教學(xué)設(shè)計(jì) 第四章 第一節(jié) 第三課時(shí)《原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)》 高一化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律4.1.2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)一、教材分析本課時(shí)是教材第四章第一節(jié)第二課時(shí)的內(nèi)容，該課時(shí)是在學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的基礎(chǔ)上，以堿金屬和鹵族元素為代表，深入研究兩個(gè)主族元素的原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的相似性和遞變性。通過該課時(shí)的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生對(duì)于同主族元素性質(zhì)有較清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)于常見的活潑金屬和活潑非金屬有一定的了解。通過對(duì)堿金屬元素和鹵族元素性質(zhì)的研究來探究元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能夠知道金屬和非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律。在新教材的編排中，更加注重概念理論知識(shí)的建構(gòu)過程和各部分知識(shí)間的聯(lián)系。核心教學(xué)活動(dòng)凸現(xiàn)了概念理論的建構(gòu)過程，更注重科學(xué)學(xué)習(xí)方法的教育。二、學(xué)情分析在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了原子核外電子排布的規(guī)律，能夠給出主族元素的核外電子排布；學(xué)生也知道元素周期表中元素的排列是由該元素原子的核外電子排布決定的，能夠明確主族元素的電子層數(shù)、最外層電子數(shù)與其在周期表中的位置之間的關(guān)系；同時(shí)在第二章的學(xué)習(xí)中，學(xué)生知道了金屬鈉和非金屬氯的基本性質(zhì)。但是，學(xué)生沒有清晰的元素變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，還不能將周期表與元素的原子結(jié)構(gòu)以及元素性質(zhì)相聯(lián)系。通過本課時(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以建立同主族元素性質(zhì)的相似和遞變的簡單模型，為今后元素周期律的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1.通過展示-探討-總結(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)，初步掌握元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系、初步學(xué)會(huì)總結(jié)元素的性質(zhì)遞變規(guī)律的能力。2.通過問題探究和討論交流，進(jìn)一步掌握化學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)方法—邏輯推理法、抽象思維法、總結(jié)歸納法。3.通過對(duì)同主族元素性質(zhì)的探究，使學(xué)生融入科學(xué)活動(dòng)和科學(xué)思維中，體驗(yàn)科學(xué)研究的過程和認(rèn)知的規(guī)律性，在認(rèn)識(shí)上和思想方法上都得到提升?！驹u(píng)價(jià)目標(biāo)】1.通過對(duì)堿金屬及鹵族元素性質(zhì)遞變性的實(shí)驗(yàn)探究，診斷并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的水平（定性水平和定量水平）。2.通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)影響化學(xué)性質(zhì)的分析及總結(jié)，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)元素“位-構(gòu)-性”的認(rèn)識(shí)進(jìn)階（物質(zhì)水平、元素水平、微粒水平）和認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平（視角水平、內(nèi)涵水平）。3.通過對(duì)陌生元素性質(zhì)的探究及應(yīng)用的預(yù)測(cè)及驗(yàn)證，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平（學(xué)科價(jià)值視角）。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.堿金屬元素、鹵族元素化學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律2.原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)的思想方法的確定五、教學(xué)方法歸納、實(shí)驗(yàn)探究、演繹六、教學(xué)設(shè)計(jì)思路提出問題—實(shí)驗(yàn)探究—理論結(jié)論（堿金屬的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)遞變規(guī)律）—理論預(yù)測(cè)（鹵素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)遞變規(guī)律）—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—總結(jié)規(guī)律—應(yīng)用規(guī)律。