 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 师 请大家根据本节的学习内容 填写板书中的空白 把黑板上所挂元素周期表取下 让一个学生上黑板填写 注 易把 16 个族错添为 18 个 师 指住板书内容 此即为元素周期表的主要结构 在中学化学里 我们主要学习主族 元素的性质 师 元素的性质主要是由元素原子的最外层电子数决定的 请大家分析讨论主族元素的族 序数与主族元素原子的最外层电子数有什么关系 可参考我们学习过的碱金属 卤族元素以 用心 爱心 专心 4 及 1 20 元素原子的结构示意图 学生分析 讨论 生 主族元素的族序数等于其最外层电子数 师 很好 由此我们可得出以下结论 讲述并板书 主族元素的族序数 元素原子的最外层电子数 或 主族序数 最外层电子数 投影练习 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 生 X 位于第四周期 第一主族 Y 位于第五周期 第七主族 师 能判断它们分别是什么元素吗 可对照元素周期表 生 X 为钾元素 Y 为碘元素 师 很正确 过渡 以上 我们了解了元素周期表的结构 那么 科学家们在完成这张元素周期表时 经历了怎样的一个过程呢 请大家阅读课本 P109 元素周期律的发现 这部分内容 并思考 以下问题 投影展示 阅读思考题 1 元素周期律发现的背景是什么 2 元素周期律的发现和周期表的编制是否应完全归功于门捷列夫 3 门捷列夫总结出的元素周期律是否就是我们现在所学的元素周期律 4 门捷列夫在研究的过程中 最突出的两大功绩是什么 5 通过这些资料 你认为人类认识世界的过程是不是一帆风顺的 所得到的知识是否都为绝 对真理 学生阅读 思考 教师让学生分别回答以上各个问题 其中问题 5 由教师和学生一块完成 1 从 18 世纪中叶到 19 世纪中叶的 100 年间 随着科学技术的发展 新的元素不断地被发现 人们也逐渐积累了不少关于这些元素的物理 化学性质的资料 因此 人们产生了整理和概 括这些感性材料的迫切要求 2 不应该 而是许多科学家不断研究 探索的智慧结晶 3 不是 门捷列夫的元素周期律指的是 元素 以及由它所形成的单质和化合物 的性质随着 相对原子质量的递增而呈周期性的变化 如今的元素周期律已发展为 元素的性质随着原子 序数的递增而呈周期性的变化 4 首先是预言了某些未知元素 并为这些元素在表中留下了空位 其次是指出了当时测定的 某些元素的相对原子质量数值可能有错误 5 人类认识世界的过程不是一帆风顺的 而是曲折的 螺旋式前进的 人们得到的知识不一 定都是绝对真理 其中多数是处于发展中 并且在发展中不断地被完善 元素周期表的发现 就是一个很好的例子 师 从以上史料可以看出 元素周期律的发现和元素周期表的编制是经过一个发展过程的 从 1789 年拉瓦锡提出将元素分为四类 到 1869 年门捷列夫提出元素周期律为止 先后有德 贝莱纳 高库尔特瓦 欧德林 迈耶尔 纽兰兹等科学家为此做出努力 如果没有 三素组 螺旋图 六元素表 八音律 等元素分类工作的基础 就不会有门捷列夫的元素周期律 门捷列夫的元素周期律既是前人思想的继承 又是前人思想的创新和发展 元素周期律在门 捷列夫之后又经过了不断地完善和发展 1894 年拉姆塞发现惰性气体氩 继后又有氦的发现 用心 爱心 专心 5 等 于是 在周期表中增加了一个零族 稀有气体排在这族中 1913 年莫斯莱测定原子序数 并提出周期律的真正基础是原子序数而不是原子量 直到今天 还有许多人在研究周期律 周期表也出现了多种形式 如维尔纳长式周期表 波尔塔式表等 另外 也一直有人工合成 的新元素在不断地填充元素周期表 师 请大家参看课本 P111表 5 13 人工合成元素的新进展 学生活动 师 能说出该表上为什么没有 113 115 117 号元素吗 生 这些元素尚未被发现 或正在研究中 师 确实这样 美国的劳伦斯 贝克莱实验室曾预计 该实验室和德国重离子研究中心以 