《第2节-元素周期律和元素周期表》（第1课时）教学设计

PAGE1第二节元素周期律和元素周期表教材分析本节教材采用归纳总结的方法引导学生探索元素的性质（元素原子最外层电子排布、原子半径以及主要化合价、原子得失电子能力）和原子结构的关系从而归纳出元素周期律，揭示元素周期律的实质；再在元素周期律的基础上引导他们发现周期表中元素排布的规律，认识元素周期表的结构，了解同周期、同主族元素原子结构的特点，为下一节学习同周期元素性质的递变规律，预测同主族元素的性质奠定基础；同时，以铁元素为例，展示了元素周期表中能提供的有关元素的信息和金属与非金属的分区；最后以IIA族、VA族、过渡元素为例分析了同族元素结构与性质的异同。教学目标与核心素养宏观辨识与微观探析：能够通过元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价等有关数据的分析，认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律，知道元素周期表的结构。了解IIA族、VA族和过渡金属元素的某些性质和用途。证据推理和模型认知：能用原子结构解释元素性质及其递变规律，并能结合试验及事实进行说明。通过对元素周期律和周期表的探究，引导学生构建“位—构—性”的系统认知模型。科学探究与创新意识：通过元素周期律探究，使学生初步树立“由量变到质变”、“客观事物都是相互联系和具有内部规律”“内因是事物变化的依据”等辩证唯物主义观点的科学态度。通过查阅有关周期表的发展历史，使学生认识到：人类对客观存在的事物的认识是随着社会和科学的发展不断发展的；任何科学的发现都需要长期不懈地努力，才能获得成功。教学重难点1．元素周期律和元素周期表的结构。2．学会用图表法分析、处理数据，对数据和事实进行总结、概括从而得出结论。课前准备网络查阅人类对元素周期律的探索过程以及元素周期表的发展历史教学过程第一课时元素周期律【情景引入】多媒体播放门捷列夫发现元素周期律发现过程【联想质疑】目前发现的元素已经有110多种，在元素周期表中，这些元素是有序排列的，元素在周期表中的序号我们称为原子序数，其数值等于该元素原子核内的质子数。元素为什么会按照这样的顺序在周期表中排列？它们之间存在着什么关系？【多媒体展示】原子序数：元素在周期表中的序号，其数值等于该元素原子核内的质子数。【活动探究】对原子序数为1-18的元素进行研究，有助于我们认识元素之间内在联系和变化的规律性。那么，原子序数为1-18号元素的核外电子排布、原子半径和元素的主要化合价随原子序数的变化是如何变化的？请同学们结合教材活动探究完成以下任务。（1）分组填写教材P11页表中所缺的内容；（2）对表中各项内容进行比较、分析，寻找其中的规律。（3）小组交流研讨，描述你们发现的规律。【交流展示】小组展示发现的规律【投影】1-18号元素的原子结构示意图【引导过渡】观察1-18号元素的最外层电子数的变化，我们发现从3号到10号，最外层电子由1增加到8，从11号到18号最外层电子数又由1增加到8。象这样每隔一定数量，又重现前面出现过的情况的变化称为周期性变化。【投影总结】原子序数与最外层电子的关系原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1～211—223～1021—8811～1831—88随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。【问题】原子核外电子排布的周期性变化，会引起元素的性质在哪些方面也呈现出相应的周期性变化？【投影】1-18号元素的原子的主要化合价【引导过渡】观察1-18号元素的主要化合价的变化，我们发现：从3号到10号，最高正价从+1价升高到+5（O、F没有正价），最低负价从-4价升高到-1价，最后以稀有气体零价结束；从11号到18号最高正价从+1价升高到+7，最低负价从-4价升高到-1价，最后以稀有气体零价结束。化合价也呈现周期性变化。【投影总结】原子序数与元素主要化合价关系原子序数电子层数元素最高价和最低价1～21+1-1—03～102+1—+5-4—-1—011～183+1—+7-4—-1—0随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化。【投影】1-18号元素原子的半径【引导过渡】观察1-18号元素的原子半径变化，我们发现：从3号到9号，原子半径随着原子序数逐渐减小。从11号到17号原子半径随着原子序数逐渐减小。其半径大小也随原子序数的变化呈现周期性变化。稀有气体元素的原子半径教材中没有列出，它跟邻近的非金属元素的原子相比显得特别大，这是由于测定稀有气体元素的原子半径的根据与其它元素的原子半径不同。【投影总结】原子序数与原子半径的关系原子序数电子层数原子半径的变化3～920.134nm→0.071nm（大→小）11～1730.154nm→0.099nm（大→小）随着原子序数的递增，原子半径呈现周期性变化。【观察思考】通过柱状图或折线图，可以更直观的体现自变量与因变量之间的关系，下图是1—18号元素原子的最外层电子数随原子序数变化的柱状图。你能得出什么结论？【投影】最外层电子数随原子序数变化的柱状图【结论】随着原子序数的递增，元素的原子最外层电子排布呈现周期性变化。【活动探究】为了更直观地观察原子半径、元素化合价随原子序数变化而变化的情况，请大家参照教材“方法引导”栏目，每四人为一小组，画出以原子序数为横坐标、原子半径和元素化合价为纵坐标的折线图。对于原子半径和元素化合价的变化，你的结论是什么？【交流研讨】小组代表展示其折线图，交流小组的观点【投影】原子序数与元素主要化合价线状图【结论】随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化。【观察思考】1.同种元素的最高正价和最低负价与原子最外层电子有何关系？2.同种元素的最高正价和最低负价有何关系？3.观察金属元素的化合价有何共性?4.除稀有气体外，非金属元素既有正价又有负价。对吗？【归纳点评】1.主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)最低负化合价=最外层电子数-82.最高化合价+|最低化合价|=83.金属元素只有正价，无负价4.不对，F元素没有正价【投影】原子序数与原子半径线状图【结论】随着原子序数的递增，原子半径呈现周期性变化。【观察思考】1.比较O和S的半径大小2.比较Na与Mg、Al的原子半径大小3.比较Na+、O2-、Mg2+的半径大小4.比较Na和Na+、O和O2-半径大小【问题】通过以上比较影响原子或离子半径大小的因素是什么？【总结】①一般来说，电子层数越多的原子，半径越大；当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐减小；②具有相同电子层结构的离子，随着核电荷数逐渐增加，离子半径逐渐减小；③同一元素中，阳离子半径小于相应的原子半径，阴离子半径大于相应的原子半径；【交流研讨】通过上述探究我们发现随着原子序数的增加，元素原子的半径、元素的主要化合价呈现周期性变化。出现这种变化的根本原因是什么？【结论】随着元素原子序数的递增，原子核外电子排布呈周期性变化。【引导】综合以上的事实，各自发表自己的观点。大家可以得出什么结论?【总结】随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子、原子半径以及化合价均呈现周期性变化。【讲述】在大量科学研究的基础上，人们归纳出一条规律。这一规律叫作元素周期律。【投影】元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增，而呈现出周期性的变化的规律。元素周期律内容：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子、原子半径以及化合价均呈现周期性变化。元素周期律实质：随着元素原子序数的递增，原子核外电子排布呈周期性变化。【质疑】上课前视频中俄国化学家门捷列夫提出了元素周期律的观点,他认为“随着元素相对原子质量的递增,元素的性质呈周期性变化”。请你分析这句话是否正确,并说明原因。【总结】元素的性质是随原子序数的递增而呈周期性变化,而不是相对原子质量。限于当时的条件和科学水平,在当时是正确的。人类对客观存在的事物的认识是随着社会和科学的发展不断发展