符合學(xué)生從實(shí)踐到理論，再以理論指導(dǎo)新的實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律，有效建構(gòu)學(xué)生的知識(shí)體系。七、教學(xué)流程以元素周期表的排布原則為導(dǎo)入，引入原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)存在相關(guān)性。以典型金屬元素所在IA族的堿金屬元素為研究對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)比鉀和鈉性質(zhì)上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)層面分析性質(zhì)差異的原因；從局部到整體，總結(jié)出堿金屬一族元素性質(zhì)的相似性及遞變性，并進(jìn)行堿金屬元素的性質(zhì)預(yù)測(cè)。利用已學(xué)堿金屬的研究方法，預(yù)測(cè)鹵族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系；利用已有的科學(xué)事實(shí)，證明鹵族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系；逐步累積演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階，利用已有的科學(xué)事實(shí)，證明鹵族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。結(jié)合堿金屬及鹵族元素，總結(jié)得出元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一原則有了進(jìn)一步的整體認(rèn)識(shí)，既保證了知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化，同時(shí)建構(gòu)了完整的假設(shè)-驗(yàn)證-歸納-總結(jié)-預(yù)測(cè)的學(xué)習(xí)過程。本節(jié)課應(yīng)用視頻、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、小組合作討論等多種教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性、觀察、動(dòng)手能力及合作意識(shí)。八、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性環(huán)節(jié)一：實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)異同我們知道，第一張?jiān)刂芷诒硎嵌韲瘜W(xué)家門捷列夫發(fā)表的，但是門捷列夫并不是第一個(gè)嘗試給各種化學(xué)元素排序的科學(xué)家，但為什么門捷列夫繪制的周期表轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界呢？門捷列夫的偉大之處就是他在元素周期表中，給當(dāng)時(shí)的未知元素留出了空位。更令人驚訝的是，他準(zhǔn)確的預(yù)言了其中很多未知元素的性質(zhì)。那么門捷列夫是根據(jù)什么預(yù)言未知元素的性質(zhì)的呢？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們就能找到答案。觀看短視頻，感知物質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的微妙關(guān)系研究元素時(shí)，人們經(jīng)常把周期表中同族元素放在一起研究，是因?yàn)樗麄冎g存在某種內(nèi)在聯(lián)系。這種內(nèi)在聯(lián)系是什么呢？我們將從他們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系入手。根據(jù)表格信息，請(qǐng)總結(jié)堿金屬的物理性質(zhì)有什么相似性和規(guī)律性。【總結(jié)】單質(zhì)的顏色，除銫外，都呈銀白色，狀態(tài)柔軟，密度小，熔點(diǎn)低。展示堿金屬元素問題1：金屬鈉與鉀處于同一主族，他們的性質(zhì)是否存在相似之處？交流討論，得出假設(shè)：金屬鈉具有強(qiáng)還原性，可與水和氧氣發(fā)生反應(yīng)。金屬鉀與鈉處于同一主族，具有相似的性質(zhì)，也能與水和氧氣發(fā)生反應(yīng)。金屬鉀與水和氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象與金屬鈉有何異同，我們通過一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。播放視頻（立足于舊知，激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)金屬鈉與鉀的性質(zhì)差異觀看實(shí)驗(yàn)視頻，觀察現(xiàn)象異同，總結(jié)性質(zhì)差異。環(huán)節(jié)二理論分析，對(duì)比歸納從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知金屬鈉與鉀均能與水和氧氣發(fā)生反應(yīng)，表現(xiàn)為強(qiáng)還原性，并且金屬鉀的反應(yīng)更加劇烈。問題2：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，金屬鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)又存在什么異同之處？查閱元素周期表，填寫教材P5中的表格，對(duì)比堿金屬的原子結(jié)構(gòu)示意圖，歸納堿金屬原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?！練w納】相同點(diǎn)：最外層只有一個(gè)電子不同點(diǎn)：隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。