2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第二課時).doc

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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第二課時) ［引言］上節(jié)課我們認(rèn)識了元素周期表的結(jié)構(gòu)，那么，我們?nèi)绾胃鶕?jù)元素周期表中各元素所在位置來認(rèn)識各元素的性質(zhì)，從而使我們更好地認(rèn)識自然，并指導(dǎo)我們的社會實(shí)踐呢？這就是我們本節(jié)課所要講的主要內(nèi)容。 ［板書］第三節(jié) 元素周期表（第二課時） 二、元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系 ［師］我們知道，元素在周期表中的位置，由元素原子的結(jié)構(gòu)決定，而元素原子的結(jié)構(gòu)又決定了元素的性質(zhì)，即元素的性質(zhì)是元素在元素周期表中的位置的外在反映。因此，可以根據(jù)某元素在周期表中的位置，推測它的原子結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)；同樣，也可以根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)，推測它在周期表中的位置。下面，我們就從元素的金屬性和非金屬性、元素的化合價兩方面來研究元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系。（中學(xué)化學(xué)里我們主要研究主族元素） ［板書］1.元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系： ［師］請大家根據(jù)前面所學(xué)元素周期律的知識，回答下列問題： ［投影練習(xí)］ （1）電子層數(shù)越多原子半徑越 ① 核對電子引力越 ② 原子失電子能力越 ③ 得電子能力越 ④ 金屬性越 ⑤ 、非金屬性越 ⑥ 。 答案：①大 ②弱 ③強(qiáng) ④弱 ⑤強(qiáng) ⑥弱 （2）電子層數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)越多（即原子序數(shù)越大）原子半徑越 ① 核對電子的引力越 ② 原子失電子能力越 ③ 得電子能力越 ④ 金屬性越 ⑤ 、非金屬性越 ⑥ 。 答案：①小 ②強(qiáng) ③弱 ④強(qiáng) ⑤弱 ⑥強(qiáng) (3)元素周期表中：周期序數(shù)= ① ；主族序數(shù)= ② ；原子序數(shù)= ③ 。 答案：①電子層數(shù) ②最外層電子數(shù) ③核內(nèi)質(zhì)子數(shù) ［師］請大家看下列元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 ［投影］ ［問］在元素周期表中，它們是否屬于同一主族？為什么？ ［生］不是。因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱与娮訑?shù)不同。 ［問］它們是否屬于同一周期？為什么？ ［生］是。因?yàn)樗鼈兊碾娮訉訑?shù)相同。 ［問］它們是第幾周期的元素？ ［生］第三周期！ ［師］請大家分析它們的原子結(jié)構(gòu)，判斷其金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱。 ［生］上述同一周期、不同主族的元素，元素原子核外電子層數(shù)雖然相同，但從左到右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減少，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。因此，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。 ［師］由此，我們可得出如下結(jié)論： ［板書］（1）同一周期，從左至右，各元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。（稀有氣體元素除外） ［師］請大家口頭判斷下列各問題： ［投影練習(xí)］1.穩(wěn)定性強(qiáng)弱：H2S HCl 2.堿性強(qiáng)弱： NaOH Al(OH)3 3.酸性強(qiáng)弱： H3PO4 H2SO4 答案：1.＜ 2.＞ 3.＜ ［師］請大家再看下面3組元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 ［投影］ ［師］上述三組元素分別屬于同一周期還是同一主族？依據(jù)？分別屬于第幾周期（或主族）？ ［生］同一主族。因?yàn)樗鼈冏钔鈱与娮訑?shù)相同。分別屬于第一主族、第五主族和第七主族。 ［師］1、3組元素有無似曾相識之感？請分別寫出它們的元素符號。 ［找一個同學(xué)在投影片上填上所缺元素符號］ ［師］請大家根據(jù)其原子結(jié)構(gòu)分析其金屬性的遞變規(guī)律。 ［生］在同一主族的元素中，由于從上到下電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱。所以元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。 ［師］由此，我們可以得出以下結(jié)論： ［板書］（2）同一主族，從上到下元素金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。 ［師］口答以下練習(xí) ［投影］ 1.穩(wěn)定性強(qiáng)弱：HF HCl HBr HI NH3 HF NH3 PH3 2.堿性強(qiáng)弱：KOH NaOH Mg(OH)2 3.酸性強(qiáng)弱：HClO4 HBrO4 HNO3 H3PO4 答案：1.＞ ＞ ＞ ＜ ＞ 2.＞ ＞ 3.＞ ＞ ［師］以上我們討論的主要是主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。