化学必修2鲁科版第1章第2节元素周期律和元素周期表教案2.docx
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化学必修2鲁科版第1章第2节元素周期律和元素周期表教案2
元素周期律和元素周期表
一、本节在教材中的地位
学生在本节之前,已经学习了初中化学和《化学1(必修)》的知识内容,包括钠、镁、铝、氮、硅、硫、氯、溴等元素的单质及化合物的性质,初步掌握了有关原子结构的知识,并且也已经简单地使用过元素周期表。
这个时候引导学生探索元素性质(最外层电子排布、原子半径和元素的化合价)和原子结构的关系,进而归纳出元素周期律,符合学生的学习心理和认知规律。
借助元素周期表以“族”为单位对《化学1(必修)》中分散的元素性质进行介绍,不仅可以丰富学生对元素的认识,也可以指导他们在今后的学习中关注元素性质间的联系与区别。
二、本节的教学目标
1、知识与技能
(1)使学生了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化,认识元素周期律。
(2)使学生认识元素周期表的结构以及周期、族等概念,理解原子结构与元素在周期表中的位置间的关系。
(3)使学生了解ⅡA族、ⅤA族和过渡金属元素的某些性质和用途。
2、过程与方法
通过对元素周期律的初探,使学生学会利用各种图表(柱状图、折线图等)处理数据,提高他们分析、处理数据的能力。
3、情感、态度与价值观
通过介绍化学史知识----各种元素周期表和对元素周期律的认识,使学生认识到人类对客观事物的认识是随社会和科学的发展不断深入的。
三、本节的教学重点和难点
元素周期律和元素周期表的结构
四、本节的课时划分
第1课时:
元素周期律
第2课时:
元素周期表
第3课时:
认识元素周期表中的其他元素
五、本节的教学方法和手段
本节教材属于化学基本理论的教学,除了可借助传统的直观、形象的教具和实验辅助教学外,还可利用我校充足的计算机资源进行教学,提高学生对理论的理解和对实验数据的处理能力。
第1课时元素周期律
【新课的引入】
<设置情景>
宇宙万物是由什么组成的?
古希腊人以为是水、土、火、气四种元素,古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说。
到了近代,人们才渐渐明白:
元素多种多样,决不止于四五种。
18世纪,科学家已探知的元素有30多种,如金、银、铁、氧、磷、硫等,到19世纪,已发现的元素已达60多种。
人们自然会想到,没有发现的元素还有多少种?
元素之间是孤零零地存在,还是彼此间有着某种联系呢?
这种想法激励着时任圣彼得堡大学教授的年轻的门捷列夫。
当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时,他遇到了难题。
按照什么次序排列它们的位置呢?
当时化学界发现的化学元索已达63种。
为了寻找元素的科学分类方法,他不得不研究有关元素之间的内在联系。
研究某一学科的历史,是把握该学科发展进程的最好方法。
门捷列夫深刻地了解这一点,他迈进了圣彼得堡大学的图书馆,在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料……
门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络,夜以继日地分析思考,简直着了迷。
他在剪了很多张卡片,并在每一张卡片上都写上了元素名称、原于量、化合物的化学式和主要性质。
门捷列夫把它们装进筐里,分成几类,摆放在一个宽大的实验台上。
接下来的日子,门捷列夫把元素卡片进行系统地整理。
门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪。
门捷列夫旁若无人,每天手拿元素卡片像玩纸牌那样,收起、摆开,再收起、再摆开,皱着眉头地玩“牌”……
冬去春来。
门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律。
有一大,他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了,摆着,摆着,门捷列夫像触电似的站了起来,在他面前出现了完全没有料到的现象,每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着。
门捷列夫激动得双手不断颤抖着。
“这就是说,元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系。
”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子,然后,迅速地抓起记事簿在上面写道:
“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。
