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第二節 元素周期律(公開課)


2015-10-19 15:27:39   來源:   撰稿:董嘯   攝影攝像:    ;  評論:0 點擊:

第二節 元素周期律(公開課) 三維目標:

第二節  元素周期律(公開課)

三維目標:

 

 

使學生了解元素原子核外電子排布規律。

知識與技能:

使學生掌握元素主要性質的周期性變化規律。

 

使學生理解元素周期律的實質。

過程與方法:

①培養學生抽象思維能力。

 

②培養學生提出問題、分析歸納、概念辨析及應用能力。

情感、態度

①通過化學史的學習,培養學生用于探索的的科學品質。

與價值觀

②使學生樹立“科學技術是不斷發展變化的”唯物主義觀點。

教學重點:

元素周期律的涵義和實質。

教學難點:

元素性質與原子結構的關系。

教學方法:

比較、探究、歸納、總結

教學準備:

多媒體課件

教學過程:

第一課時

[引言]從前面我們所學習原子結構和元素的性質關系可知,核電荷數不同的堿金屬及鹵族元素之間,在原子結構和性質上都呈現出一定的相似性和遞變性,那么,在其他的核電荷數不同的元素之間,是否也存在著某種關系或規律呢?

第二節    元素周期律

一、原子核外電子的排布

[講解]科學研究證明,對于多電子的原子,核外電子的運動比較復雜,但是并不是雜亂無章的,那么它們之間到底有什么規律呢?讓我們來共同探索。

首先,請同學們看彩圖—電子層模型示意圖,得出電子層的概念。

  1)電子層

在含多個電子的原子里,電子分別在能量不同的區域內運動,我們通常把不同的區域簡化為不連續的殼層(或稱為洋蔥式結構),也稱作電子層。

定義:

把電子在原子核外能量不同的運動區域叫做電子層。

說明:電子的分層運動也稱為分層排布。

電子層的劃分方法:

電子層由里到外,可以分別用阿拉伯數字(n表示)和字母表示為:

序號

1

2

3

4

5

6

7

符號

K

L

M

N

O

P

Q

③電子層的能量

在多個電子的原子中,電子的能量是不同的。通常能量低的電子在離原子核較近的區域運動,能量高的電子在離原子核較遠的區域運動。

離核距離:———→        能量高低:———→

2)核外電子的排布規律:

〖探索發現〗電子在原子核外的運動是有規律的。請同學們利用1-20號元素及稀有氣體的核外電子排布情況,探索原子核外電子的排布規律。

 

稀有氣體元素原子電子層排布的情況:

核電荷數

元素

名稱

元素

符號

各電子層的電子數

K

L

M

N

O

P

2

He

2

 

 

 

 

 

10

Ne

2

8

 

 

 

 

18

Ar

2

8

8

 

 

 

36

Kr

2

8

18

8

 

 

54

Xe

2

8

18

18

8

 

86

Rn

2

8

18

32

18

8

【探索發現】

1、請同學們利用上述原子結構示意圖,探索電子在原子核外各電子層排布的順序。

【探究結論】①電子在核外電子排布時,總是盡可能先排布在能量低的電子層,當能量低的電子層排滿后,再逐漸排布在能量高的電子層上。

2、請同學們探索,最外電子層最多能排多少個電子?

【探究結論】②最外層電子數不超過8;K層是最外層時,最多不超過2個。

3經分析稀有氣體原子結構示意圖及查閱資料可知,15電子層最多能容納的電子數分別為28183250 。若用n表示電子層數,請同學們探索其中的規律,分析第n電子層最多能容納多少個電子?

【探究結論】③每個電子層最多容納的電子數是2n2

4、根據表你認為隨著原子序數的遞增,原子的核外電子層排布有什么變化規律?