副族元素性質(zhì)的變化，規(guī)律比較復(fù)雜，中學(xué)化學(xué)中，我們暫不討論。 ［師］請大家觀察附錄中的元素周期表。 ［學(xué)生活動］ ［問］元素周期表中的表格底色有幾種？為什么要這樣表示？ ［生］底色有兩種，綠色和淺綠色。可以使我們很明顯地區(qū)別出金屬元素和非金屬元素。 ［師］回答得很好。而且，從表上我們可以看出，元素周期表中，金屬元素和非金屬元素的區(qū)域特別集中，沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟鋁、鍺、銻、釙之間畫一條線，線的左面是金屬元素，右面是非金屬元素。由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線，因此，位于分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。 ［師］我們可以把以上的內(nèi)容用表5—12的形式簡要地表示出來 ［投影］ 表5—12 元素金屬性和非金屬性的遞變 ［師］請大家根據(jù)我們上面學(xué)過的知識，參考元素周期表，分析除稀有氣體元素外，在周期表中什么元素的金屬性最強(qiáng)？什么元素的非金屬性最強(qiáng)？為什么？ ［生］根據(jù)同周期同主族原子半徑的變化規(guī)律可知，在周期表中，鈁（Fr)元素的原子半徑最大，氟（F）元素的原子半徑最小，因此，鈁元素的失電子能力應(yīng)是最強(qiáng)的，鈁元素的金屬性也就最強(qiáng)；氟元素的得電子能力最強(qiáng)，氟元素的非金屬性也就最強(qiáng)。 ［師］很正確。氟元素也是自然界中存在的非金屬性最強(qiáng)的元素，鈁及其后面的元素均是放射性元素，在自然界穩(wěn)定存在的元素當(dāng)中，銫（Cs）的金屬性是最強(qiáng)的。 ［投影練習(xí)］ 下列性質(zhì)的遞變中，正確的是 A.O、S、Na的原子半徑依次增大 B.LiOH、KOH、CsOH的堿性依次增強(qiáng) C.HF、NH3、SiH4的穩(wěn)定性依次增強(qiáng) D.HCl、HBr、HI的還原性依次減弱 解析：由元素周期表的知識可知：A項(xiàng)O位于第二周期，S、Na屬于第三周期，故S、Na的原子半徑大于O，又因?yàn)镾的核電荷數(shù)16大于Na的核電荷數(shù)11，故Na的原子半徑大于S，即三者順序?yàn)镺＜S＜Na，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)Li、K、Cs為同一主族元素，隨著原子序數(shù)的增加，金屬性逐漸增強(qiáng)，故有堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篖iOH＜KOH＜CsOH，即B項(xiàng)正確；C項(xiàng)由F、N、Si在元素周期表中的位置可知，它們的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎＞N＞Si，故它們的氫化物穩(wěn)定性順序?yàn)椋篐F＞NH3＞SiH4，C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)事實(shí)上是比較Cl－、Br－、I－的還原性，因Cl－、Br－、I－的半徑逐漸增加，故它們失電子的能力逐漸增強(qiáng)，即HCl、HBr、HI的還原性逐漸增強(qiáng)，D項(xiàng)說法錯誤。 答案：AB ［過渡］下面我們來探討元素的化合價與元素在周期表中的位置的關(guān)系。 ［板書］2.元素化合價與元素在周期表中位置的關(guān)系。 ［講述］元素的化合價指的是該元素的原子和其他元素一定數(shù)目的原子化合時所表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)。元素的化合價與原子的電子層結(jié)構(gòu)，特別是與最外電子層中電子的數(shù)目有密切關(guān)系，因此，元素原子的最外電子層中的電子，也叫做價電子。另外，有些元素的化合價與它們原子的次外層或倒數(shù)第三層的部分電子有關(guān)，這部分電子也叫價電子。下面，我們主要來研究主族元素的化合價與其在周期表中位置的關(guān)系。 ［師］請?zhí)顚懴卤淼目瞻滋? ［投影］ 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 元素符號 Na Mg Al Si P S Cl 最外層電子數(shù) 最高正價 最低負(fù)價 ［學(xué)生回答，教師填寫］ 1 2 3 4 5 6 7 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 －4 －3 －2 －1 ［問］根據(jù)上表回答，主族元素的族序數(shù)與元素原子的最外層電子數(shù)及最高正化合價有什么關(guān)系？ ［生］相等。 ［師］據(jù)此，我們有以下結(jié)論： ［板書］主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=主族元素最高正價數(shù) ［師］其中，有個別元素比較特殊，如氧元素的化合價一般是－2價，而氟元素沒有正化合價。 ［問］非金屬元素的最高正價和最低負(fù)價的絕對值之和有什么規(guī)律？ ［生］等于8。 ［師］這樣，我們可以得到以下關(guān)系，即： ［板書］｜最高正價｜+｜最低負(fù)價｜=8 ［師］金屬元素只有正化合價而無負(fù)價。 ［投影練習(xí)］1.主族元素的最高正化合價一般等于其 序數(shù)，非金屬元素的負(fù)化合價等于 。 答案：主族 8－主族序數(shù)或8－最高正價 2.鹵族元素的原子最外層上的電子數(shù)是 ，其中，非金屬性最強(qiáng)的是 。鹵素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是 （以X表示鹵素）。 答案：7 F HXO4 ［注：教師需補(bǔ)充說明，氟元素?zé)o最高價氧化物及其水合物，因?yàn)榉責(zé)o正化合價］ ［師］從上面的學(xué)習(xí)，我們可以認(rèn)識到：元素在周期表中的位置，反映了該元素的原子結(jié)構(gòu)和一定的性質(zhì)。