元素周期律教案設(shè)計(jì)

1、1 教學(xué)設(shè)計(jì)方案上課日期： 2009、10、23 課題元素周期律課時(shí)第一課時(shí)課型討論教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1、掌握元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)2、知道原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律3、能夠從原子結(jié)構(gòu)的視角解釋元素性質(zhì)的變化規(guī)律過(guò)程與方法：1、學(xué)習(xí)尋找數(shù)據(jù)規(guī)律的基本方法2、能夠從圖表中發(fā)現(xiàn)元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的變化規(guī)律情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、體驗(yàn)自主發(fā)現(xiàn)元素周期律的喜悅2、初步形成世界是有規(guī)律的且規(guī)律可知的認(rèn)識(shí)3、體會(huì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的內(nèi)涵重點(diǎn)發(fā)現(xiàn)元素周期律難點(diǎn)從原子結(jié)構(gòu)視角解釋元素性質(zhì)的變化規(guī)律教法與學(xué)法體驗(yàn)與探究教具與學(xué)具多媒體教學(xué)教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)新課引入：?jiǎn)栴}：回顧高中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些元

2、素的性質(zhì)？學(xué)生回答：氯、溴、碘開(kāi)發(fā)海水中的鹵素資源氮、硫氮和硫的功和過(guò)鋁、鐵走進(jìn)金屬世界講述：迄今為止已發(fā)現(xiàn)112 種元素，而這112 中元素構(gòu)成兩千多萬(wàn)種的物質(zhì)，試想如果元素之間沒(méi)有聯(lián)系，那將是多么繁雜的元素世界。事實(shí)上19 世紀(jì)初的人們就面臨著這樣的局面。所以，把元素進(jìn)行分類(lèi)、整理，尋找其間規(guī)律是化學(xué)研究的重要課題，也是我們今天要談的話題：元素周期律。問(wèn)題：假設(shè)你面對(duì)紛繁的元素，你如何利用已學(xué)習(xí)的元素性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)知識(shí)給元素進(jìn)行分類(lèi)或排序？學(xué)生回答：分類(lèi)：金屬、非金屬，最外層電子數(shù)、電子層數(shù)，化合價(jià)，化學(xué)性質(zhì)排序：相對(duì)原子質(zhì)量、原子序數(shù)師：要從紛繁的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，分類(lèi)和排序是常用的基本方

3、法之一。早在只有三十多種元素被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，人們就開(kāi)始尋找元素之間的聯(lián)系。介對(duì)原子序數(shù)做講解：數(shù)值上等于核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)2 紹“三元素” 、 “六元素”、 “八音律”、門(mén)捷列夫元素周期表。發(fā)現(xiàn)之旅：按照原子序數(shù)的排序方法開(kāi)始研究元素性質(zhì)之間的規(guī)律。學(xué)生活動(dòng) 1：結(jié)合圖9.1 和學(xué)案填寫(xiě)原子半徑遞變規(guī)律。學(xué)生回答： 3-9 號(hào)、 11-17 號(hào)元素，隨著原子序數(shù)增加，原子半徑遞減。隨著原子序數(shù)增加，原子半徑呈現(xiàn)周期性變化。解釋新名詞：周期性能夠周而復(fù)始的重現(xiàn)( 但并不是簡(jiǎn)單的重復(fù)) 某一變化規(guī)律的現(xiàn)象，我們稱(chēng)之為周期性。學(xué)生活動(dòng) 2：在學(xué)案上填寫(xiě)11-17 號(hào)元素的主要化合價(jià)。學(xué)生回答

4、： 11-17 號(hào)元素，隨著原子序數(shù)遞增，元素主要化合價(jià)遞增。學(xué)生討論：如何確定元素的最高正價(jià)，最低負(fù)價(jià)呢？學(xué)生回答：最高正價(jià)等于最外層電子數(shù)| 最低負(fù)價(jià) |+ 最高正價(jià) =8學(xué)生活動(dòng)：再填主要化合價(jià)尋找最終結(jié)論。結(jié)論：隨著原子序數(shù)遞增，元素主要化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化。教師總結(jié)：隨著原子序數(shù)遞增，原子半徑、元素主要化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化，還有許多性質(zhì)也成周期性變化，如第一電離能、電負(fù)性等。元素周期律：元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化。教師引發(fā)新思考：元素性質(zhì)呈周期性變化的本質(zhì)是什么？解釋主要化合價(jià)、原子半徑由原子結(jié)構(gòu)決定。學(xué)生活動(dòng) 3：元素的原子序數(shù)遞增，核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化。教師總

