2017-2018學(xué)年高中化學(xué)選修三教案(21份)-人教課標(biāo)版4

教案課題：第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)（）授課班級(jí)課時(shí)教學(xué)目的知識(shí)與技能、掌握原子半徑的變化規(guī)律、能說(shuō)出元素電離能的涵義，能應(yīng)用元素的電離能說(shuō)明元素的某些性質(zhì)、進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系、認(rèn)識(shí)主族元素電離能的變化與核外電子排布的關(guān)系、認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系，了解元素周期系的應(yīng)用價(jià)值過(guò)程與方法情感態(tài)度價(jià)值觀重點(diǎn)電離能得定義及與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系難點(diǎn)電離能得定義及與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系知識(shí)結(jié)構(gòu)與板書(shū)設(shè)計(jì)二、元素周期律、原子半徑、電離能（）定義：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個(gè)電子所需要的最小能量叫做電離能.①常用符號(hào)表示，單位為?－②意義：通常用電離能來(lái)表示原子或離子失去電子的難易程度。（）元素的第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去個(gè)電子，生成價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量稱(chēng)為第一電離能，常用符號(hào)表示。()電離能的應(yīng)用①根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布②根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價(jià)。③判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱教學(xué)過(guò)程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)［引入］我們知道元素性質(zhì)是由元素原子結(jié)構(gòu)決定的，那具體影響哪些性質(zhì)呢？［講］元素的性質(zhì)指元素的金屬性和非金屬性、元素的主要化合價(jià)、原子半徑、元素的第一電離能和電負(fù)性。［學(xué)與問(wèn)］元素周期表中，同周期的主族元素從左到右，最高化合價(jià)和最低化合價(jià)、金屬性和非金屬性的變化規(guī)律是什么？［投影小結(jié)］同周期主族元素從左到右，元素最高化合價(jià)和最低化合價(jià)逐漸升高，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。［講］元素的性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性的遞變，稱(chēng)為元素周期律。元素周期律的內(nèi)涵豐富多樣，下面，我們來(lái)討論原子半徑、電離能和電負(fù)性的周期性變化。［板書(shū)］二、元素周期律、原子半徑［投影］觀察圖—分析：［學(xué)與問(wèn)］．元素周期表中同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？應(yīng)如何理解這種趨勢(shì)？．元素周期表中，同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？應(yīng)如何理解這種趨勢(shì)？［小結(jié)］同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小。其主要原因是由于核電荷數(shù)的增加使核對(duì)電子的引力增加而帶來(lái)原子半徑減小的趨勢(shì)大于增加電子后電子間斥力增大帶來(lái)原子半徑增大的趨勢(shì)。同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。其主要原因是由于電子能層增加，電子間的斥力使原子的半徑增大。［講］原子半徑的大小取決于兩個(gè)相反的因素：一是電子的能層數(shù)，另一個(gè)是核電荷數(shù)。顯然電子的能層數(shù)越大，電子間的負(fù)電排斥將使原子半徑增大，所以同主族元素隨著原子序數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。而當(dāng)電子能層相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引力也越大，將使原子半徑縮小，所以同周期元素，從左往右，原子半徑逐漸減小。［問(wèn)］那么，粒子半徑大小的比較有什么規(guī)律呢？［投影小結(jié)］、原子半徑大小比較：電子層數(shù)越多，其原子半徑越大。當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，隨著核電荷數(shù)增加，原子半徑逐漸減小。最外層電子數(shù)目相同的原子，原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大、核外電子排布相同的離子，隨核電荷數(shù)的增大，半徑減小。、同種元素的不同粒子半徑關(guān)系為：陽(yáng)離子<原子<陰離子，并且價(jià)態(tài)越高的粒子半徑越小。［過(guò)渡］那么，什么叫電離能呢，電離能與元素的金屬性間有什么樣的關(guān)系呢？［板書(shū)］、電離能（）定義：氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個(gè)電子所需要的最小能量叫做電離能.①常用符號(hào)表示，單位為?－②意義：通常用電離能來(lái)表示原子或離子失去電子的難易程度。