及俄罗斯的研究人员不久将会用氪离子来轰击铋靶子 以获得 119 号元素 由于 119 号元素 会衰变成尚未发现的 117 115 和 113 号元素 所以科学家有可能一次就发现 4 种新元素 问 在这么多人工合成新元素的合成者中 却没有中国人的足迹 大家是否为此感到遗憾 呢 生 很懊恼地 十分遗憾 师 那么 就让我们向纽兰兹 门捷列夫等科学家学习吧 他们的研究历程向我们揭示了 这样一个真理 即 我们不但要学习前人的知识 更要在前人所积累的知识的基础上 进行 创新和发展 引申到我们现在的学习中 就是 既要牢固地掌握知识 又要灵活地运用知识 更要不断地扩充和发展知识 物理学家根据原子核结构理论计算 认为周期系最后可能出现的是原子序数为 175 的元素 人工合成的元素 将会完成第七周期 并进入第八周期 甚至第九周期 不过 机遇总是垂 青于那些头脑有准备的人 如我们前面学习碱金属时所知道的英国化学家戴维 一生都是好 学不倦 其仅在 1807 1808 年两年内就发现了钾 钠 钙 恩 钡 镁 硼等元素 当时 年仅 29 岁 1824 年法国化学家巴拉尔发现溴 当时才 22 岁 师 因此 只要我们努力学习 不断进取 勇于为科学事业而攀登 那么 人工合成新元 素的合成者中 出现中国人的身影就不再仅仅是一个希望 中国诺贝尔奖金的空缺也终会弥 补 布置作业 1 一 1 2 重新熟悉元素周期表 预习下节课内容 3 试着写一篇学了这节课的感想 板书设计 第一节 元素周期表 第一课时 一 元素周期表的结构 1 周期 周期序数 电子层数 2 族 主族元素的族序数 元素的最外层电子数 或 主族序数 最外层电子数 用心 爱心 专心 6 教学说明 元素周期表是元素周期律的具体表现形式 是学化学的一种重要工具 对整个中学化学的学 习具有重要的指导作用 因此 学生对元素周期表的熟悉程度直接影响着其对化学的学习 为了使学生更好地了解元素周期表的结构 我特意把这节课内容设计成三课时 本课时 重 点讲解了元素周期表的结构 如果仅仅是像以往那样详细地介绍周期表的横行 纵行 很容 易使学生产生枯燥感 而且课后的遗忘率特别高 为此 在本课时我加进了有关元素周期律 的发现及元素周期表的编制的史料 旨在提高学生们学习化学及对元素周期表学习的兴趣 并向其揭示其中的科学思想和科学方法 使其受到多方面的教育 第二课时 引言 上节课我们认识了元素周期表的结构及科学家们发现元素周期律 编制元素周期表 的历程 知道了元素周期表是诸多科学家智慧的结晶 那么 我们如何根据元素周期表中各 元素所在位置来认识各元素的性质 从而使我们更好地认识自然 并指导我们的社会实践呢 这就是我们本节课所要讲的主要内容 板书 第一节 元素周期表 第二课时 二 元素的性质与元素在周期表中位置的关系 师 我们知道 元素在周期表中的位置 由元素原子的结构决定 而元素原子的结构又决 定了元素的性质 即元素的性质是元素在元素周期表中的位置的外在反映 下面 我们就从 元素的金属性和非金属性 元素的化合价两方面来研究元素的性质与元素在周期表中位置的 关系 中学化学里我们主要研究主族元素 板书 1 元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系 师 请大家根据前面所学元素周期律的知识 回答下列空白 投影练习 1 电子层数越少 原子半径越 核对电子引力越 原子失电子能力越 得电子能力越 金属性越 非金属性越 答案 大 弱 强 弱 强 弱 2 电子层数相同 质子数越多 即原子序数越大 原子半径越 核对电子的引力越 原子失电子能力越 得电子能力越 金属性越 非金属性越 答案 小 强 弱 强 弱 强 3 元素周期表中 周期序数 主族序数 原子序数 答案 电子层数 最外层电子数 核内质子数 师 请大家看下列元素的原子结构示意图 投影 用心 爱心 专心 7 问 在元素周期表中 它们是否属于同一主族 为什么 生 不是 因为它们的最外层电子数不同 问 它们是否属于同一周期 为什么 生 是 因为它们的电子层数相同 问 