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第一節 元素周期表

時間:2019-3-21 10:06:48信息來源:admin   點擊:383 【字體:

 第一節 元素周期表

第一課時     石增坤

教學目標

(一) 知識與技能

1. 理解同周期、同主族元素性質的遞變規律,并能運用原子結構理論解釋這些遞變規律。

2.了解原子結構、元素性質及該元素在周期表中的位置三者間的關系,初步學會運用周期

(二)過程與方法

1. 通過元素周期表的發現的故事,提高學生的課外知識,激發學生熱愛化學的興趣。

2. 通過元素周期表中元素的排布發現,初步培養學生抽象歸納以及演繹推理能力;在學習中提高自學能力和閱讀能力。

3. 使學生了解元素原子的核外電子排布與元素排布的規律變化。

(三)情感態度價值觀

1. 結合元素周期表的認識和學習,樹立由量變到質變以及“客觀事物本來是相互聯系的和具有內部規律的”辯證唯物主義觀點。

2. 通過原子核外電子排布與元素的位置關系探究,學生培養細心觀察、認真分析的良好學習習慣。

3. 通過了解歷史故事,發展學生學習化學的興趣,樂于探究物質變化的奧秘,體驗科學探究的過程和堅持科學的堅定態度。

教學重點:元素周期表的結構,元素的性質。

教學難點:元素在周期表中的位置與原子結構的關系及二者之間相互推斷的過程。

教學過程設計

【師】我們已經學習了許多的元素了,大家有沒有對所學過的元素自己進行歸納總結一下呢?可能大家都會說,在我們教科書的后面就有已經整理好的元素周期表,其實,這張元素周期表的繪制早在19世紀六七十年代就陸續被人們發現了。而總結最好的是門捷列夫,他當初只是一個教授,是專門給學生上課的。那么,他為什么會去研究元素化合物的分類呢?我們來看一下,元素周期表的發現?

投影:元素周期表的表現(史料導入)

門捷列夫是彼得堡大學教授,當初,為了系統的講好無機化學課程,他想編寫一本《化學原理》教科書,他仔細的研究各種元素的物理性質和化學性質,試圖對化學元素進行系統的分類,他用一些厚紙剪成像撲克牌一樣的卡片,然后把各種化學元素的名稱、相對原子質量、氧化物以及各種物理性質與化學性質分別寫在卡片上,它的一切情況就一目了然了,當時共有63種元素。

門捷列夫為了把各種元素進行分類,就用各種不同的方式去擺那63張卡片。在不斷地擺放之后,他覺得按相對原子質量遞增的順序擺成幾行,再把各行中性質相似的元素上下對齊,這樣,所有的化學元素的內在聯系終于表現出來了:每一橫行化學元素的性質都相似;每一縱行化學元素的性質都從金屬到非金屬。整個元素系列呈現出周期性的變化。

他堅信自己已經摸到了自然的脈搏,已經發現了自然界的最偉大的規律。當時,有些相對原子質量和他們的性質不符,他就大膽的修訂了相對原子質量,有些元素之間的性質跳躍太大,他就大膽的預言了當時尚未發現的元素---類鋁、類硼、類硅(后來的鎵、鈧、鍺),并為這些元素留下空位。

第一個發現的預言過的化學元素是鎵。1875年8月,法國化學家布瓦博德朗發現了鎵,于11月6日將制取的3.4mg 鎵獻給了法國科學院。11月22日,門捷列夫在《科學報告》中指出“鎵”就是他所預言的“類鋁”,他給布瓦博德朗謝了一封信,指出鎵的密度不是4.7而是5.9。結果布瓦博德朗對鎵又進行了進一步研究,發現:不僅相對密度,鎵的其他物理化學性質,門捷列夫預言的和實際測得的也都非常接近。

當陸續后來鈧、鍺的發現后更加證明了化學元素周期律的正確性。至此,化學元素周期表也開始被人們接受,但是,也是在人們不斷的修改下和新的化學元素的發現中,元素周期

表就成了我們現在見到的樣子。

【師】看完這些后,大家有什么感想呢?

學生簡單討論交流一分鐘。

【師】大家看到了,門捷列夫但是整理的時候是按照元素的相對原子質量的大小來排列的,當然現這張元素周期表(投影中統一的元素周期表)肯定不是那張,而是經過科學家不斷修訂后的,那么現在這張表是按照什么規律來排列的呢?(提出問題)

學生猜想:元素的性質---氧化性和還原性,元素組成物質的性質---狀態、種類,元素的相對原子質量,元素原子的性質,原子的核電荷數,原子的電子、質子、中子„„(提出假設)

【師】很好,大家看一下,既然每一種元素占有一個位置,能說明什么呢?

學生:元素的性質不一樣,那么,分類的時候所依據的特性也是有差異的。

【師】大家猜想的都很有可能,那么我們該如何進行驗證呢?到底是什么原因決定各種元素所處的位置是不一樣的呢?

