刘彩梅元素周期律教学设计

必修2物质结构元素周期律第二节元素周期律（第二课时）茂名市第一中学刘彩梅教材分析1、教材的地位及作用元素周期律是中学化学教材中重要的基础理论。通过对本节的学习，可以促使学生对以前学过的知识进行概括、综合，实现由感性认识上升到理性认识；同时也能使学生以元素周期律为理论指导，来探索研究以后将要学习的化学知识。因此，本章是本书乃至整个中学化学教材的重点。2、教材中的内容本节课是人教版化学（必修2）第一章第二节的教学内容，是在初中知识及本章第一节《元素周期表》的基础上进一步来学习元素周期律。另外必修1所学第三周期钠、铝、硅、氯、硫等元素化合物的知识，为元素周期律的学习提供了充分的感性资料。本节教学内容包含原子核外电子的排布、元素周期律和元素周期律的应用等知识点，需要三个课时才能完成。本节课是第二课时，以周期表横向结构为线索。先介绍原子核外电子排布，以1-18号元素为例，突出电子层数的不同和最外层电子数的递增关系，理论探究分析元素的电子层排布、原子半径和化合价的周期性变化，然后以第三周期元素为代表，通过实验和事实分析归纳出元素周期律。3、课标中的内容根据新课标要求及新课改精神，必修内容要求学生具备化学学科的基本知识，具备必需的学科素养，而《物质结构、元素周期律》这一章在新教材的安排正好体现了上述要求；其中《元素周期律》这一节要求学生能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子核外电子的排布及原子结构与元素性质的关系，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。二、学情分析1、知识技能方面：学生上学期已经学习了大量元素化合物的知识，第一节以及第一课时已经认识了元素周期表，以及元素周期律的部分知识，从微观角度能一定程度的解释了宏观的现象，但是缺乏融会贯通的能力。2、学习方法方面：学生在（必修1）的学习过程中已经体验过元素化合物知识的学习方法——实验、归纳总结法，具有一定的学习探究能力和归纳总结能力。因而在教学过程中，采用诱思探究法——通过自学、猜想、讨论、对比、实验、设疑等方式诱导学生思考、观察、分析、归纳、推理、探究。三、三维教学目标[知识与技能]1、知道元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。2、掌握元素的金属性和非金属性随原子序数的增递而呈现周期性变化的规律。3、认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果，从而理解元素周期律的实质。[过程与方法]1、培养学生对大量数据、事实进行分析、归纳和总结及逻辑推理能力，提高学生自主建构知识的能力。2、通过对实验的研究，培养学生的观察能力、实验能力和创造思维能力，初步了解“对比”实验中“控制变量”的思维，初步体会从实验现象分析上升到理论知识的理性思维过程。[情感态度与价值观]1、在分析数据中，培养学生耐心、细致的科学素养。在实验探究中，培养学生务实的实验态度，激发勇于探究的科学精神。模拟周期律的发现过程，体会科学发现的艰辛。2、通过元素周期律和周期表的学习，加深学生对“事物变化的量变引起质变“等哲学规律性认识，体会出元素周期律和元素周期表在自然科学领域内的重要作用3、通过对元素周期律的学习，使学生初步掌握化学学科的思维方式即透过现象看本质，宏观与微观相互转化等。四、教学的重点和难点[教学重点]元素周期律的涵义和实质[教学难点]元素周期律的实质。五、教学方法本节课主要采取引导数据分析归纳法、探究法、实验法、控制变量比较法、信息归纳法，借助实验和多媒体，让学生自主建构化学知识，自主发现元素的性质随原子序数的递增而呈现的周期性变化规律。六、设计思想及教学策略本节教材有以下特点：元素周期律的导出以理论为指导，以事实为依据。通过对教材科学探究进行画图像及图像分析得出原子结构、化合价、半径的周期性变化规律后，再借由半径的变化原因得出推论，同周期由左往右，金属性递减，而非金属性递增，进而引出以第三周期为例的金属性和非金属性的深入探究。通过引导学生对大量数据和事实进行分析，总结归纳出周期律过程，培养学生的逻辑推理能力。