它们是第几周期的元素 生 第三周期 师 请大家分析它们的原子结构 判断其金属性与非金属性的强弱 生 上述同一周期 不同主族的元素 元素原子核外电子层数虽然相同 但从左到右核电 荷数依次增多 原子半径逐渐减少 失电子能力逐渐减弱 得电子能力逐渐增强 因此 金 属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 师 由此 我们可得出如下结论 板书 1 同一周期 从左至右 各元素的金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 稀有气 体元素除外 师 请大家口头判断下列各问题 投影练习 1 稳定性强弱 H2SHCl 2 碱性强弱 NaOHAl OH 3 3 酸性强弱 H3PO4H2SO4 答案 1 2 3 师 请大家再看下面 3 组元素的原子结构示意图 投影 1 元素符号 原子结构示意图 2 元素符号 原子结构示意图 3 元素符号 原子结构示意 图 师 上述三组元素分别属于同一周期还是同一主族 依据 分别属于第几周期 或主族 用心 爱心 专心 8 生 同一主族 因为它们最外层电子数相同 分别属于第一主族 第五主族和第七主族 师 1 3 组元素有无似曾相识之感 请分别写出它们的元素符号 找一个同学在投影片上填上所缺元素符号 师 请大家根据其原子结构分析其金属性的递变规律 生 在同一主族的元素中 由于从上到下电子层数依次增多 原子半径逐渐增大 失电子 能力逐渐增强 得电子能力逐渐减弱 所以元素的金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 师 由此 我们可以得出以下结论 板书 同一主族 从上到下元素金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 师 口答以下练习 投影 1 稳定性强弱 HFHClHBrHI NH3HF NH3PH3 2 碱性强弱 KOHNaOHMg OH 2 3 酸性强弱 HClO4HBrO4 HNO3H3PO4 答案 1 2 3 师 以上我们讨论的主要是主族元素性质的递变规律 副族元素性质的变化 规律比较复 杂 中学化学中 我们暂不讨论 师 请大家观察附录中的元素周期表 学生活动 问 元素周期表中的表格底色有几种 为什么要这样表示 生 底色有两种 绿色和浅绿色 可以使我们很明显地区别出金属元素和非金属元素 师 回答得很好 而且 从表上我们可以看出 元素周期表中 金属元素和非金属元素的 区域特别集中 沿着周期表中硼 硅 砷 碲 砹跟铝 锗 锑 钋之间画一条线 线的左 面是金属元素 右面是非金属元素 由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线 因 此 位于分界线附近的元素 既能表现出一定的金属性 又能表现出一定的非金属性 师 请大家根据我们上面学过的知识 参考元素周期表 分析除稀有气体元素外 在周期 表中什么元素的金属性最强 什么元素的非金属性最强 为什么 生 根据同周期同主族原子半径的变化规律可知 在周期表中 钫 Fr 元素的原子半径最 大 氟 F 元素的原子半径最小 因此 钫元素的失电子能力应是最强的 钫元素的金属性 也就最强 氟元素的得电子能力最强 氟元素的非金属性也就最强 师 很正确 氟元素也是自然界中存在的非金属性最强的元素 钫及其后面的元素均是放 射性元素 在自然界稳定存在的元素当中 铯 Cs 的金属性是最强的 师 我们可以把以上的内容用表 5 12 的形式简要地表示出来 投影 表 5 12 元素金属性和非金属性的递变 用心 爱心 专心 9 过渡 元素的化合价指的是该元素的原子和其他元素一定数目的原子化合时所表现出来的 一种性质 那么 它与元素在周期表中的位置有何关系呢 下面我们就来探讨这个问题 板书 2 元素化合价与元素在周期表中位置的关系 讲述 元素的化合价与原子的电子层结构 特别是与最外电子层中电子的数目有密切关系 因此 