”
1869年2月底,门捷列夫终于在化学元素符号的排列中,发现了元素具有周期性变化的规律。
元素周期律一举连中三元,使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程,把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了,使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来,从而奠定了现代化学的基础。
<提出问题>
今天,就让我们一起来重温门捷列夫对周期律的探究过程。
不过,这次并不是也让同学们写大量的卡片,而是利用计算机中的Office软件,充分发挥Excel等软件在处理数据、做图方面的独特优势。
【板书】第2节元素周期律和元素周期表
一、元素周期律
【讲述】研究表明,利用原子序数(质子数)的变化来探究元素的性质的变化,更加科学和合理。
【板书】原子序数:
是元素在元素周期表中的序号,其数值等于原子核内的质子数或原子核外的电子数。
【活动探究】
1、请同学们翻开课本到第11页,先完成表格内要求填写的“元素名称、原子序数、核外电子排布、电子层数和原子最外层电子数”等空白内容。
2、每四位同学一个小组,每个小组一台计算机终端,利用Excel软件,根据11页表中所给数据按以下要求进行处理:
(1)以元素的原子序数为横坐标,原子的最外层电子数为纵坐标,绘出柱状图。
(2)以元素的原子序数为横坐标,元素的原子半径为纵坐标,绘出折线图。
(3)以元素的原子序数为横坐标,元素的最高化合价和最低化合价为纵坐标,绘出折线图。
参考表格:
原子序数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
最外层电子数
1
2
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
原子序数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
原子半径(nm)
0.037
0.134
0.090
0.082
0.077
0.075
0.073
0.071
原子序数
10
11
12
13
14
15
16
17
18
原子半径(nm)
0.154
0.130
0.118
0.111
0.106
0.102
0.099
原子序数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
最高化合价
+1
0
+1
+2
+3
+4
+5
0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
最低化合价
-4
-3
-2
-1
0
-4
-3
-2
-1
0
3、将每一个小组探究的成果通过服务器展示到每一台终端及大屏幕上,评比出图示效果最好的一组。
【概括总结】
被评出的先进小组选代表对图示里面的规律加以总结,组员可以补充。
【板书小结】
探究结果:
(1)随着原子序数的递增,原子的最外层电子数重复出现1→8的变化规律。
(2)随着原子序数的递增,元素的原子半径重复着由大→小的变化规律。
(3)随着原子序数的递增,元素的最高化合价重复着由+1逐渐递增和最低化合价由-4→-1的变化规律。
【释疑】
1、表中元素的原子半径数据是原子共价半径,但是稀有气体原子没有共价半径数据,而不同来源的数据是没有比较价值的,所以没有出现稀有气体元素的原子半径。
2、表中给出的是元素的最高化合价和最低化合价,某些元素还有许多其他常见价态。
【板书】
元素周期律:
元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。
【阅读】
第13页“人类对元素周期律的认识”
【提升迁移】
1、用原子结构的知识解释原子半径的变化规律。
2、比较同种元素的原子和阴、阳离子的半径的大小,会比较电子层结构相同的离子的半径的大小。
3、金属元素没有负化合价,非金属元素的最高正化合价和最低负化合价绝对值之和为8。
4、元素性质周期性变化的原因是核外电子排布的周期性变化。
【课后作业】
《新课程同步训练》高一化学[下]第7页内容。
【课下自主探究】
若将1至18号元素按照周期律的特点排进表格之中,各元素的位置应该如何安排才最合理?
第2课时元素周期表的结构
【新课的引入】
<设置情景>“我的心思在周期表上,不在衣服上”
俄国化学家门捷列总结了前人的经验。
经过长期研究,花了很大的精力,寻求化学元素间的规律。
终于1869年发现了化学元素周期律。
一位彼得堡小报的记者向他打听成功的奥秘:
“你是怎样想到你的周期律的?
”捷列夫哈哈笑着答道:
“这个问题我大约考虑了二十年,而他们却认为,坐着不动,五个戈比一行,五个戈比一行地写着,突然就成了。
事情并不是这样!
