元素周期律化學教案
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教學目標：
知識目標：
1．了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價與元素金屬性、非金屬性的周期性變化。
2．了解兩性氧化物和兩氫氧化物的概念。
3．認識元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果，從而理解元素周期律的實質(zhì)。
能力目標：
通過自學、思考、對比、實驗等方法培養(yǎng)觀察、分析、推理、歸納等探究式學習能力。
教學重點：原子的核外電子慨排布和元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律。
教學難點：元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律。
(第一課時)
教學過程：
[引入]我們在學習堿金屬和鹵素時，已經(jīng)知道一些元素的原子結(jié)構相似其性質(zhì)也相似，人類已經(jīng)了現(xiàn)了一百多種元素，這些元素的原子結(jié)構與元素性質(zhì)之間都有些什么聯(lián)系？這就是本節(jié)要討論的問題。
[板書]第二節(jié)元素周期律
一個星期由星期一到星期日為一周，種表記時，從零點到24點為一天。這種周而復始、循環(huán)往復的現(xiàn)象，我們稱之為周期性。我們學過的堿金屬元素、鹵族元素，隨原子核外電子數(shù)的增加，原子核外電子層數(shù)增加，但最外層電子依然是1個和7個，這也是周期性的一種表現(xiàn)，元素以什么為序排列表現(xiàn)周期性呢？
[設問]什么叫原子序數(shù)？根據(jù)原子序數(shù)的規(guī)定方法，該序數(shù)與原子組成的哪種粒子有關？有什么關系？
[板書]原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子核外電子數(shù)
我們把核電荷數(shù)從1～18的元素按課本P97頁表5-5排列。
1．根據(jù)表5-5，你認為隨著原子序數(shù)的遞增，原子的核外電子層排布呈什么規(guī)律性的變化？將討論的結(jié)果填在下表中。
討論
原子序數(shù)
電子層數(shù)
最外層電子數(shù)
達到穩(wěn)定結(jié)構時的最外層電子數(shù)
1～2
1
12
2
3～10
11～18
結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)變化
[板書]：一。隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。
2．根據(jù)表5-5，你認為隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化（稀有氣體元素暫不考慮）？將討論的結(jié)果填在下表中，并與P99圖5-5對照。
討論
原子序數(shù)
原子半徑的變化
3～9
0．152nm0。071nm
大小
11～17
結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)的變化。
[板書]二。隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性的變化。
注意：原子半徑最小的是氫原子。
[建議介紹]原子半徑似乎應該是原子核到最外電子層的距離，但事實上，單個原子的半徑是無法測定的，原子總是以單質(zhì)或化合物的形式存在，而在單質(zhì)和化合物中，原子間總是以化學鍵結(jié)合的，一般：r（原）=r（共），共價半徑為2個以共價鍵結(jié)合時，它們核間距離的一半。
3．根據(jù)表5-5，你認為隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化？將討論的結(jié)果填入下表中。
討論
原子序數(shù)
化合價的變化
1～2
+10
3～10
+1+5
-4-10
11～18
結(jié)論：隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈現(xiàn)的變化。
[板書]三。隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的化合價呈現(xiàn)周期性的變化。
注意：①金屬無負價，O、F無正價；
②一般，最高正價=最外層電子數(shù)，最高正價+∣最低負價∣=8
③一般，最高正價存在于氧化物及酸根，最低負價通常存在于氫化物中。
作業(yè)：P103一
第二課時
[引入]從上節(jié)課討論中，我們認識到隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的電子排布，原子半徑和化合價均呈周期性的變化。元素的化學性質(zhì)是由原子結(jié)構決定的，那么元素的金屬性與非金屬性也將隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化。
[板書]四．元素的金屬性和非金屬性呈現(xiàn)周期性的變化
討論：元素的金屬性和非金屬性的強弱可根據(jù)哪些事實加以判斷？
小結(jié)：金屬性的判斷：
①單質(zhì)與水反應置換出氫的難易程度；
②單質(zhì)與酸反應置換出氫的難易程度；
③最高價氧化物對應的水化物（氫氧化物）的堿性強弱。
非金屬性的判斷：
①與氫氣反應生成氫化物的難易程度；
②氫化物的穩(wěn)定性；
③最高價氧化物對的水化物的酸性強弱。
以11～17號元素為例來學習。
[板書]1。鈉鎂鋁金屬性的遞變規(guī)律