根據在初中學習的部分元素原子結構示意圖的知識,討論核電荷數120的元素原子核外電子排布的情形以及核外電子排布的一般規律,并將討論的結果分別填入表中。

[分析]從上可以看出:隨著原子序數的遞增,每隔一定數目的元素,會重復出現原子最外層電子從1個遞增到8個的情況(HHe除外),這種周而復始的重現的現象,我們稱之為周期性。由此,可得出如下結論:

【探究結論】④隨著元素原子序數的遞增,元素的原子核外電子層排布呈周期性的變化。

〖過渡〗原子半徑與核外電子排布有著密切關系,我們來探索元素原子半徑的變化規律。

二、元素原子半徑的變化規律

     [討論] 1、請同學們根據表中數據分析,你認為隨著原子序數的遞增,元素原子半徑有什么規律性的變化(稀有氣體元素暫不考慮)?

【探究結論】①隨著元素原子序數的遞增,元素的原子半徑呈現周期性的變化。

三、元素的化合價的變化規律

  [討論]根據表中各元素的化合價,你認為隨著元素原子序數的遞增,元素的化合價呈現什么規律性的變化?

【探究結論】②隨著元素原子序數的遞增,元素的化合價呈現周期性的變化。

   【過渡】從以討論中,我們認識到隨著原子序數的遞增,元素原子的核外電子排布,原子半徑和化合價均呈周期性的變化。元素的化學性質是由原子結構決定的,那么元素的金屬性與非金屬性是否也將隨著元素原子序數的遞增而呈現周期性的變化,我們下面進行討論。

四、元素的金屬性和非金屬性的變化規律

【講述】首先,我們探索一下第三周期元素的金屬性和非金屬性的變化規律。

討論:元素的金屬性和非金屬性的強弱可根據哪些事實加以判斷?

〖科學探究〗1、鈉鎂鋁是常見的金屬元素,請同學們自己設計簡單容易操作的實驗,驗證鈉鎂鋁金屬性的遞變規律。

【方法指導】

元素的金屬性強弱的判斷依據:

①利用單質與水反應置換出氫的難易程度判斷;

②利用單質與酸反應置換出氫的難易程度判斷;

③利用最高價氧化物對應的水化物(氫氧化物)的堿性強弱判斷。

④利用單質之間的置換反應判斷。

【我的設計】

序號

實驗原理

實驗現象

實驗結論

1

 

 

 

2

 

 

 

〖討論〗通過分析以下實驗,推斷鈉、鎂、鋁金屬性的強弱。

反應

 

金屬

 

與水反應

與冷水劇烈反應

與冷水緩慢反應,與沸水迅速反應

與冷水很難反應,與熱水緩慢反應

與酸反應

非常劇烈反應

劇烈反應

迅速反應

氧化物

Na2ONa2O2

MgO為堿性氧化物

Al2O3為兩性氧化物

對應堿

NaOH為強堿

Mg(OH)2為中強堿

Al(OH)3為兩性氫氧化物

【探究結論】①鈉、鎂、鋁的金屬性逐漸減弱。

〖科學探究〗2、硅、磷、硫、氯均為非金屬元素,請同學們自己設計簡單容易操作的實驗,驗證硅、磷、硫、氯三種非金屬性的遞變規律。

【方法指導】

元素非金屬性強弱的判斷依據:

①利用非金屬單質與氫氣反應生成氫化物的難易程度;

②利用非金屬元素氫化物的穩定性判斷;

③利用最高價氧化物對的水化物的酸性強弱判斷;

④利用單質之間的置換反應判斷。

【我的設計】

序號

實驗原理

實驗現象

實驗結論

1

 

 

 

2

 

 

 

〖討論〗通過閱讀課本16頁的內容推測硅磷硫氯的性質遞變規律。

【探究結論】②硅、磷、硫、氯均的非金屬性逐漸增強。

【歸納總結】從第三周期1118號元素性質的變化中得出如下結論:

Na   Mg   Al   Si   P   S   Cl          Ar

金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強。

〖小資料〗對其它周期的元素進行同樣的研究,也得出了類似的結論。

【探究結論】③隨著原子序數的遞增,元素的金屬性和非金屬性呈現周期性的變化。

【歸納與總結】

隨著原子序數的遞增,元素的原子半徑、元素化合價、元素的金屬性和非金屬性呈現周期性變化。

元素周期律:元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化,這一規律稱為元素周期律。

【思考與交流】

請同學們利用已經掌握的知識分析,為什么元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化?

結論:元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結果。

  [練習]判斷下列示意圖是否正確?為什么?

