《原子结构与元素性质(2)》名师教案

学而优·教有方PAGEPAGE1教案教学基本信息课题第一章第一节原子结构与元素性质（2）学科化学学段：2019-2020第二学期年级高一教材书名：高中化学必修第二册出版社：山东科技出版社出版日期：2019年7月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者李艳北京市丰台区丰台第二中学实施者李艳北京市丰台区丰台第二中学指导者徐敏北京教育学院丰台分院课件制作者李艳北京市丰台区丰台第二中学其他参与者教学目标及教学重点、难点一、教学目标自主建立并学会应用原子结构与元素原子得失电子能力的关系模型，明确得失电子的关键是核对最外层电子的引力。从原子结构角度（多要素）在理论上论证元素原子得失电子能力的比较，通过方法引导获取实验和理论证据来证实预测猜想，以思维外显的方式逐步建构并完善关系模型。初步体验先理论分析再判据证明的化学原理知识学习的一般方法，培养分析问题、解决问题的能力和团队合作精神。4.通过建构原子结构与元素原子得失电子能力关系模型的活动，诊断并发展学生建构“构-性”认识模型的水平，通过从原子结构角度比较、解释Cl、S原子得电子能力强弱的任务，诊断并发展学生利用“构-性”认识模型分析解释、推论预测、解决问题的能力。二、教学重难点教学重点：学生自主建立原子结构与元素原子得失电子能力的关系教学难点：学生自主从原子结构（多要素）角度论证元素原子得失电子能力的比较教学过程(表格描述)教学环节主要教学活动设置意图环节一：建立最外层电子数与元素化合价之间的关联【问题1】元素原子的最外层电子数与元素性质有何关联？子问题1：原子的最外层电子数有什么规律？为了便于发现规律，将这些元素分为三类：金属元素、非金属元素和稀有气体元素。从中发现，金属元素原子的最外层电子数较少，一般为1到3个电子；除氢元素外，非金属元素原子的最外层电子数较多，一般为4到7个电子；稀有气体元素，除了氦为2个电子，其余均为8个电子。为稳定结构。子问题2：这些不稳定的原子是如何形成稳定结构的呢？金属易失电子，非金属易得电子，稀有气体既不容易失电子也不容易的电子。结合氧化镁中各元素的化合价加以说明。【小结】元素原子在得失电子后形成稳定结构，表现为在化合物中，呈现不同的化合价。最高正价＝最外层电子数最低负价＝最外层电子数－8需要指出的是，金属元素无负价，而大多数非金属元素既存在负价也存在正价。【小试牛刀】说出下列四种元素的主要化合价，比一比谁更快。（1）K（2）Na（3）S（4）Cl【小结】元素的化合价这一性质与原子的最外层电子数密切相关。化合价能体现出元素原子得失电子的多少，那么得失电子能力又与原子结构中的哪些要素有关呢？明确最外层电子数与化合价之间的关系，能从原子结构出发判断元素原子的化合价为后面转变学生认为“最外层电子决定元素原子的得失能力”奠定基础环节二：初步构建原子结构中的要素与影响元素原子得失电子能力的关联【问题2】原子结构中哪些要素会影响原子得失电子能力？为什么？思考：原子结构包括哪些要素？学生思考并提出：质子数（核电荷数）、中子数、核外电子数、最外层电子数、电子层数学生的典型认识：甲同学：最外层电子数；原子的最外层电子数＜4时，容易失去电子；原子的最外层电子数≥4时，容易得电子。乙同学：核电荷数；带正电，吸引外层电子。丙同学：电子层数；层数的多少影响核对外层电子的吸引。针对学生的认识教师给与评价：针对甲同学的说法，明确最外层电子数与元素性质密切相关，主要是决定了得失电子的趋势。针对乙、丙同学的说法，引导学生认识电子带负电，与带电微粒存在相互作用，关键是受到核对最外层电子的吸引力，同时印证了乙丙同学认识的正确性。【小结】元素原子得失电子能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。