實驗1：將一小塊金屬鈉投入滴有酚酞試液的冷水中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
實驗2：將一小段鎂帶用砂紙擦去表面的氧化膜，放入試管中，加入3mL冷水，滴入2滴酚酞試液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
討論
實驗3：將實驗2中試管加熱至沸騰，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
1．鎂與（冷水、熱水）反應的情形如何？生成了什么物質(zhì)？寫出反應的化學方程式。
2．鎂的金屬性跟鈉比較是強還是弱？說明判斷的根據(jù)。
實驗4：將一小段鋁用砂紙擦去表面的氧化膜，放入試管中，加入3mL冷水，滴入2滴酚酞試液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
實驗5：取一小片和一小段鎂帶用砂紙擦去表面的氧化膜，分別放入兩支試管中，再各加入2mL1mol/L鹽酸。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
1．鎂和鋁跟鹽酸反應的情形如何？生成了什么物質(zhì)？寫出反應的化學方程式。
2．鎂和鋁的金屬性哪種紗？說明判斷的根據(jù)。
討論
下面我們再來研究鋁的氧化物的性質(zhì)。
實驗6：取少量氧化鋁粉末，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。寫出化學方程式。
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
既能與酸起反應的生成鹽和水，又能與堿起反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。
實驗6：取少量1mol/LAlCl3溶液注入試管中，加入3mol/LNaOH溶液至產(chǎn)生大量Al（OH）3白色絮狀沉淀為止。將Al（OH）3沉淀分盛在兩支試管中，然后在兩支試管中分別加入3mol/LH2SO4溶液和6mol/LNaOH溶液。觀察現(xiàn)象。
上面的實驗中觀察到什么現(xiàn)象？生成了什么物質(zhì)？寫出反應的化學方程式。
討論
既能與酸起反應的生成鹽和水，又能與堿起反應生成鹽和水的氫氧化物，叫做兩性氫氧化物。
[說明]
①鎂只能表現(xiàn)出金屬性不能表現(xiàn)出非金屬性，鋁既能表現(xiàn)出金屬性又能表現(xiàn)出非金屬性，這又是一個證明鋁比鎂的金屬性弱的事實；
②雖然鋁既能表現(xiàn)出金屬性又能表現(xiàn)出非金屬性，但在通常的元素分類中，還是將鋁歸為金屬。鋁是金屬，但能表現(xiàn)出一定的非金屬性。
③關于氫氧化鋁能顯酸、堿性的原理，以后還會以電離理論作分析。
[小結(jié)]：
反應
金屬
鈉
鎂
鋁
與水反應
與冷水劇烈反應
與冷水緩慢反應，與沸水迅速反應
與冷水很難反應，與熱水緩慢反應
與酸反應
劇烈反應
迅速反應
氧化物
Na2O和Na2O2
MgO為堿性氧化物
Al2O3為兩性氧化物
對應堿
NaOH為強堿
Mg（OH）2為中強堿
Al（OH）3為兩性氫氧化物
結(jié)論
金屬性逐漸減弱
作業(yè)：P103二
第三課時
[復習]1。鈉、鎂、鋁金屬性的遞變規(guī)律；
2．金屬性和非金屬性通常從哪些事實來證明？
[板書]2。硅、磷、硫、氯的非金屬性的遞變規(guī)律
討論1：硫和氯氣分別與氫氣反應的劇烈程度如何？能說明硫和氯氣的非金屬性強弱關系如何？
[介紹]硅只有在高溫下才能跟氫氣反應生成少量氣態(tài)氫化物——SiH4。磷的蒸氣和氫氣能起反應生成氣態(tài)氫化物——PH3，但相當困難。硫在加熱時能跟氫氣起反應生成氣態(tài)氫化物——H2S。
討論2：在加熱條件下，氯化氫易分解嗎？
[介紹]SiH4很不穩(wěn)定，PH3也不太穩(wěn)定，在生成時就易分解，H2S也不很穩(wěn)定，在較高溫度時可以分解，HCl十分穩(wěn)定。
討論3：比較磷酸、硫酸和高氯酸的酸性強弱。
[介紹]硅的氧化物——SiO2是酸性氧化物，它的對應水化物是原硅酸（H4SiO4），原桂酸是一種難溶于水的很弱的酸，易分解生成硅酸——H2SiO3，磷的最高價氧化物是P2O5，它的對應的水化物是磷酸，磷酸是中強酸，硫的最高價氧化物是SO3，SO3的對應水化物是硫酸，硫酸是一種強酸，氯的最高價氧化物是Cl2O7，Cl2O7的對應的水化物是高氯酸（HClO4），它是比硫酸更強的一種酸。
第18號元素氬是一種稀有氣體元素。
小結(jié)：
Si
P
S
Cl
最高正價
最低負價
單質(zhì)與氫氣反應的條件
最高價氧
化物
離高價氧化物的水化物
H4SiO4
弱酸
H3PO4
中強酸
H2SO4
強酸
HClO4
最強無機酸
酸性逐漸增強
結(jié)論
綜上所述，我們可以從11～18號元素性質(zhì)的變化中得出如下結(jié)論：
NaMgAlSiPSClAr
金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強稀有氣體元素
如果我們對其他元素也進行同樣的研究，也會得出類似的結(jié)論：元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化。
討論：比較HF、H2O、NH3的穩(wěn)定性。
[板書]五．元素周期律
[思考]什么是元素周期律？
[板書]1。概念：元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化，這個規(guī)律叫做元素周期律。
2．元素周期律的實質(zhì)
元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。
練習：
寫出下列化學方程式：
（1）氧化鋁與氫氧化鈉溶液
（2）氧化鋁與硝酸
（3）氫氧化鋁與鹽酸
（4）氫氧化鋁與氫氧化鉀溶液
作業(yè)：課本P104三