   〖說明〗穩定結構:把最外層為8個電子(若只有K層且為2個電子)的結構,稱為穩定結構。

[小練習]

1.在下列元素中,最高正化合價數值最大的是(    )

A.Na                  B.P               C.Cl                     D.Ar

2.原子序數從310的元素,隨著核電荷數的遞增而逐漸增大的是(    )

A.電子層數     B.電子數     C.原子半徑        D.化合價 

3.元素X原子的最外層有3個電子,元素Y原子的最外層有6個電子,這兩種元素形成的化合物的化學式可能是(    )

A.XY2                B.X2Y3                C.X3Y2         D.X2Y答案:1.C  2.B  3.B

隨堂練習

1(2003年全國新課程,15)根據中學化學教材所附元素周期表判斷,下列敘述不正確的是 (    )

AK層電子為奇數的所有元素所在族的序數與該元素原子的K層電子數相等

BL層電子為奇數的所有元素所在族的序數與該元素原子的L層電子數相等

CL層電子為偶數的所有主族元素所在族序數與該元素原子的L層電子數相等

DM層電子為奇數的所有主族元素所在族的序數與該元素原子的M層電子數相等

2(2003年春季,11)短周期的三種元素分別為XYZ,已知X元素的原子最外層只有一個電子,Y元素原子的M電子層上的電子數是它的K層和L層電子總數的一半,Z元素原子的L電子層上的電子數比Y元素原子的L電子層上的電子數少2個。則這三種元素所組成的化合物的化學式不可能是(   )

AX2YZ4     BXYZ3     CX3YZ4     DX4Y2Z7

3.下列敘述中正確的是  

A.兩種微粒,若核外電子排布完全相同,則其化學性質一定相同

B.凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布

C.兩原子如果核外電子排布相同,則一定屬于同種元素

D.不存在兩種質子數和電子數均相同的陽離子和陰離子

4.  核電荷數為l18的元素中,下列敘述正確的是(  

  A.最外層只有1個電子的元素,一定是金屬元素

  B.最外層只有2個電子的元素,一定是金屬元素

  C. 原子核外各層電子數相等的元素,一定是金屬元素

  D. 核電荷數為17的元素的原子容易獲得1個電子

5.若aAm+bn-的核外電子排布相同,下列關系式正確的是 (    )

 A. b=an+m   Bb=a—n—m   C.離子半徑Am+<Bn-  D.原子半徑A<B  

6(2002年全國理綜,11)兩種元素原子的核外電子層數之比與最外層電子數之比相等,則在周期表的前10號元素中,滿足上述關系的元素共有(  )

A1    B2    C3    D4

7(2002年春季,7)某元素X最高價含氧酸的相對分子質量為98,且x的氫化物的化學式不是H2X,則下列說法正確的是…(   )

  Ax的最高價含氧酸的化學式可表示為H3XO4

  BX是第二周期VA族元素  

  CX是第二周期ⅥA族元素         DX的最高化合價為+4

8(2003年春季,8)下列說法正確的是(    )

A.非金屬元素R所形成的含氧酸鹽(MaROb)中的R元素必定呈現正價

B.只有非金屬能形成含氧酸或含氧酸鹽

C.除稀有氣體外的非金屬元素都能生成不同價態的含氧酸

D.非金屬的最高價含氧酸都具有強氧化性

9.下列各組中,所含元素是按最高正化合價由高到低,最低負化合價絕對值由低到高順序排列的是(      )

ANaMgA1    BFON    CNOF    DSPSi

10.元素X的最低負化合價和最高正化合價代數和等于4X可能是(    )

     AC        BSi    CS    D.Be

隨堂練習答案:1.C 2.A 3.CD 4.CD 5.B 6.B 7.A 8.A 9.D 10.C

〖板書設計〗          第二節    元素周期律

一、原子核外電子的排布

  1)電子層:定義    ②電子層的劃分(2)核外電子的排布規律:

二、元素周期律

1)元素原子的核外電子排布的變化規律;2)元素原子半徑的變化規律;

3)元素的化合價的變化規律;(4)元素的金屬性和非金屬性的變化規律。

〖教后記〗

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