而对于钠镁铝三种金属元素的金属性强弱判断，学生已经在碱金属学习中掌握了金属性强弱判断的方法，通过建立“宏观（实验现象）——微观（原子结构）——符号（化学反应方程式）”三重表征帮助学生理解同周期元素金属性与非金属性的递变规律。对硅、磷硫氯的非金属强弱对比学生也应该利用卤族学习中掌握的非金属元素的强弱判断标准，列出比较的项目，然后通过观看微课视频中的科学事实资料，归纳出非金属的非金属性强弱对比。在进行元素的金属性、非金属性强弱探究之后，要让学生思考同周期元素性质的这个变化规律的原因是什么？提升到“位构性”学习层次。七、教学工具1.实验仪器：试管、试管夹、胶头滴管、酒精灯、火柴、砂纸、镊子、废液缸等药品：镁条、铝箔、酚酞、1mol/L盐酸、蒸馏水。2.学案3.多媒体平台教学过程设计教师活动学生活动设计意图【知识回顾】（1min）同主族元素的原子结构、化合价、金属性或非金属性的变化有什么规律？（画图示意）【教师投影】学生回答时，教师同时ppt投影展示示意图猜想：同周期元素的原子结构、化合价、金属性或非金属性的变化是否也有规律性？这节课我们一起来探讨！【学生画示意图回顾主族的规律】同主族由上而下，最外层电子数不变，电子层数递增，所以半径递增，原子核对最外层电子吸引力下降，导致失电子能力增强，金属性递增；而得电子能力减弱，非金属性递减。【学生猜想】同周期极有可能也有一定规律性，好奇心被唤起。回顾主族的变化规律，引出本节新课同周期的规律的学习，激发学生的学习兴趣。【探究1-作图归纳探究】（7min）课前预习课本P14～15填写表格，并根据表格信息完成下图及思考题。1、作图一：根据课本P14科学探究1表信息，请画出1-18号元素的“最外层电子数”（用黑●表示）及“最高正化合价或最低化合价”（用红●表示）。思考与交流：你发现了什么变化规律？最外层电子数与“最高正价”有何关系？“最高正价”与“最低负价”有何关系？【实物投影】在学生交流讨论的时候，下讲台巡视作答情况，选一位学生的学案进行实物投影分析图像和思考题。【分析引导个别提问】图的横坐标是什么？纵坐标分别是什么？同周期中，横坐标纵坐标是怎么变化的，体现了什么变化规律？2、作图二：根据课本P14科学探究1表信息，画出1～18号元素的原子半径，用黑●表示，并把表示3～9号元素、11～17号元素原子半径的点用直线连接。【思考与交流】同周期从左到右，元素的原子半径的变化规律：1~18号元素中（零族除外），原子半径最大的元素是，原子半径最小的元素是。【课堂发问】结合主族规律画出半径变化示意图教师探究一板书：原子半径大小与什么有关，为什么这样变化？【课堂引导】原子半径与什么因素有关？同周期哪些因素在变化？另外，核内质子带正电的，核外电子是带负电的，两者都在增大，会有什么影响呢？r这样变化，又说明了什么？完成推理——元素周期表中同一周期元素由左到右：以第三周期为例，即金属性：Na____Mg___Al，非金属性：Si____P____S____Cl（选填“>”“=”“<”，以下同）阅读《课本》并填写《学案》对应内容，认识“重复出现”，体会“周期性变化”。思考、归纳、交流、叙述。【学生课前做图后讨论】【然后课堂齐答】横坐标为核电荷数，同周期，核电荷数递增，最外层电子数也递增，最高正价也在递增。【学生个别提问回答】但氧、氟元素无最高正价，稀有气体最外层已经稳定，主要化合价为0。其他元素，最高正价+|最低负价|=8，同周期化合价也体现递变性【学生发现并回答】同周期由左往右，原子半径在递减。而同主族，由上而下，半径递增。因此↓←（箭头方向为增大方向），因此1--18号元素左下角的Na元素的原子半径最大。而最上方第一周期H元素的原子半径最小[板书时学生思维活动]清楚理解了结构、化合价、半径的周期化变化规律。【思考交流】学生知道了半径变化规律，进而思考类比同主族半径变化原因来思考同周期为什么这样变化，慢慢回归结构分析。【学生推理作答】学生在学案及教师引导下完成推理：半径与电子层数、核电荷数、最外层电子数有关。同周期电子层数相同，核电荷数递增，使原子核对最外层电子吸引力增大，会使半径有减小趋势；但最外层电子数增大，异电相斥，又使电子间排斥力增大。但最终半径是变小的，说明核电荷数产生的吸引力占了主导作用，说明同周期由左往右，吸引力是增大的，进而可推出金属性减弱，非金属性递增。给学生提供足够的思考问题、解决问题的时间，有利于学生分析问题、解决问题和归纳总结能力的培养。