【思考與交流】：通過觀察和回憶鉀和鈉的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為鉀和鈉性質(zhì)的相似性和不同點(diǎn)與它們的原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？鉀和鈉都能與氧氣和水反應(yīng)，性質(zhì)相似，是因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱佣际怯?個(gè)電子，而鉀比鈉反應(yīng)更劇烈，是因?yàn)殁浽颖肉c原子多一個(gè)電子層。環(huán)節(jié)三：歸納總結(jié)，性質(zhì)預(yù)測(cè)【思考與交流2】歸納整個(gè)堿金屬元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，并預(yù)測(cè)鋰和銣的性質(zhì)?！緦W(xué)生歸納】①堿金屬元素最外層都有1個(gè)電子，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與氧氣、水反應(yīng)。②堿金屬從鋰到銫，隨著電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，失電子越來越易，與氧氣、水反應(yīng)越來越劇烈。③鋰反應(yīng)沒有鈉劇烈，銣反應(yīng)比鉀劇烈?！绢A(yù)測(cè)】已知鎂分別能與氧氣和水反應(yīng)。1.請(qǐng)預(yù)測(cè)鈣的性質(zhì)2.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鎂與鈣金屬性的強(qiáng)弱根據(jù)堿金屬性質(zhì)遞變性及金屬鎂的性質(zhì)合理推測(cè)鈣的性質(zhì)。鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性環(huán)節(jié)四：類比演繹，預(yù)測(cè)規(guī)律【過渡】通過堿金屬的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了最外層電子數(shù)都為1個(gè)電子的堿金屬原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系，那同學(xué)們能不能類推鹵族元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性和遞變性呢？【類推】相似性：最外層電子數(shù)都為7，都易得一個(gè)電子，都有氧化性。遞變性：從氟到碘，電子層數(shù)逐漸增大，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，得電子越來越難，氧化性逐漸減弱?！緦W(xué)與問】根據(jù)鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)，請(qǐng)你試著推測(cè)一下氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上所表現(xiàn)的相似性和遞變性。環(huán)節(jié)五：實(shí)驗(yàn)事實(shí)，驗(yàn)證規(guī)律如何證明我們的預(yù)測(cè)是否正確呢？除了實(shí)驗(yàn)，我們還可以通過一些科學(xué)家已經(jīng)得出的客觀事實(shí)來證明我們的結(jié)論？例如教材第8頁鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)事實(shí)，總結(jié)鹵素與氫氣反應(yīng)的規(guī)律性變化。相似性：鹵素單質(zhì)均為雙原子分子，均能與氫氣反應(yīng)生成氫化物。遞變性：從F2到I2，與氫氣反應(yīng)越來越難，氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。類似比較金屬活潑性強(qiáng)弱，證明鹵素元素的非金屬性強(qiáng)弱也可以通過鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)?！緦?shí)驗(yàn)4-1】完成下列實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。根據(jù)現(xiàn)象寫出方程式，比較以上三個(gè)反應(yīng)氧化劑、氧化產(chǎn)物的氧化性強(qiáng)弱。得出結(jié)論：Cl2＞Br2＞I2【教師】閱讀教材P8資料卡片，鹵素單質(zhì)在物理性質(zhì)上同樣存在相似性和遞變性。【歸納】從F2到I2，顏色逐漸加深，密度逐漸增大，熔、沸點(diǎn)逐漸增大，狀態(tài)逐漸從氣體→液體→固體歸納深化環(huán)節(jié)六：回扣主題，拓展應(yīng)用【教師總結(jié)】通過比較堿金屬和鹵族元素，我們可以看出，元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)有密切的練習(xí)，特別是與最外層電子數(shù)有關(guān)，結(jié)構(gòu)的相似的一族元素，在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出相似性和遞變性。拓展到整個(gè)元素周期表，同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。思考，總結(jié)，內(nèi)化已知堿金屬和鹵族元素的遞變性質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)已有科學(xué)事實(shí)，總結(jié)出判斷金屬性，非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)?！緦W(xué)生歸納】（研究方法）元素的性質(zhì)強(qiáng)弱比較九、板書設(shè)計(jì)元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)（一）堿金屬結(jié)構(gòu)（從Li到Cs）→性質(zhì)同：最外層為1e-都能與氧氣和水反應(yīng)異：電子層數(shù)↗，原子半徑↗，與氧氣和水反