［講］原子為基態(tài)原子，保證失去電子時(shí)消耗能量最低。電離能用來(lái)表示原子或分子失去電子的難易程度。電離能越大，表示原子或離子越難失電子；電離能越小，表示原子或離子易失電子，［點(diǎn)擊試題］已知元素的·,則()→()時(shí)所需最低能量為.［板書(shū)］（）元素的第一電離能：處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去個(gè)電子，生成價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量稱(chēng)為第一電離能，常用符號(hào)表示。［講］氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。上述表述中的“氣態(tài)”“基態(tài)”“電中性”“失去一個(gè)電子”等都是保證“最低能量”的條件。［投影］［問(wèn)］讀圖—。堿金屬原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞增有什么規(guī)律呢?［講］從圖—可見(jiàn)，每個(gè)周期的第一個(gè)元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，最后一個(gè)元素(稀有氣體)的第一電離能最大；同族元素從上到下第一電離能變小(如、、、、、的第一電離能依次下降，、、、、、的第一電離能也依次下降)。［學(xué)與問(wèn)］、金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯(lián)系?［講］第一電離能越小，越易失去電子，金屬的活潑性就越強(qiáng)。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強(qiáng)。［講］同周期元素：堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大；從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢(shì)，表示元素原子越來(lái)越難失去電子。短周期元素的這種遞變更為明顯，這是同周期元素原子電子層數(shù)相同，但隨著核電荷數(shù)增大和原子半徑減小，核對(duì)外層電子的有效吸引作用依次增強(qiáng)的必然結(jié)果。同主族元素：自上而下第一電離能逐漸減小，表明自上而下原子越來(lái)越容易失去電子電子。這是因?yàn)橥髯逶卦拥膬r(jià)電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)核外電子的有效吸引作用逐漸減弱。過(guò)渡元素的第一電離能的變化不太規(guī)則，隨元素原子序數(shù)的增加從左到右略有增加。這是因?yàn)閷?duì)這些元素的原子來(lái)說(shuō)，增加的電子大部分排布在()軌道上，核對(duì)外層電子的有效吸引作用變化不是太大。［板書(shū)］()電離能的變化規(guī)律：同周期元素：從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢(shì)，表示元素原子越來(lái)越難失去電子。同主族元素：自上而下第一電離能逐漸減小，表明自上而下原子越來(lái)越容易失去電子電子。［講］總之，第一電離能的周期性遞變規(guī)律是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果［思考與交流］的第一電離能大于，的第一電離能大于，的第一電離能大于，的第一電離能大于？有價(jià)電子排布為，是全充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，而的價(jià)電子排布為，、比不穩(wěn)定，因此失去第一個(gè)電子比容易，第一電離能?。壑v］但值得我們注意的是：元素第一電離能的周期性變化規(guī)律中的一些反常：同一周期，隨元素核電荷數(shù)的增加，元素第一電離能呈增大的趨勢(shì)。主族元素：左右：第一電離能依次明顯增大（但其中有些曲折）。反常的原因：多數(shù)與全空（、）、全滿（、）和半滿（、）構(gòu)型是比較穩(wěn)定的構(gòu)型有關(guān)。當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空、半充滿和全充滿結(jié)構(gòu)時(shí)，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。故磷的第一電離能比硫的大，的第一電離能比的第一電離能大。［講］在同周期元素中，稀有氣體的第一電離能最大。金屬越活潑，金屬元素的第一電離能越小，非金屬越活潑，非金屬元素的第一電離能越大。［點(diǎn)擊試題］不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量（設(shè)其為）如圖所示，試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點(diǎn)，并回答下列問(wèn)題。（）同主族內(nèi)不同元素的值的變化特點(diǎn)是。各主族中值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的變化規(guī)律。（）同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)的增大，值增大。但個(gè)別元素的值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，試預(yù)測(cè)下列關(guān)系中正確的是（填寫(xiě)編號(hào)）。①（砷）＞（硒）②（砷）＜（硒）③（溴）＞（硒）④（溴）＞（硒）（）估計(jì)氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需能量值的范圍：＜＜。（）號(hào)元素值較大的原因是解析：此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和學(xué)生的歸納總結(jié)能力。