提高学生的阅读能力并培养学生提炼数据，从图像发现规律的能力。借助当堂简单习题，及时巩固了结合位置来比较原子半径的方法。结合板书展示完善了原子结构、化合价、半径的周期化变化规律。思考与交流的问题，引导学生回归原子结构的异同来分析性质，给学生初步渗透“位构性”思想。培养学生类比的逻辑推理能力。由半径变化规律类比同主族推理，得到推论——同周期由左往右，金属性递减，而非金属性递增，引出了接下来的金属性和非金属性探究。【探究2-金属性探究】(20min)1、设计方案：如何证明金属性Na____Mg____Al？尽可能提出多种方案。理论依据是什么？[教师活动]个别提问学生，说不齐再请其他学生补充，并追问理论依据，为什么这样设计。设计反思：评价上述方案，哪些方案可行性高？从操作和现象等衡量。②本实验重在比较不同金属的金属性，为了使实验更严谨，要注意控制哪些实验条件？【教师活动】慢慢引导学生领会到控制变量法。【说实验方案】分组讨论，设计实验方案，派代表发言。1．取三种金属，分别与水反应；2．取三种金属，分别与酸反应；3．比较三种金属单质最高价氧化物的水化物的碱性强弱。……【学生回忆归纳】金属性比较的方法：单质与水反应的难易程度；单质与酸反应的剧烈程度3）最高价氧化物对应水化物的碱性强弱4）金属单质间的置换反应【评价方案】学生结合“设计反思”互评方案，领会到方案到实验，需要操作简单、现象明显，另外借由“设计反思”慢慢领会到比较实验要控制变量法，慢慢找出要控制的变量。培养学生的学习能力、理解复述能力、整合能力。帮助学生建立设计实验方案的思路：由理论依据→方案。也体现验证性实验的流程：设计实验-评价并完善实验—实验验证-分析总结。实验设计方面学生会遗漏条件控制的角度往往是不关注金属的体积，酸的浓度，加入水的体积，反应温度等等，直接就含糊一笔带过，所以此处专门设问强调控制变量法。实验证明：根据反思完善具体的实验方案，填于下表。请参考“Na”的实验表达形式！提供：镁条、铝片、酚酞、1mol/L盐酸、蒸馏水、量筒、酒精灯、火柴、砂纸、镊子等【投影完整实验方案】教师ppt展示完整的实验操作【教师提示实验注意事项】①钠的实验回顾即可，不做实验；②加热时试管口不能朝向人；③看到明显现象即可，无须等物质全部反应完；实验验证：小组合作动手实验，并记录实验现象，与预期想象不一致的更正记录。【教师活动】巡视观察学生实验情况分析总结实验。【教师活动】请同学们在学案上书写方程式，两位同学上黑板分别写出镁与铝的有关方程式。【完善实验方案】学生经过设计反思环节后，领会到需要控制变量等，参考表格中钠的实验，完善具体的实验方案。【分组实验】学生分组合作实验，观察现象，完成实验记录。【学生活动】描述实验现象和结论，在学案上书写化学方程式。培养学生解决问题的能力、表达能力、小组合作精神和实验分析及动手能力，同时让学生掌握解决问题的方法。通过学生的总结和相互帮助，不仅能够出色完成实验任务，培养学生的实验操作能力，增强感性认识，通过现象的比较，结论呼之欲出，让学生体验科学探究，体会到协助的乐趣和成功的喜悦。在解释现象时通常是片段性的知识，不能形成系统性，融会贯通。所以我们教师应该给学生建立三重表征的模板。【探究3-非金属性探究】(7min)如何证明非金属性Si___P____S___Cl？尽可能提出多种方案。理论依据是什么？2、设计反思：中学实验室中，怎样的方案才是“合理”的，评价上述方案？【教师活动】引导学生从实验操作可行性和实验现象去评价方案，引导学生回顾自己的学习过的元素化合物知识。3、事实证据证明：填一填你已知的，再结合课堂中微课视频信息推断。SiPSCl单质与H2反应的条件及剧烈程度最高价氧化物对应水化物酸性结论同周期由左到右：SiPSCl非金属性()【播放微课】教师播放自己提前录制好的《非金属性比较》微课。4、小结：NaMgAlSiPSCl金属性逐渐，非金属性逐渐。此结论也适用于其他周期。【说实验方案】学生思考、回忆、讨论、回答方案：……【说理论依据】判断非金属性强弱的依据：（1）单质与氢气反应形成气态氢化物的难易程度；（2）气态氢化物的稳定性；（3）最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。【学生评价方案】学生从操作、现象、对物质的认识等等说自己的认识。