元素原子的最外电子层中的电子 也叫做价电子 另外 有些元素的化合价与它们原 子的次外层或倒数第三层的部分电子有关 这部分电子也叫价电子 下面 我们主要来研究 主族元素的化合价与其在周期表中位置的关系 师 请填写下表的空白处 投影 主 族 A A A A A A A 元素符号 NaMgAlSiPSCl 最外层电子数 最高正价 最低负价 学生回答 教师填写 1234567 1 2 3 4 5 6 7 4 3 2 1 问 根据上表回答 主族元素的族序数与元素原子的最外层电子数及最高正化合价有什么 关系 生 相等 师 据此 我们有以下结论 板书 主族序数 最外层电子数 主族元素最高正价数 师 其中 有个别元素比较特殊 如氧元素的化合价一般是 2 价 而氟元素没有正化合价 问 非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和有什么规律 生 等于 8 师 这样 我们可以得到以下关系 即 板书 最高正价 最低负价 8 师 金属元素只有正化合价而无负价 投影练习 1 主族元素的最高正化合价一般等于其序数 非金属元素的负化合 价等于 答案 主族 8 主族序数或 8 最高正价 2 卤族元素的原子最外层上的电子数是 其中 非金属性最强的是 用心 爱心 专心 10 卤素的最高价氧化物对应水化物的化学式是 以 X 表示卤素 答案 7 F HXO4 注 教师需补充说明 氟元素无最高价氧化物及其水合物 因为氟元素无正化合价 3 填表 答案 略 师 从上面的学习 我们可以认识到 元素在周期表中的位置 反映了该元素的原子结构 和一定的性质 因此 可以根据某元素在周期表中的位置 推测它的原子结构和某些性质 同样也可以根据元素的原子结构 推测它在周期表中的位置及性质 我们可以用下图来表示 它们之间的这种关系 板书 师 这样 我们就可以利用元素的性质 它在周期表中的位置和它的原子结构三者之间的 密切关系 来指导我们对化学的学习和研究 这也是元素周期律和元素周期表的意义所在 那么 元素周期律和周期表的意义是不是仅限于此呢 请大家阅读课本 P108有关 元素周期 律和元素周期表的意义 的内容 并进行总结 板书 三 元素周期律和元素周期表的意义 学生活动 师 由我们所阅读的内容 可得出元素周期律及元素周期表的意义 主要表现在以下几个 方面 投影板书 1 是学习和研究化学的一种重要工具 2 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了新的线索 3 启发人们在周期表中一定的区域内 寻找新的物质 用心 爱心 专心 11 4 为自然科学中的量变引起质变规律提供了有力的论据 师 请大家分别举例说明 生甲 如我们学习碱金属时 主要是以 Na 为代表物来学的 而铷 铯却没有见过 但我 们可根据其在元素周期表中的位置及与 Na 的相对位置判断出其还原性比钠强 其形成的碱 的碱性比强碱 NaOH 还要强 生乙 我们还可以预见 铷和铯与水的反应一定剧烈得很 所以 做实验时首先要做好安 全保护工作 生丙 从课本 P111表 5 13 可以看出 人们为 113 115 117 号元素留下了空位 并根据 其相邻元素的性质去发现和研究它们 生丁 根据农药多数是含 F Cl S P 等元素的化合物 而在一定区域内寻找新的农药 生戊 在周期表里金属与非金属的接界处寻找半导体材料 如 Ge Si Ga Se 等 生己 在过渡元素中寻找催化剂和耐高温 耐腐蚀的合金材料 师 大家回答得很好 除此以外 元素周期律和周期表在自然科学的许多部门 如化学 物理学 生物学 地球化学等方面 都是重要的工具 小结 本节课我们重点学习了元素的性质与元素在周期表中位置的关系 并了解了它们的 意义所在 希望大家在以后的化学学习中 能很好地运用元素周期表来指导我们的学习 并 使它成为我们学习中的益友 布置作业 课本习题 一 2 3 7 三 1 2 3 四 参考练习 1 下列性质的递变中 正确的是 A O S Na 的原子半径依次增大 B