”
门捷列夫的“周期表”比其他人的元素表更为复杂,也更接近我们今天认为是正确的东西。
当某一元素的性质使他不能按原子量排列时,他就大胆地把它的位调换一下。
他这祥做的根据是:
元素的性质比元素的原子量更为重要。
后来终于证明,他这样做是正确的。
例如碲的原子量是127.61,如果按原子量排,它应排在碘的后面,因碘的原子量是126.91。
但是,在周期表中,门捷列夫把碲提到碘的前面,以便使它位于性质和它极为相似的硒的下面,并使碘位于性质和碘极为相似的溴的下面。
最重要的一点,在排列不致违背既定的原则时,门捷列夫就毫不踌躇地在周期表中留出空位,并以一种似乎是非常大胆的口气宣布:
位于空位的元素将来一定会被发现。
不仅如此,他还用表中待填补进去的元素的。
上、下两个元素的特性作为参考,指出它们的大致性状。
他所预言的三种元素,还在他在世时全部都被发现了。
因此,他亲眼看到了他提出的这个体系的胜利,这是多么的高兴!
1875年法国化学家德布瓦博德朗发现了第一个待填补的元素,定名为镓。
1879年瑞典化学家尼尔森发现了第二个待填补的元素,定名为钪。
1886年,德国化学家文克勒又发现第三个待填补的元素,定名为锗。
这三个元素的性状都和门捷列夫的预言几乎完全相符。
门捷列夫的兴趣非常广泛。
他对物理学、化学、气象学、流体力学等,都有许多贡献。
但他的生活却十分简朴。
他的衣服式样常常落后别人十年以至二十年,他毫不在乎他说:
“我的心思在周期表上,不在衣服上。
”
<联想质疑>同学们,门捷列夫用自己的智慧、毅力和恒心不仅发现了元素周期律而且还巧妙地绘制出了元素周期表,将看似杂乱无章的化学元素近乎完美地科学地组合在了一起,那么这个伟大的元素的乐园里究竟都隐藏着什么样的财富和秘密呢?
今天这节课我们就一起走进元素周期表。
【板书】二、元素周期表
【提问】请同学们根据所学的知识思考
(1)周期表里每一个小方块都代表了什么?
它里面的各项符号都表示什么含义。
(2)仔细查一查,元素周期表里包含有多少个横行和纵行,和原子结构有着什么密切的联系?
(3)每个横行里都包含了多少小方块?
【学生回答】每个小方块都代表一种元素,里面包含了这个元素的原子序数、元素名称、元素符号、相对原子质量等信息。
同一横行里的元素,都有着相同的电子层数,部分同一纵行里的元素,最外层电子数相同。
表内包含了7各横行和18各纵行。
【小结指导】结合上一节元素周期律的知识,我们不难看到,每一组结构和性质有着递变性规律的元素都被编在了同一横行,每行都重复着这种规律性的变化,因此我们把行成为周期,同时把纵行(列)称为族。
【板书】1、周期
【学生回答】根据自己查询所得:
周期表里一共有7个周期,每个周期包含的元素种类分别为:
2、8、8、18、18、32、26。
【小结】根据同学们查找的数据,我们会看到,前3周期元素的种类都不超过8个,我们称这3个周期为短周期。
第4、5、6三个周期包含元素的种类较多,称之为长周期。
最后第7周期还未排满,称为不完全周期。
【板书】7个周期:
第1、2、3为短周期;第4、5、6为长周期;最后的第7周期称为不完全周期。
周期序数=核外电子层数
【提问】仔细观看元素周期表中的每一列的最上边,都标有什么特征?
同一列的元素的原子结构上都有什么相同之处?
【学生回答】有罗马数字的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ;英文字母的大写A、B;还有1个0。
期中第8、9、10三列都共用着Ⅷ。
每一列的序数刚好与该列元素原子的最外层电子数相同。
【板书总结】7个主族——ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
7个副族——ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
1个Ⅷ族和1个0族。
主族序数=最外层电子数
【质疑】同一周期的元素由左到右和同一主族的元素由上至下,原子结构上都有着什么样的递变规律?
