《元素的性质与原子结构》教学设计

《第一章第一节元素周期表》教学设计

第3课时：元素的性质与原子结构

广州一中罗婉娴

一、教学目标

知识与技能:

1.通过观察卤素、碱金属元素的原子结构（最外层电子数）的相同点，掌握同类物质具有相似的性质。

2.通过比较卤素、碱金属元素的原子结构（电子层数）的不同点，掌握同主族元素性质的递变规律，并学会分析递变性的原因。

3.知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律、以IA和VⅡA族为例，知道同一主族内元素性质的相似和递变规律与原子结构的关系。

4.初步掌握元素的金属性或非金属性强弱比较的方法。

过程与方法：

培养通过对实验现象和素材的分析来归纳结论的能力，形成科学方法，形成“结构决定性质，位置反映结构”的化学基本观念。

情感态度与价值观：

通过对元素周期律和周期表的学习，加深对“事物变化的量变引起质变”等哲学规律性认识，体会元素周期律和周期表在自然科学领域内的重要作用。

二、教学重点难点：

元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。

三、教学方法：对比归纳实验探究演绎

四、教学过程

（一）碱金属元素

环节1：理论探究，对比归纳碱金属元素结构的相同点和不同点。

【问题创设】元素周期表中为什么把锂、钠、钾等元素编在一个族呢？它们的原子结构和性质有什么联系呢？

【学生活动】：（科学探究1）查阅元素周期表，填写教材P5中的表格，对比碱金属的原子结构示意图，归纳碱金属原子结构的相同点和不同点。

相同点：最外层只有一个电子

不同点：随着核电荷数的增加，原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

【追问】元素的化学性质决定于原子结构中的哪一部分？根据上述结构的异同，推测碱金属元素性质的异同点？

【学生】化学性质决定于最外层电子数。碱金属可能像钠一样能与氧气和水反应，但反应程度可能不同。【过渡】下面我们通过实验验证碱金属化学性质的相似性和不同点。

环节2：实验探究，通过实验钾和钠与氧气的反应以及钾和钠与水的反应，对比钾和钠性质上的相同点和不同点。

【实验视频】：（科学探究2）钾分别与氧气、水的反应，回忆钠分别与氧气、水的反应，进行对比。

环节3：由钾钠到碱金属再到研究方法，分层次归纳总结出元素性质与原子结构的关系。

【思考与交流1】通过观察和回忆钾和钠的实验，你认为钾和钠性质的相似性和不同点与它们的原子结构有关系吗？

【学生归纳】钾和钠都能与氧气和水反应，性质相似，是因为它们的最外层都是有1个电子，而钾比钠反应更剧烈，是因为钾原子比钠原子多一个电子层。

【思考与交流2】归纳整个碱金属元素性质与原子结构的关系，并预测锂和铷的性质。

【学生归纳】①碱金属元素最外层都有1个电子，它们的化学性质相似，都能与氧气、水反应。

②碱金属从锂到铯，随着电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，失电子越来越易，与氧气、水反应越来越剧烈。

③锂反应没有钠剧烈，铷反应比钾剧烈。

【实验视频】锂与水，铷与水，铯与水的反应。

【练习】Li＋O2 = Na＋O2 = K+O2=

K＋H2O = Rb＋H2O =

【思考与交流3】从Li到Cs，与水生成碱的反应越来越剧烈，它们的金属性逐渐增强，所以，以后若要比较金属的金属性强弱，可以用哪些判断方法？

【学生归纳】（研究方法）元素的金属性强弱比较（教材P7注释）

元素的金属性比较可以从两个方面比较：①元素的金属性越强，其单质越容易与水（或酸）反应置换出氢气；②它们的最高价氧化物的水化物—氢氧化物碱性越强。

环节4:碱金属物理性质的相似性和递变性。

【学生】根据表1-1，请总结碱金属的物理性质有什么相似性和规律性。

密度

熔点（。C）沸点（。C）原子半径（nm）碱金属单质颜色和状态

（g/cm-3）

Li 银白色，柔软0.534 180.5 1347 0.152

Na 银白色，柔软0.97 97.81 882.9 0.186

K 银白色，柔软0.86 63.65 774 0.227

Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 668 0.278

Cs 银白色，柔软 1.879 28.40 678.4 0.265

【总结】单质的颜色，除铯外，都呈银白色，状态柔软，密度小，熔点低。

（二）卤族元素

环节5：利用已学碱金属的研究方法，预测卤族元素结构和性质的关系。

【过渡】通过碱金属的学习，我们已经知道了最外层电子数都为1个电子的碱金属原子结构和性质的关系，那同学们能不能类推卤族元素结构和性质的相似性和递变性呢？

【学与问】卤族元素的原子结构如下所示，根据卤族元素的原子结构，请你试着推测一下氟、氯、溴、碘在化学性质上所表现的相似性和递变性。

【学生】相似性：最外层电子数都为7，都易得一个电子，都有氧化性。

递变性：从氟到碘，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，得电子越来越难，氧化性逐渐减弱。

环节6：利用已有的科学事实，证明卤族元素结构和性质的关系。

【教师】如何证明我们的预测是否正确呢？除了实验，我们还可以通过一些科学家已经得出的客观事实来证明我们的结论？例如教材第8页卤素单质与氢气的反应。

【投影】

【学生】

相似性：卤素单质均为双原子分子，均能与氢气反应生成氢化物。

递变性：从F2到I2，与氢气反应越来越难，氢化物稳定性逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。

环节7：利用已有知识，通过实验验证卤族元素结构和性质的关系。

【教师】类似比较金属活泼性强弱，证明卤素元素的非金属性强弱也可以通过卤素单质间的置换反应。【实验1-1】完成下列实验，观察现象。写出有关反应的化学方程式。

实验现象化学方程式

1．将少量新制的饱和氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。1 2

2．将少量溴水加入盛有KI溶液

的试管中，用力振荡后加入少量

四氯化碳，振荡、静置。

3

【思考与交流】根据现象写出方程式，比较以上三个反应氧化剂、氧化产物的氧化性强弱。

【总结】非金属性强弱的判断依据：①与氢气反应的难易程度以及生成的氢化物的稳定性；②单质间的置换反应；③最高价氧化物的水化物（含氧酸）的酸性强弱。

【教师】阅读教材P8资料卡片，卤素单质在物理性质上同样存在相似性和递变性。

环节8：

【教师总结】通过比较碱金属和卤族元素，我们可以看出，元素的性质与原子结构有密切的练习，特别是与最外层电子数有关，结构的相似的一族元素，在化学性质上表现出相似性和递变性。拓展到整个元素周期表，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。