（）同主族元素最外層電子數(shù)相同，隨著原子核電荷數(shù)逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減小，所以失去最外層電子所需能量逐漸減小。（）根據(jù)圖像可知，同周期元素（氮）＞（氧），（磷）＞（硫），值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。故可推知第四周期（砷）＞（硒）。但Ⅵ族元素和Ⅶ族元素的值未出現(xiàn)反常。所以（溴）＞（硒）。此處應(yīng)填①、③。（）氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子比同周期元素鉀要難，比同主族元素要容易，故其值應(yīng)在～之間。（）號(hào)元素是，它的原子最外層已經(jīng)成為電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故其值較大。答案：（）隨著原子序數(shù)的增大，值變小周期性。（）①、③（）、或填（鉀）、（鎂）（）號(hào)元素是氖，該元素原子的最外層電子排布已達(dá)到個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。［學(xué)與問(wèn)］、下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級(jí)失去電子的電離能。為什么原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大?這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么聯(lián)系?［講］氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用表示)，從一價(jià)氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個(gè)電子所需消耗的能量叫做第二電離能(用表示)，依次類(lèi)推，可得到、、……同一種元素的逐級(jí)電離能的大小關(guān)系：<<<<……即一個(gè)原子的逐級(jí)電離能是逐漸增大的。這是因?yàn)殡S著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來(lái)越大，消耗的能量也越來(lái)越多。的，比小很多，電離能差值很大，說(shuō)明失去第一個(gè)電子比失去第二電子容易得多，所以容易失去一個(gè)電子形成價(jià)離子；的和相差不多，而比小很多，所以容易失去兩個(gè)電子形成十價(jià)離子；的、、相差不多，而比小很多，所以容易失去三個(gè)電子形成價(jià)離子。而電離能的突躍變化，說(shuō)明核外電子是分能層排布的。［板書(shū)］（）第二電離能；由價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子再失去個(gè)電子形成價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的能量稱(chēng)為第二電離能，常用符號(hào)表示，依次還有第三、第四電離能等。［講］通常，原子的第二電離能高于第一電離能，第三電離能又高于第二電離能。這是因?yàn)樵氐脑邮ル娮雍?，原子核?duì)核外電子的作用增加，再失去電子消耗能量增加，失電子變得困難。［講］根據(jù)電離能的定義可知，電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子；反之，電離能越大，表明在氣態(tài)時(shí)該原子越難失去電子。因此，運(yùn)用電離能數(shù)值可以判斷金屬原子在氣態(tài)時(shí)失電子的難易程度。［板書(shū)］()電離能的應(yīng)用\\(○)、根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布［講］如<<<，表明原子核外的三個(gè)電子排布在兩個(gè)能層上，且最外層上只有一個(gè)電子［板書(shū)］\\(○)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價(jià)。［講］如元素<<<，表明原子易失去一個(gè)電子形成價(jià)陽(yáng)離子。一般來(lái)講，在電離能較低時(shí)，原子失去電子形成陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)為該元素的常見(jiàn)的價(jià)態(tài)。如的第一電離能較小，第二電離能突然增大(相當(dāng)于第一電離能的倍)，故的化合價(jià)為，而在第三電離發(fā)生突變，故的化合價(jià)為、［板書(shū)］\\(○)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱［講］越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，越小，元素的金屬性越強(qiáng)。［講］需要我們注意的是，金屬活動(dòng)性表示的是在水溶液中金屬單質(zhì)中的原子失去電子的能力，而電離能是指金屬元素在氣態(tài)時(shí)失去電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子的能力，二者對(duì)應(yīng)條件不同，所以排列順序不完全一致。［過(guò)］電離能主要針對(duì)的是金屬，對(duì)于非金屬我們通常用與其相對(duì)應(yīng)的電子親和能，下面讓我們來(lái)簡(jiǎn)單了解一下電子親和能［知識(shí)拓展］元素的電子親和能、電子親和能：元素的一個(gè)氣態(tài)原子獲得個(gè)電子成為氣態(tài)陰離子時(shí)所放出的能量稱(chēng)為第一電子親和能、電子親和能的符號(hào)和單位：?jiǎn)挝粸?－、電子親和能的意義：電子親和能的大小反映了氣態(tài)原子獲得電子成為氣態(tài)陰離子的難易程度。電子親和能大，該元素的原子就容易與電子結(jié)合、影響因素：電子親和能的大小取決于原子核對(duì)外層電子的吸引以及電子和電子間的排斥這兩個(gè)相反的因素。