LiOH KOH CsOH 的碱性依次增强 C HF NH3 SiH4的稳定性依次增强D HCl HBr HI 的还原性依次减弱 答案 AB 2 某元素 X 的原子序数为 52 下列叙述正确的是 A X 的主要化合价是 2 4 6 B X 可以形成稳定的气态氢化物 C X 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 HBrO4的酸性强 D X 原子的还原性比碘原子强 答案 AD 3 已知铍 Be 的原子序数为 4 下列对铍及其化合物的叙述中 正确的是 A 铍的原子半径大于硼的原子半径 B 氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是 8 C 氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D 单质铍跟冷水反应产生氢气 答案 AC 板书设计 第一节 元素周期表 第二课时 二 元素的性质与元素在周期表中位置的关系 1 元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系 1 同一周期从左到右元素的金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 不包括稀有气体元素 用心 爱心 专心 12 2 同一主族从上到下元素的金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 不包括稀有气体元素 2 元素化合价与元素在周期表中位置的关系 主族序数 最外层电子数 主族元素最高正价数 最高正价 最低负价 8 教学说明 本节课的教学内容 从课本上看 似乎很好理解 但要让学生真正意识到元素周期表是学习 和研究化学的工具 并能真正成为其学习中的助手 即很好的运用 就不那么容易了 往往是 理论性的结论都理解 真正操作起来却道路曲折 这就要求教师在教学的过程中对学生进行 最优化的启发和引导 把教学的重点放在培养学生分析 推理的能力上面 并结合一定的练 习 帮助学生学会运用元素周期表 学生在运用时最易犯的毛病就是 关注共性有余 重视 个性不足 在学习中的直接表现就是机械地套用 于是 教学组织的好坏就成了本节课成败 的关键 基于以上考虑 以展示元素原子结构示意图 分析元素化合价 复习元素周期律为基础 组 织学生进行分析 推理 讨论 以使学生更好地参与 在得出结论以后又进行了相关的练习 以巩固所学知识 这样 可以使他们更深刻地理解和运用元素周期表 并为他们以后的学习 打下坚实的基础 第三课时 板书 第一节 元素周期表 第三课时 师 前面我们学习了元素周期表的有关知识 知道了门捷列夫在元素周期律的发现及元素 周期表的编制过程中 做出了杰出的贡献 那么 引起元素性质周期性变化的本质原因是什 么 门捷列夫当时怎样认为的 生 引起元素性质周期性变化的本质原因是原子序数的递增 而门捷列夫认为元素的性质 是随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的 师 不但门捷列夫是这样认为的 在他之前的纽兰兹 迈耶尔 德贝莱纳等在探索元素周 期律时也是以此为标准的 与他们不同的是 门捷列夫并没有机械地完全相信当时所测定的 相对原子质量数值 从而 使元素周期表的编制出现了质的飞跃 这也说明 相对原子质量的测定在化学发展的历史进程中 具有十分重要的地位 正如我国 著名化学家傅鹰先生所说 没有可靠的原子量 就不可能有可靠的分子式 就不可能了解 化学反应的意义 就不可能有门捷列夫的周期表 没有周期表 则现代化学的发展特别是无 机化学的发展是不可想象的 那么 元素周期表中各元素的相对原子质量是怎样得出来的呢 生 元素原子的质量与一种碳原子质量的 1 12 的比值 师 这里的 一种碳原子 指的是哪种碳原子呢 生 是原子核内有 6 个质子和 6 个中子的一种碳原子 即碳 12 原子 师 