4.1 原子结构与元素周期表（教案）-高中化学人教版（2019）必修第一册

人教版（2019）必修第一册第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表教学设计教学目标1、知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系。2、通过了解元素周期表的结构，认识原子结构与元素在周期表中位置的关系。3、知道元素、核素、同位素的含义。4、通过探究认识同主族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释。教学重难点重点：元素周期表的结构；元素在周期表中的位置及其性质的递变规律难点：原子结构与元素性质的关系教学过程一、导入新课从英国化学家和物理学家道尔顿（J.JohnDalton，1766～1844）创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆生（JosephJohnThomson）发现了电子的存在。通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。二、新课讲授【师】（1）原子的构成原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子：带正电荷,中子：不带电)),电子：带负电荷))如碳原子的原子结构模型(2)原子的表示方法即：eq\o\al(A,Z)X表示质量数是A，质子数是Z的X原子。【提问】各个粒子间有什么关系呢？【学生】①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。【师】核外电子是怎样的排布的呢？【学生】阅读教材并回答。【师】核外电子的排布规律（1）电子层从内到外，分别用n表示，依次为1,2,3,4,5,6,7或K，L，M，N，O，P，Q。（2）内层电子能量较低，外层能量较高。电子总是先从内层排起，排满后，再排下一层。（3）第n层最多容纳电子数为2n2，最外层最多容纳8个电子，K层只能容纳2个电子。【过渡】1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。【PPT】展示门捷列夫手稿照片。【师】元素周期表的结构(1)周期①数目：元素周期表有7个横行，故有7个周期。②分类③周期的序数即为该周期元素具有的电子层数。每一周期中元素的电子层数相同，从左到右原子序数递增。(2)族①数目：元素周期表中有18个纵行，16个族。②分类③常见族的别称族别称第ⅠA族(除氢)碱金属元素第ⅦA族卤族元素0族稀有气体元素【拓展】1．周期中的相关信息周期行数所含元素种类数每周期的起止元素及其原子序数短周期一121H→2He二283Li→10Ne三3811Na→18Ar长周期四41819K→36Kr五51837Rb→54Xe六63255Cs→86Rn七732(填满时)87Fr→118X(X表示未发现的118号元素)2.族中的相关信息列数123456789101112131415161718类别主族副族第Ⅷ族副族主族0族名称ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦB第Ⅷ族ⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族(1)由上表可知元素周期表中主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B。(2)稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素。3．某些族元素的别称名称ⅠA(除氢外)ⅡAⅣAⅤAⅥAⅦA0别称碱金属碱土金属碳族氮族氧族卤族稀有气体(1)过渡元素：元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。(2)由于镧系和锕系位于第3列，所以元素种类最多的族是第ⅢB族。【师】1．核素(1)具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。(2)氢有三种核素：氕，原子符号为eq\o\al(1,1)H；氘，原子符号为eq\o\al(2,1)H或D；氚，原子符号为eq\o\al(3,1)H或T。2．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同位素，即同一元素的不同核素互称为同位素。【提问】核素、同位素之间有什么关系呢？【学生】阅读教材并回答。

【师】元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子的总称质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同元素相同、性质不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互称同位素O2与O3互为同素异形体【师】碱金属元素1．碱金属元素的原子结构元素LiNaKRbCs原子结构示意图原子半径(mm)0.1520.1860.2270.2480.265结构特点相同点最外层电子数都是1递变性从Li到Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大2.碱金属单质的性质(1)碱金属单质的物理性质(2)碱金属单质的化学性质a．钠、钾与O2反应的比较实验操作实验现象化学方程式实验结论钠剧烈燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色固体2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2与O2反应的剧烈程度：Na<K，生成产物越来越复杂钾比钠的燃烧更剧烈，火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)钾与氧气反应生成比K2O2更复杂的化合物b．钾、钠与H2O反应的比较钾钠实验操作实验现象共同点a.金属浮在水面上b．金属熔化成光亮的小球c．小球四处游动d．发出“嘶嘶”的响声e．反应后滴加酚酞溶液变红色不同点钾与水反应更剧烈，伴有轻微的爆炸声化学方程式2K＋2H2O=2KOH＋H2↑2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑实验结论金属的活动性：Na<K【师】卤族元素1．卤族元素的原子结构元素FClBrI原子结构示意图结构特点相同点最外层上都有7个电子递变性从F到I，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大2.卤族元素单质的性质(1)物理性质F2Cl2Br2I2颜色：eq\o(→,\s\up7(浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色))逐渐加深熔、沸点：eq\o(→,\s\up7(气体气体液体固体))逐渐升高密度：eq\o(→,\s\up7())逐渐增大水溶性：eq\o(→,\s\up7(反应溶解溶解微溶))逐渐减小(2)化学性质①与H2反应反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处H2＋F2=2HF很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或点燃))2HCl较稳定Br2加热H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr不稳定I2不断加热H2＋I2eq\o(=,\s\up7(△))2HI很不稳定得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱。②卤素单质间的置换反应。实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层无色，下层橙红色2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI＋Br2=2KBr＋I2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI＋Cl2=2KCl＋I2得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－>Br－>Cl－。【拓展】元素的性质与原子结构的关系(1)元素性质的影响因素：