因此，可以根據(jù)某元素在周期表中的位置，推測它的原子結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì)；同樣也可以根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)，推測它在周期表中的位置及性質(zhì)。我們可以用下圖來表示它們之間的這種關(guān)系。 ［板書］ ［師］這樣，我們就可以利用元素的性質(zhì)，它在周期表中的位置和它的原子結(jié)構(gòu)三者之間的密切關(guān)系，來指導(dǎo)我們對化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。這也是元素周期律和元素周期表的意義所在。那么，元素周期律和周期表的意義是不是僅限于此呢？請大家閱讀課本P107有關(guān)“元素周期律和元素周期表的意義”的內(nèi)容，并進(jìn)行總結(jié)。 ［板書］三、元素周期律和元素周期表的意義 ［學(xué)生活動］ ［師］由我們所閱讀的內(nèi)容，可得出元素周期律及元素周期表的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ［投影板書］1.是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的一種重要工具。 2.為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了新的線索。 3.啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)，尋找新的物質(zhì)。 4.為自然科學(xué)中的量變引起質(zhì)變規(guī)律提供了有力的論據(jù)。 ［師］請大家分別舉例說明。 ［生甲］如我們學(xué)習(xí)堿金屬時，主要是以Na為代表物來學(xué)的，而銣、銫卻沒有見過，但我們可根據(jù)其在元素周期表中的位置及與Na的相對位置判斷出其還原性比鈉強(qiáng)，其形成的堿的堿性比強(qiáng)堿NaOH還要強(qiáng)。 ［生乙］我們還可以預(yù)見，銣和銫與水的反應(yīng)一定劇烈得很，所以，做實(shí)驗(yàn)時首先要做好安全保護(hù)工作。 ［生丙］從課本P109表5—13可以看出，人們?yōu)?13、115、117號元素留下了空位，并根據(jù)其相鄰元素的性質(zhì)去發(fā)現(xiàn)和研究它們。 ［生丁］根據(jù)農(nóng)藥多數(shù)是含F(xiàn)、Cl、S、P等元素的化合物，而在一定區(qū)域內(nèi)尋找新的農(nóng)藥。 ［生戊］在周期表里金屬與非金屬的接界處尋找半導(dǎo)體材料，如Ge、Si、Ga、Se等。 ［生己］在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。 …… ［師］大家回答得很好。除此以外，元素周期律和周期表在自然科學(xué)的許多部門，如化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地球化學(xué)等方面，都是重要的工具！ ［小結(jié)］本節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系，并了解了它們的意義所在，希望大家在以后的化學(xué)學(xué)習(xí)中，能很好地運(yùn)用元素周期表來指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)，并使它成為我們學(xué)習(xí)中的益友。 ［布置作業(yè)］課本習(xí)題：一、2、3、7，三、1、2、3，四。 ●板書設(shè)計(jì) 第三節(jié) 元素周期表（第二課時） 二、元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系 1.元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系 （1）同一周期從左到右元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)（不包括稀有氣體元素）。 （2）同一主族從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱（不包括稀有氣體元素）。 2.元素化合價與元素在周期表中位置的關(guān)系 主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=主族元素最高正價數(shù) ｜最高正價｜+｜最低負(fù)價｜=8 ●教學(xué)說明 本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，從課本上看，似乎很好理解，但要讓學(xué)生真正意識到元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的工具，并能真正成為其學(xué)習(xí)中的助手（即很好的運(yùn)用）就不那么容易了。往往是理論性的結(jié)論都理解，真正操作起來卻道路曲折，這就要求教師在教學(xué)的過程中對學(xué)生進(jìn)行最優(yōu)化的啟發(fā)和引導(dǎo)，把教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的能力上面，并結(jié)合一定的練習(xí)，幫助學(xué)生學(xué)會運(yùn)用元素周期表。學(xué)生在運(yùn)用時最易犯的毛病就是關(guān)注共性有余，重視個性不足，在學(xué)習(xí)中的直接表現(xiàn)就是機(jī)械地套用。于是，教學(xué)組織的好壞就成了本節(jié)課成敗的關(guān)鍵。 基于以上考慮，以展示元素原子結(jié)構(gòu)示意圖、分析元素化合價、復(fù)習(xí)元素周期律為基礎(chǔ)，組織學(xué)生進(jìn)行分析、推理、討論，以使學(xué)生更好地參與；在得出結(jié)論以后又進(jìn)行了相關(guān)的練習(xí)，以鞏固所學(xué)知識。這樣，可以使他們更深刻地理解和運(yùn)用元素周期表，并為他們以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。