元素周期表中各元素的相对原子质量真的是这样计算出来的吗 要想知道究竟 我们 还须了解以下两个概念 板书 四 核素 同位素 师 我们以前学过元素 即具有相同核电荷数 即质子数 的同一类原子的总称 知道同种 用心 爱心 专心 13 元素原子的原子核中质子数相同 那么 它们的中子数是否相同呢 科学研究证明 同种元素原子的原子核中 中子数不一定相同 如组成氢元素的氢原子 就 有以下三种 投影展示 三种不同的氢原子 原子符号质了数中子数氢原子名称和简称 1 1H 氕 H 2 1H 氘 D 3 1H 氚 T 问 1 1H 3 1H 分别表示什么 生 1 1H 表示一个质量数为 1 质子数为 1 的原子 3 1H 表示一个质量数为 3 质子数为 1 的 原子 师 根据第一节所写内容 填写表中空白 请一个同学把答案填写在胶片上 答案 10 11 12 问 以上三种原子的原子结构有什么异同 生 核内质子数相同 中子数不同 师 我们把具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子叫做核素 板书 核素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素 师 上述 1 1H 2 1H 和 3 1H 就各为一种核素 问 那么 1 1H 2 1H 和 3 1H 是否为同一种元素呢 为什么 生 是 因为它们的质子数即核电荷数相同 师 对 它们都属于氢元素 我们又把它们互称为同位素 讲解并板书 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 师 也就是说 同一元素的不同核素之间互称为同位素 如 1 1H 2 1H 和 3 1H 三种核素均是氢 的同位素 我们把它们分别叫做氕 氘 氚 为了便于区别 又把它们分别记做 H D T 此处的 同位 是指这几种核素的质子数 核电荷数 相同 在元素周期表中占据同一个位置 的意思 投影练习 1 下列叙述中正确的是 A 氢有三种同位素 即有三种氢原子 B 所有元素的原子核均由质子和中子构成 C 具有相同的核外电子数的粒子 总称为元素 用心 爱心 专心 14 D 元素即核素 E 3 1H 是一种同位素 答案 A 2 在 6 3Li 14 7N 23 11Na 24 12Mg 7 3Li 14 6C 几种核素中 1 和互为同位素 2 和质量数相等 但不能互称同位素 3 和的中子数相等 但质子数不相等 所以不是同一种元素 师 元素 核素 同位素三者之间的关系 我们可以用下图来表示 板书 讲述 1 同一种元素 可以有若干种不同的核素 2 同位素是同一元素的不同核素之间的互称 不指具体的原子 3 符号 A ZX 既表示一个具体的原子 又表示一种核素 师 许多元素具有多种同位素 如氧元素有 16 8O 17 8O 18 8O 三种同位素 碳元素有 12 6C 13 6C 和 14 6C 等几种同位素 氯元素有 35 17Cl 37 17Cl 两种同位素 铀元素有 234 92U 235 92U 238 92U 等多种同位素 同位素有的是天然存在的 有的是人工制造的 有的有放 射性 有的没有放射性 讲解时须把以上各核素符号写于黑板上 板书 O 16 8O 17 8O 18 8O Cl 35 17Cl 37 17Cl C 12 6C 13 6C 14 6C U 234 92U 235 92U 238 92U 问 截止到 1999 年 人们已经知道了 115 种元素 能不能说人们已经知道了 115 种原子 为什么 生 不能 因为许多元素有多种同位素 即人们知道的原子种类要比元素种类多 师 很好 大家能否回答一下 为什么测定相对原子质量的标准强调用 12C 而不说碳原子 呢 生 因为碳原子有 3 种 若不指明是哪种 所测相对原子质量的标准就不一样 师 十分正确 同位素不但在科学研究方面有重要的用途 在日常生活 工农业生产等方面也能大显身手 请大家阅读课本 P108有关内容 了解同位素的用途 学生阅读 师 