【学生回答】同一周期由左到右,元素原子最外层电子数由1个逐渐增大到8个(第1和第7周期例外);
同一主族的由上至下,元素原子的电子层数逐渐增多。
【指导】学生朗读7个主族元素的名称,要求会默写和背诵7个主族元素的名称和符号以及对应的原子序数。
【迁移提升】同学们观看电脑屏幕或大屏幕,每组推荐一名同学,按照课前做好的Authorware课件要求,将所给出的元素名称、符号和原子序数准确地拖动到对应的周期表中的位置上,否则就无法放置成功。
【作业】在作业本上画一个仅包含7个主族和1个0族的周期表,要求有元素的名称、符号和原子序数。
写一篇小短文,谈谈自己对元素周期表的认识。
第3课时认识元素周期表中的其他元素
【新课的引入】
<设置情景>同学们,欢庆的夜晚都要放烟花,无论是2008年北京奥运会的开幕式上,还是2009年郑州的元宵节上,夜空中都曾绽放着千姿百态、姹紫嫣红的礼花,让人久久难以忘却。
那么礼花五彩缤纷的颜色是从哪里来的呢?
这也是隐藏在元素周期表里面的一个秘密。
本节课就让我们再次走进元素周期表,揭开一个又一个的奥秘,认识一族又一族新的朋友。
【板书】三、认识元素周期表中的其他元素
1、Ⅱ族的碱土金属元素
【解释】在元素周期表中,某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰会呈现出特征颜色的反应。
比如:
钡——黄绿,钙——砖红,铜——蓝绿,钾——浅紫,锂——深红,钠——黄,若将含这些元素的物质配成火药,点燃之后就能在空中绽放出缤纷的五彩。
期中含钙、钡包括锶元素在内的物质灼烧时都会产生绚丽的颜色。
【分组实验】做所给试剂:
氯化钾、硫酸铜、氯化钡、硫酸钠的焰色反应实验。
【板书】
(1)包括:
铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)
(2)单质银白色,良好的导电性
(3)化学性质活泼,易失电子,自然界中只能化合态形式存在。
【质疑】哪种元素被称为“生命元素”呢?
【学生讨论】由于新课程高一已经开设了生物课,学生知道构成生命体最基本的物质包括遗传物质DNA和蛋白质,它们的分子结构中都含有氮元素。
【板书】2、ⅤA族的氮族元素
(1)包括:
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)
(2)氮元素是蛋白质的主要成分
(3)磷元素在自然界中只有化合态,主要是磷酸盐形式,对维持生物体正常的生理活动有着重要的作用。
【学生活动】请在周期表中找出作为货币金属常用的金、银、铜三种元素,以及最常见的铁元素,它们在周期表中的位置。
【板书】3、过渡元素
(1)包括:
副族和第Ⅷ族元素
(2)均为金属元素
(3)有良好的导电性,多数化学性质很稳定
【学生活动】将才学习过的ⅡA、ⅤA和过渡元素及其它们重要的性质做成Authorware课件,在课件里只有将元素的族序数、名称、符号和性质完全对应起来才能顺利过关获胜,大大调动了学生学习的积极性,课堂气氛特别活跃。
【历史回眸】制冷剂“氟利昂”的研制
【随堂练习】教材第26页“练习与活动”
【布置课题】
(1)上网查阅其他形式的元素周期表并指出期中元素的排布依据。
(2)自己设计一张新的元素周期表,并说明元素排布的依据。
【课后反思】
本节教材属于化学基本理论教学,缺少直观、形象的实验,比较枯燥。
除了充分利用教材资源,组织学生展开交流、讨论外,本节还充分利用了计算机房终端机进行辅助教学。
学习周期律时利用Excel处理表格和图像总结规律,学习周期表的结构和其他元素时,又通过使用Authorware课件,大大调动了学生学习的积极性,课堂气氛特别活跃,再加上一些鼓励的手段,使得学生下课了还不愿离开,还想继续上机,继续思考周期表的问题。
另外,尽管可以保证每位学生一台电脑,但实际上课时还是一组四个学生一台电脑,是想营造一个研讨的氛围。
同时,主控服务器可以将各组的成果大家分享,也可以通过大屏幕进行统一展示。
新课程提倡创新,在教学的手段上,适宜地将计算机在课堂上分配给学习小组,作为探究活动的工具,只要教师引导得当,就会取得意想不到的好的收效。
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- 化学 必修 鲁科版第 元素周期律 元素 周期表 教案