5、結(jié)：原子結(jié)構(gòu)的周期性變化必然導(dǎo)致元素性質(zhì)的周期性變化。學(xué)生活動(dòng)： 1.給 1-18 號(hào)元素劃分周期2.以某一周期為研究對(duì)象，研究金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律。課堂小結(jié)由數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，由規(guī)律探究本質(zhì)，將本質(zhì)應(yīng)用得到新知識(shí)。展示 18 號(hào)元素以后的周期性找到該化合價(jià)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)總結(jié)金屬元素?zé)o負(fù)價(jià)元素的主要化合價(jià)由元素的最外層電子數(shù)決定。分析元素的非金屬性就是原子的得電子能力， 找一個(gè)非金屬性很強(qiáng)的元素做標(biāo)準(zhǔn)。3 作業(yè)：如何將元素排成一個(gè)表，具體體現(xiàn)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律？資料：在門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律以前，化學(xué)這門(mén)學(xué)科已經(jīng)誕生了200 年以上。在這段時(shí)間里，這門(mén)學(xué)科雖然有了很大進(jìn)展，但是，它只是積累

6、了很多零散的知識(shí)而已。這些知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系如何，怎樣才能把它們系統(tǒng)起來(lái)，還是沒(méi)有解決的問(wèn)題。因此，這時(shí)的化學(xué)學(xué)科，就像個(gè)管理不好的庫(kù)房一樣，雖然各種材料很多，但是東一攤、西一攤，放得個(gè)亂七八糟，毫無(wú)規(guī)律。當(dāng)時(shí)學(xué)校里的化學(xué)老帥，包括大學(xué)里專(zhuān)門(mén)教化學(xué)的教授在內(nèi)，在這一大堆亂七八糟、漫無(wú)秩序的材料面前，對(duì)于如何組織教學(xué)，誰(shuí)也拿不出好主意來(lái)，只能各行其是。有的人先從氫講起，因?yàn)樗钶p；有的先講氧，因?yàn)樗植甲顝V；有的先講鐵，因?yàn)樗亲畛Ｒ?jiàn)的金屬；化學(xué)家們實(shí)在不能繼續(xù)容忍這種混亂的狀態(tài)了！大家都在想，怎樣才能找到一個(gè)規(guī)律，把這些各種各樣的元素有系統(tǒng)的排列起來(lái)，把這些雜亂無(wú)章的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化起

7、來(lái)。1829 年，德國(guó)化學(xué)家段柏萊納在比較各種元素的原子量的時(shí)候，注意到有幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)很相似的元素組，每組包括三個(gè)元素。在每一組的三個(gè)元素中，按原子量的順序排列，中間那個(gè)元素的原子量大約是兩邊的元素原子量的平均值。例如：鋰、鈉、鉀三種元素的性質(zhì)就很相似，它們都是金屬，能和水激烈地反應(yīng)放出氫氣，并且生成很強(qiáng)的堿。排在中間的元素鈉，它的原子量（ 23）正好是鋰（ 7）和鉀（ 39）原子量之和的二分之一。氯、溴、碘三個(gè)元素都是非金屬，都能和金屬起反應(yīng)，它們的原子量也有上邊說(shuō)的那種情況。這樣三個(gè)元素一組、三個(gè)元素一組，共找到五組。段柏萊納把它叫做三元素組。三元素組的分類(lèi)方法，雖然比過(guò)去進(jìn)了一步，但它只

8、包括了15 個(gè)元素，還有幾十種元素沒(méi)有歸納進(jìn)去。另外，這一組一組的元素相互間有什么關(guān)系，段柏萊納也說(shuō)不出來(lái)。在這以后，還有許多人嘗試過(guò)用各種方法分類(lèi)和歸納元素，試圖從中找出規(guī)律性的東西。其中比較引人注意的一種方法，就是英國(guó)人紐蘭茲提出的八音律。在音樂(lè)中， 當(dāng)我們把音符1（do） 、2（le） 、3（mi ） 、4（fa） 、5（so） 、6（la ） 、7（ti） 、 i（do） 、2（le） 、3（mi ）排起來(lái)的時(shí)候，你從任意一個(gè)音數(shù)起，數(shù)到第八個(gè)音時(shí)，一定和第一個(gè)音的的唱法一樣，這兩個(gè)音之間的距離就是八度。紐蘭茲把當(dāng)時(shí)已知的元素按原子量一個(gè)比一個(gè)增加的順序列成行的時(shí)候，他發(fā)現(xiàn)，從任何一個(gè)