请大家举例说明同位素的用途 用心 爱心 专心 15 生 如 可以利用 1 1H 3 1H 制造氢弹 利用 235 92U 制造原子弹和作核反应堆的燃料 利用放 射性同位素给金属制品探伤 抑制马铃薯和洋葱等发芽 延长贮存保鲜期 在医疗方面 可 以利用某些核素放射出的射线治疗癌肿等 师 需要说明的是 同一元素的各种同位素虽然核内中子数不同 或说质量数不同 但它 们的化学性质基本相同 过渡 在天然存在的某种元素里 不论是游离态还是化合态 各种同位素所占的原子百分 比一般是不变的 我们平常所说的某种元素的相对原子质量 是按各种天然同位素原子所占 的一定百分比算出来的平均值 下面 我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法 板书 五 元素的相对原子质量 问 对于具有同位素的元素来讲 应该怎样求其同位素的相对原子质量呢 生 同位素的相对原子质量应是将原子的真实质量与 12 6C 质量的 1 12 相比较所得的数值 师 对 如 18 8O 的相对原子质量可以通过以下数值求出 投影展示 已知一个 18 8O 的质量为 2 657 10 26 kg 一个 12 6C 的质量为 1 993 10 26 kg 18 8O 的相对原子质量 kg10993 1 kg10657 2 26 26 12 15 998 师 这样 只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量 及在自然界中各同位素 的原子百分数 就可以利用下式求出该元素的相对原子质量 讲解并板书 A A1 a1 A2 a2 A表示某元素的相对原子质量 A1 A2 为同位素的相对原子质量 a1 a2 为同位素的原子百分数或同位素原子的物质的量分数 师 下面 我们以氯元素为例 来求氯元素的相对原子质量 投影并讲解 已知氯元素有两种天然同位素 35 17Cl 和 37 17Cl 并测得以下数值 符号 同位素的相对原子质量 在自然界各同位素的原子百分数 35 17Cl 34 96975 77 37 17Cl 36 966 24 23 则氯元素的相对原子质量 34 969 75 77 36 966 24 23 35 45 师 元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的 师 在数值上 同位素的相对原子质量近似等于质量数 我们平常做题时 常用质量数代 替同位素的相对原子质量来计算元素的近似相对原子质量 投影练习 铜有两种天然同位素 63 29Cu 和 65 29Cu 已知铜的相对原子质量是 63 5 则 63 29Cu 的物质的量分数 是 A 75 B 25 C 50 D 45 用心 爱心 专心 16 学生活动 教师巡视 解 设 63 29Cu 含x 则 65 29Cu 为 1 x 依题意 63 x 65 1 x 63 5 x 75 故选 A 师 在元素周期表上 氢元素的相对原子质量是 1 008 这个数值是怎样算出来的 生 是根据氢的三种同位素 1 1H 2 1H 3 1H 的相对原子质量及它们在自然界的原子百分数算 出来的平均值 师 很正确 大家看 这是我们初中所学的相对原子质量的概念 投影展示 经过研究和实践 国际上一致同意以一种碳原子 核内有 6 个质子和 6 个中子 的碳原子 的质量的 1 12 约 1 66 10 27千克 作为标准 其他原子的质量跟它比较所得的数 值 就是这种原子的相对原子质量 问 结合我们刚刚学过的知识 分析 上述相对原子质量是否就是元素的相对原子质量 生 不是 问 那它指的是什么的相对原子质量呢 生 是元素的一种同位素的相对原子质量 师 大家对本节课的知识理解得很好 随着现代科技水平的提高 原子量的数值越来越得 以准确的测定 人们对元素性质的认识也越来越深入 相对原子质量的测定对于化学的发展起着十分重要的作用 然而 这种重要的科学数据 近 两个世纪以来多为西方发达国家所测定 值得我们自豪的是 我国著名化学家 中国