學生:可以根據猜想因素分類排布,然后與教科書對比;也可以根據猜想才驗證元素周期表

【師】現在,同學們分組討論,提出自己的假設,統一意見的集合成一個小組,然后小組討論驗證,并完善表格,記錄討論結果,最后由小組代表發言,為什么是或者不是?(討論交流)

【師】現在請小組代表發言。(得出結果)

學生發言:

a. 我們小組討論的是“相對于原子質量決定元素在元素周期表中的位置”,我們查找了元素的相對原子質量,然后進行了比較,發現大多數符合,但是鈷和鎳是不符合的,但是雖然從小到大的排列可以近似得出,但是無法說明列的形式是如何排列的。

b. 我們小組討論的是“元素的氧化性和還原性決定元素在元素周期表中的位置”,我們就自己知道的元素的性質做了簡單的分析,但是結果不能得到元素周期表中的元素現在的排布。如氫具有還原性,而氦是比較穩定,既不顯氧化性也不顯還原性;而鈉鎂這一行變化大概是有還原性到氧化性,但是氬還是較穩定的。

„„

我們小組討論的是“原子的核外電子排布決定元素在元素周期表中的位置”,我們的結果與元素周期表能夠很好地吻合。

„„

【師】通過大家的討論和總結,你們覺得哪個小組的結果最具有說服力?最終的決定因素又是什么?(綜合評價)

學生:是元素原子的核電荷數,也就是原子的核外電子排布(學生只是根據已有的知識判斷的,不涉及長周期的元素)。

【師】大家注意,門捷列夫最初是按照什么順序對元素進行排列的?(原子的相對原子質量),但是我么現在是---(按照原子核外電子排布)。其實,當時化學作為一門科學,其發展還是有一定的局限性,那時人們都認為原子是不可以再分的,而現在我們大家都知道原子是由原子核和核外電子組成的,可見,一切事物都是處在相對變化之中的。

【師】那我們現在來看一下。首先我們看一下元素周期表,在我們化學學習中,把元素周期表中的7個橫行叫做周期,分別為第一、二、三短周期和四、五、六、七長周期;18個縱行成為族,族又分為主族、副族和0族。

板書:1.1元素周期表

一、結構

一不全(周期)(第7周期 現有元素26種) 元素周期A „„A ) 表B „„B ) A 族(8、9、10三個縱行構成)

三短(周期)(1、2、3周期; 元素種類:2、8、8種) 三長(周期)(4、5、6周期; 元素種類:18、18、32種)

【師】現在,結合元素周期表,我們來分析一下其排布的規律:

投影表格,逐步填寫完成。

隨著原子序數的遞增,原子核外電子層排布變化的規律性

板書:

元素周期表與原子結構的關系

原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數 O 族(稀有氣體)

周期序數=電子層數

主族序數=最外層電子數=價電子數

【師】既然元素周期表的元素排布規律我們已經發現了,那么當給出一種元素大家能不能迅速判斷它是處在什么位置的呢?比如鋁。

學生:鋁是13號元素,有三個電子層,最外層有三個電子,所以是第三周期第A 族的。

【師】如果是20號元素呢?

學生:第四周期第A 族的鈣。

板書:

推斷元素位置的規律

1. 根據元素原子結構推斷(只適用于主族元素的推斷) :

步驟:(1)根據核外電子排布規律畫出原子結構示意圖;

(2)根據“元素周期數=核外電子層數”確定周期;

(3)根據“主族元素的序數=最外層電子數”確定族序數;

2. 根據稀有氣體的原子序數推斷

(1)只要記住了惰性元素的原子序數(He 12,Ne 10,Ar 18,Kr 36,Xe 54,Rn 86),就可以確定主族元素的位置:

若比相鄰近的惰性元素多1或2則應處在下周期的IA 、IIA 族,如第88號元素88-86=2,則應處在第7周期IIA 族;

 若比相鄰近的惰性元素少1~5時,則應處在同周期的IVA~VIIA族,如第84號元素應在第6周期VIA 族;

板書設計

1.1元素周期表

一、結構

元素周期表三短(周期)(1、2、3周期; 元素種類:2、8、8種) 三長(周期)(4、5、6周期; 元素種類:18、18、32種) 一不全(周期)(第7周期 現有元素26種)

A „„A ) B „„B ) A 族(8、9、10三個縱行構成)

O 族(稀有氣體)

二、元素周期表與原子結構的關系

原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數

周期序數=電子層數

主族序數=最外層電子數=價電子數

三.推斷元素位置的規律

1. 根據元素原子結構推斷(只適用于主族元素的推斷) :

步驟:(1)根據核外電子排布規律畫出原子結構示意圖;

(2)根據“元素周期數=核外電子層數”確定周期;

(3)根據“主族元素的序數=最外層電子數”確定族序數;

2. 根據稀有氣體的原子序數推斷

(1)只要記住了惰性元素的原子序數(He 12,Ne 10,Ar 18,Kr 36,Xe 54,Rn 86),就可以確定主族元素的位置:

若比相鄰近的惰性元素多1或2則應處在下周期的IA 、IIA 族,如第88號元素88-86=2,則應處在第7周期IIA 族;

 若比相鄰近的惰性元素少1~5時,則應處在同周期的IVA~VIIA族,如第84號元素應在第6周期VIA 族;

課堂練習

1.試畫出下列粒子的原子結構示意圖,并確定對應元素在周期表中的位置:

Cl 結構示意圖 ,Cl 元素在周期表中的位置 、 ;

Ca 2+結構示意圖 ,Ca 元素在周期表中的位置 、 ;

S 2-結構示意圖 ,S 元素在周期表中的位置 、 。

2、如果n 為第A 族中某元素原子序數,則原子序數為(n+1)的元素位于( )

A .A B. A C. B D.IA

教學小結

1.本節課通過學生討論交流學習,問題提出、假設原因、實踐驗證、得出結論,進而在教師的引導下學習知識,雖然對新接觸的概念掌握不是很熟練,但是對元素周期表的學習效果應該較好。

2.本節重點對元素周期表的排布做了探究,加深學生的理解,但是對元素原子結構的相關知識沒有進行復習,可能會有部分學生思維掉隊現象,所以在這塊應該盡量講解慢點,可是適當穿插知識回顧。

 


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