但最外层电子数只能决定元素原子得失电子的趋势。初步建立认知模型——寻找要素，通过探查学生的已有认知，发现学生的障碍点。梳理影响得失电子能力的本质原因，从而更好建立要素与得失电子能力之间的关联环节三：完整构建原子结构中的要素与影响元素原子得失电子能力的关联【问题3】预测比较Na、K两种元素原子失电子能力的强弱，从原子结构的角度说明理由。学生讨论，形成学生提出三种猜想：猜想1：最外层电子数相同，K原子和Na原子的失电子能力相同。猜想2：电子层数越多，核对最外层电子的吸引力减小，K原子更易失去电子；猜想3：核电荷数越大，核对最外层电子的吸引力增大，Na原子更易失去电子；初步预设：学生发现电子层数、核电荷数对最外层电子的影响不一致，出现矛盾以实验来验证。提供资料：在多数情况下，可以通过比较金属元素的单质与水（或酸）反应置换出氢气的难易程度来判断元素原子失电子能力的强弱。【播放视频】Na、K分别与水反应实验通过分析两个具体的反应，解释实验证据与结论如何关联。得出这一方法的本质：与同一氧化剂反应的难易程度，比较金属单质的还原性。并认识到元素性质通过物质性质实验寻找证据加以验证。引导学生根据实验现象论证解释的合理性。让学生主动寻找主次关系，并完成说明解释任务。学生发现：电子层数和和电荷数在博弈时，电子层数为主，核电荷数次之。反思：三种猜想存在的问题：只关注了单一要素。【完整论证】请你从原子结构的角度完整论证失电子能力K>Na首先说明结构的异同，再说明结构如何引起性质的差异。K原子的最外层电子数与Na原子的相同，但K原子的电子层数大于Na原子，核对最外层电子的吸引能力K原子小于Na原子，因此，K原子更容易失电子。【问题4】观察实验现象（Na、Mg分别与水的反应），从原子结构角度解释现象不同的原因。【实验视频】取相同量的水于烧杯中并滴加酚酞溶液，取适量Na和Mg同时加入水中，观察现象。学生：Na与水反应更快。小组讨论并解释现象：引导学生依然从原子结构的要素出发，分析合理性。并进行完整表述：二者电子层数相同，Mg原子的核电荷数大于Na原子，Mg原子的原子核对最外层电子的吸引力更大，Na原子更易失电子。【问题5】请你比较K、Mg元素原子的失电子能力，说明你的分析思路。思路：可以借助一个中间桥梁，找到一种原子与其中一种原子的最外层电子数相同，与另一种原子的电子层数相同。生：控制单一变量，通过两两比较得出结论。思路1：选择与钾原子的最外层电子数相同，与镁原子的电子层数相同的钠元素原子。分别比较K原子和Na原子、Na原子和Mg原子的失电子能力。思路2：还可以选择与钾原子的电子层数相同，与镁原子的最外层电子数相同的钙原子。分别比较K原子和Ca原子、Ca原子和Mg原子的失电子能力。【问题6】用图示法表示原子结构与原子得失电子能力之间的关系。学生自主梳理关系，教师指导完善。教师补充：通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原子的失电子能力与得电子能力相对应。诊断并发展学生能否主动调用影响元素原子得失电子能力的要素探查学生的偏差认识，为完善和修正模型做铺垫通过论证、实验，完善认识模型，厘清当核电荷数、电子层数对得失电子能力影响结果不一致时，以电子层数影响为主，确定要素影响关系及主次顺序。建构“构—性”模型，并与物质性质初步关联起来。初步形成比较元素原子得失电子能力的思路体会认识模型建构的过程,形成“结构决定性质”的化学观念。环节四：应用模型解决具体问题【迁移应用】比较Cl、S两种元素原子得失电子能力的强弱，从原子结构的角度进行解释，并列举实验事实进行验证。展示学生的典型错误并进行评价。通过与同一还原剂反应的难易，比较单质的氧化性。【课堂小结】【典型例题】1.比较O、S两种元素原子