隨著原子半徑的減小，原子核對(duì)核外電子吸引作用增強(qiáng)，電子親和能增大。但是，如果原子半徑減小的程度使核外電子的密度增加很大，電子之間的排斥作用增加，則可能使電子親和能減小，電子親和能無(wú)論是在同周期還是同主族都沒(méi)有簡(jiǎn)單的變化規(guī)律。［隨堂練習(xí)］、某元素的電離能(電子伏特)如下：此元素位于元素周期表的族數(shù)是..Ⅱ.Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅴ、Ⅶ.下列說(shuō)法正確的是（）.第周期所含的元素中鈉的第一電離能最小.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大.在所有元素中，氟的電離能最大.鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大解析：考查元素第一電離能的變化規(guī)律，一般同周期從左到右第一電離能逐漸增大，堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體最大故正確不正確；但有反常，第Ⅲ和族元素比同周期相鄰兩種元素第一電離能都低。同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小。，由于核外價(jià)電子排布鎂為，為，故的第一電離能小于的，所以錯(cuò)誤；根據(jù)同主族同周期規(guī)律可以推測(cè)：第一電離能<<，所以錯(cuò)誤。答案：、下列原子的價(jià)電子排布中，對(duì)應(yīng)于第一電離能最大的是（）、、、、解析：當(dāng)原子軌道處于全滿、半滿時(shí)，具有的能量較低，原子比較穩(wěn)定，電離能較大。答案：.能夠證明電子在核外是分層排布的事實(shí)是（）、電負(fù)性、電離能、電子親和能、電勢(shì)能解析：各級(jí)電離能逐級(jí)增大，，，。。。。。外層電子只有一個(gè)電子的堿金屬元素很容易失去一個(gè)電子變?yōu)椋珒r(jià)陽(yáng)離子，而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較小，但再失去一個(gè)電子變?yōu)椋珒r(jià)陽(yáng)離子卻非常困難。即突躍式升高，即》，又如外層只有兩個(gè)的、等堿土金屬元素，和差別較小，但失去個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，在失去電子變?yōu)椋珒r(jià)陽(yáng)離子卻非常困難，即突躍式變大，》>，因此說(shuō)電離能是核外電子分層排布的實(shí)驗(yàn)佐證。答案：、下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素（）下列（填寫(xiě)編號(hào)）組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。①、、②、、③、、④、、（）如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開(kāi)該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響。原子核失去核外不同電子所需的能量（·）鋰失去第一個(gè)電子失去第二個(gè)電子失去第三個(gè)電子失去第四個(gè)電子①通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析，為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量。②表中可能為種元素中的（填寫(xiě)字母）元素。用元素符號(hào)表示和形成的化合物的化學(xué)式。③是周期表中族的元素的增加，逐漸增大。④以上種元素中，（填寫(xiě)字母）元素原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多。解析：（）從所給元素在周期表中的位置不難知道、、、分別為、、和，處于過(guò)渡元素區(qū)也一定為金屬，它們都是電的良導(dǎo)體；為碳元素，其單質(zhì)中的石墨也是電的良導(dǎo)體，故應(yīng)選①、④兩組。（）①鋰原子核外共有個(gè)電子，其中兩個(gè)在層，個(gè)在層，當(dāng)失去最外層的一個(gè)電子后，鋰離子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，根據(jù)題給信息可知，鋰離子再失去電子便會(huì)形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鋰原子失去第二個(gè)電子時(shí)所需能量遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量。②由表中數(shù)據(jù)可知：失去第二個(gè)電子所需能量遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量（倍多），而失去第三個(gè)、第四個(gè)電子所需能量皆不足前者的兩倍，故第一個(gè)電子為最外層的個(gè)電子，而其他幾個(gè)電子應(yīng)處于內(nèi)層。結(jié)合所給的周期表知，應(yīng)為，即鈉元素，和即氧元素所形成的化合物化學(xué)式分別為：和。③由表中所給的數(shù)據(jù)可知，失去第一、二、三個(gè)電子所需能量差別不大，而失去第四個(gè)電子所需能量遠(yuǎn)大于失去第三個(gè)電子所需的能量，因此，元素的最外層有個(gè)電子，即為第Ⅲ族的元素。④從題目所給信息知道，原子失電子所需能量不僅與原子核對(duì)核外電子的吸引力有關(guān)，還與形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向有關(guān)。結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定失電子所需能量越高，在所給種元素中，處于零族的元素已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此失去核