【观看微课获取信息】学生课前自己填写，课堂上再结合观看微课视频完善表格内容及回答问题。【学生小结】元素周期表中，同周期由左往右，金属性递减，而非金属性递增。学生回忆起对元素非金属性的概念，温故知新、学以致用。，培养学生解决问题的能力、表达能力。知识类比迁移法，类比卤素及类比刚刚的金属性探究方法，再次强化建立设计实验方案的思路：由理论依据→方案。也体现验证性实验的流程：设计实验-评价并完善实验—实验验证-分析总结。认识到这四种非金属元素非金属性的比较的难易程度，从而引出用微课提供科学证据形式进行事实论证。提高学生运用信息进行推理的能力。课中元素金属性的探究主要通过实验探究的手段进行，而元素非金属性的探究则主要基于课堂微课的科学事实信息进行。通过两种不同的科学探究手段的有效选用，能够让学生体会到科学探究的手段的多元化。由点到面，学生意识到这个变化规律适用于其他周期。【课堂总结】(3min)现在你明白元素周期律是什么了吗，尝试画示意图表达？（结合主族的规律性）族周期IAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1234567非金属性（））()金属性()非金属性()金属性()Feijinshu非金属性（））()金属性()非金属性()金属性()Feijinshu元素周期表中（零族除外），金属性最强的元素是，非金属性最强的元素是。【教师课堂引导】先画出金属性周期和主族的变化趋势，非金属性方向刚好相反，把箭头反过来即可。你发现元素的原子结构、位置与性质之间有何关系了吗？【教师课堂引导】由图，你发现元素的位置与性质有什么关联？是不是对应的？那么决定这二者的最本质的东西又是什么呢？教师板书：【学生活动】动笔画示意图，思考，倾听，理解。【学生作答】由图可知，左下角的钫元素金属性最强，右上角的氟元素非金属性最强。【学生回答】元素的位置与性质是对应的，知道位置可以推性质，知道性质也可以推位置。结构决定位置，结构也决定性质。这三者之间可以互推。帮助学生理解元素周期律的实质，领会由“量变到质变”的辩证唯物主义观点以及完善“位构性”知识分析体系，使知识系统化，提升学生的认知水平。【小试牛刀】(2min)课堂训练：1、下列递变情况不正确的是（）A、Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单质的还原性依次减弱B、P、S、Cl最高正价依次升高，对应气态氢化物稳定性增强C、C、N、O原子半径依次增大D、Na、K、Rb氧化物的水化物碱性依次增强注意提炼此类题方法：2、下列说法正确且能证明钾元素比镁元素金属性强的是（）A、金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水几乎没有现象。B、KOH的碱性比Mg（OH)2弱C、金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出金属镁D、在化学反应中，钾失去1个电子，镁失去2个电子延伸思考：不借助实验可否由K与Mg在周期表中位置直接判断金属性强弱？课后习题：3、同一横行X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列说法判断错误的是（）A.原子半径X>Y>ZB.气态氢化物稳定性HX>H2Y>ZH3C.元素的非金属性X>Y>ZD.单质的氧化性X>Y>Z思考：同周期，最高正价与位置关系？位置与性质关系？4、现有下列短周期元素性质的数据：下列推断合理的是（）A、元素2与元素3处于同一周期B、元素4的原子序数小于元素7C、元素8的还原性比元素6强D、元素5最高价氧化物对应水化物的酸性最强思考：如何由半径、化合价推元素位置？5、A、B、C、D4种元素的原子序数均小于18，其最高正价数依次为1、4、5、7，已知B的原子核外次外层电子数为2。A、C原子的核外次外层电子数为8。D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中最强的酸。则：⑴A、B、C、D分别是、、、。⑵A的离子结构示意图为，C的原子结构示意图为。⑶C、D的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序为：(