9、元素開(kāi)始，數(shù)到第八時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)和第一個(gè)元素性質(zhì)相似的元素，好像音樂(lè)中的八度音一樣。紐蘭茲把這種現(xiàn)象叫做八音律。紐蘭茲根據(jù)八音律把當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道的元素編了號(hào)，排成了一張表。從這張表里元素排列的順序來(lái)看，在第一行氫、鋰、鈹、硼、氮、氧這七種元素之后的氟、鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫分別和前七種元素相似。第二行的氯、鉀、鈣也分別和氟、鈉、鎂性質(zhì)相似。再往后就不能令人滿意了，比如22 號(hào)位置上的鈷和鎳，同前面的氟、氯的性質(zhì)便沒(méi)有什么相似的地方。1866 年，紐蘭茲在英國(guó)化學(xué)會(huì)的年會(huì)上報(bào)告了它的這種分類(lèi)方法。遺憾的是，他不但沒(méi)有受到應(yīng)有的鼓勵(lì)，反而因?yàn)榛卮鸩怀雎?tīng)眾提出的許多問(wèn)題而受到了奚落。傷心的紐蘭茲失去

10、了勇氣和信心，放棄了他的理論研究工作而改行去干別的事了。這樣，化學(xué)家們嘗試把元素系統(tǒng)化的努力又一次失敗了。俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫終于從雜亂無(wú)章的元素迷宮中理出了一個(gè)頭緒。門(mén)捷列夫?yàn)榱搜芯吭氐姆诸?lèi)和規(guī)律，把當(dāng)時(shí)已知的幾十種元素的主要性質(zhì)和原子4 量寫(xiě)在一張張的小卡片上，進(jìn)行排列，比較它們的性質(zhì)，探索它們之間的聯(lián)系。 1869 年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道的63 種元素。門(mén)捷列夫的元素周期律的原理基本上同德尚庫(kù)圖瓦以及紐蘭茲的相同，不過(guò)門(mén)捷列夫的周期律更加的科學(xué)和完整，同時(shí)也比他們具有更大的勇氣和信心來(lái)宣揚(yáng)他的觀點(diǎn)。門(mén)捷列夫的 “ 周期表 ” 比紐蘭茲的元素表更為復(fù)雜，也

11、更接近我們今天認(rèn)為是正確的東西。當(dāng)某一元素的性質(zhì)使它不能按原子量來(lái)排列時(shí)，門(mén)捷列夫就大膽地把它的排列位置掉換一下，他這樣做的根據(jù)是：元素的性質(zhì)比元素的原子量更為重要。后來(lái)證明，他這樣做是正確的。例如，碲的原子量是127.61 ，如果按原子量排，它應(yīng)該排在碘的后面，因?yàn)榈獾脑恿渴?26.91 。但是在在這個(gè)分欄的周期表中，門(mén)捷列夫把碲提到碘的前面，以便使它位于性質(zhì)和它極為相似的硒的下面，并使碘位于性質(zhì)和碘極為相似的溴的下面。當(dāng)找不出任何別的辦法使排列不致違背即定原則時(shí)，門(mén)捷列夫就在周期表中留出空位，并以一種似乎是非常大膽的口氣宣布說(shuō)：屬于這些空位的的元素將來(lái)一定會(huì)被發(fā)現(xiàn)。不僅如此，他還用表中待填補(bǔ)進(jìn)去的元素的上、下兩個(gè)元素的特性作為參考，指出表中三個(gè)待填補(bǔ)的元素的大致性狀。門(mén)捷列夫在這件事上是很幸運(yùn)的：他所預(yù)言的這三種元素全都在他還活著的時(shí)候被發(fā)現(xiàn)了。 1875 年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德郎在研究閃鋅礦時(shí)發(fā)現(xiàn)了新元素鎵，它與門(mén)捷列夫預(yù)言的亞鋁性質(zhì)一樣。于是鎵就成為化學(xué)史上第一個(gè)先有理論預(yù)言，后被發(fā)現(xiàn)認(rèn)證的元素。1879 年，瑞典化學(xué)家尼爾森發(fā)現(xiàn)了亞硼 鈧；1886 年德國(guó)化學(xué)家溫克勒爾發(fā)現(xiàn)亞硅 鍺。門(mén)捷列夫預(yù)言未知元素15 種，后都被實(shí)踐所證實(shí)。在元素周