元素周期律教案设计

1教学设计方案上课日期：2009、10、23课题《元素周期律》课时第一课时课型讨论教学目标知识与技能：1、掌握元素周期律的内容和实质2、知道原子结构、元素性质的递变规律3、能够从原子结构的视角解释元素性质的变化规律过程与方法：1、学习寻找数据规律的基本方法2、能够从图表中发现元素结构、性质的变化规律情感、态度与价值观：1、体验自主发现元素周期律的喜悦2、初步形成世界是有规律的且规律可知的认识3、体会“结构决定性质”的内涵重点发现元素周期律难点从原子结构视角解释元素性质的变化规律教法与学法体验与探究教具与学具多媒体教学教学过程教师活动设计学生活动设计新课引入：问题：回顾高中阶段已经学习过哪些元素的性质？学生回答：氯、溴、碘————开发海水中的卤素资源氮、硫————氮和硫的功和过铝、铁————走进金属世界讲述：迄今为止已发现112种元素，而这112中元素构成两千多万种的物质，试想如果元素之间没有联系，那将是多么繁杂的元素世界。事实上19世纪初的人们就面临着这样的局面。所以，把元素进行分类、整理，寻找其间规律是化学研究的重要课题，也是我们今天要谈的话题：元素周期律。问题：假设你面对纷繁的元素，你如何利用已学习的元素性质和原子结构知识给元素进行分类或排序？学生回答：分类：金属、非金属，最外层电子数、电子层数，化合价，化学性质排序：相对原子质量、原子序数师：要从纷繁的数据中寻找规律，分类和排序是常用的基本方法之一。早在只有三十多种元素被发现的时候，人们就开始寻找元素之间的联系。介对原子序数做讲解：数值上等于核电荷数、质子数、核外电子数2绍“三元素”、“六元素”、“八音律”、门捷列夫元素周期表。发现之旅：按照原子序数的排序方法开始研究元素性质之间的规律。学生活动1：结合图9.1和学案填写原子半径递变规律。学生回答：3-9号、11-17号元素，随着原子序数增加，原子半径递减。随着原子序数增加，原子半径呈现周期性变化。解释新名词：周期性能够周而复始的重现(但并不是简单的重复)某一变化规律的现象，我们称之为周期性。学生活动2：在学案上填写11-17号元素的主要化合价。学生回答：11-17号元素，随着原子序数递增，元素主要化合价递增。学生讨论：如何确定元素的最高正价，最低负价呢？学生回答：最高正价等于最外层电子数|最低负价|+最高正价=8学生活动：再填主要化合价寻找最终结论。结论：随着原子序数递增，元素主要化合价呈现周期性变化。教师总结：随着原子序数递增，原子半径、元素主要化合价呈现周期性变化，还有许多性质也成周期性变化，如第一电离能、电负性等。元素周期律：元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化。教师引发新思考：元素性质呈周期性变化的本质是什么？解释主要化合价、原子半径由原子结构决定。学生活动3：元素的原子序数递增，核外电子排布呈现周期性变化。教师总结：原子结构的周期性变化必然导致元素性质的周期性变化。学生活动：1.给1-18号元素划分周期2.以某一周期为研究对象，研究金属性、非金属性的递变规律。〖课堂小结〗由数据总结规律，由规律探究本质，将本质应用得到新知识。展示18号元素以后的周期性找到该化合价对应的物质总结金属元素无负价元素的主要化合价由元素的最外层电子数决定。分析元素的非金属性就是原子的得电子能力，找一个非金属性很强的元素做标准。3作业：如何将元素排成一个表，具体体现元素性质的周期性变化规律？资料：在门捷列夫发现元素周期律以前，化学这门学科已经诞生了200年以上。在这段时间里，这门学科虽然有了很大进展，但是，它只是积累了很多零散的知识而已。这些知识之间的内在联系如何，怎样才能把它们系统起来，还是没有解决的问题。因此，这时的化学学科，就像个管理不好的库房一样，虽然各种材料很多，但是东一摊、西一摊，放得个乱七八糟，毫无规律。当时学校里的化学老帅，包括大学里专门教化学的教授在内，在这一大堆乱七八糟、漫无秩序的材料面前，对于如何组织教学，谁也拿不出好主意来，只能各行其是。有的人先从氢讲起，因为它最轻；有的先讲氧，因为它分布最广；有的先讲铁，因为它是最常见的金属；化学家们实在不能继续容忍这种混乱的状态了！大家都在想，怎样才能找到一个规律，把这些各种各样的元素有系统的排列起来，把这些杂乱无章的化学现象和化学知识系统化起来。1829年，德国化学家段柏莱纳在比较各种元素的原子量的时候，注意到有几个化学性质很相似的元素组，每组包括三个元素。在每一组的三个元素中，按原子量的顺序排列，中间那个元素的原子量大约是两边的元素原子量的平均值。例如：锂、钠、钾三种元素的性质就很相似，它们都是金属，能和水激烈地反应放出氢气，并且生成很强的碱。排在中间的元素钠，它的原子量（23）正好是锂（7）和钾（39）原子量之和的二分之一。氯、溴、碘三个元素都是非金属，都能和金属起反应，它们的原子量也有上边说的那种情况。这样三个元素一组、三个元素一组，共找到五组。段柏莱纳把它叫做三元素组。三元素组的分类方法，虽然比过去进了一步，但它只包括了15个元素，还有几十种元素没有归纳进去。另外，这一组一组的元素相互间有什么关系，段柏莱纳也说不出来。在这以后，还有许多人尝试过用各种方法分类和归纳元素，试图从中找出规律性的东西。其中比较引人注意的一种方法，就是英国人纽兰兹提出的八音律。在音乐中，当我们把音符1（do）、2（Le）、3（mi）、4（fa）、5（So）、6（La）、7（Ti）、i（do）、2（Le）、3（mi）……排起来的时候，你从任意一个音数起，数到第八个音时，一定和第一个音的的唱法一样，这两个音之间的距离就是八度。纽兰兹把当时已知的元素按原子量一个比一个增加的顺序列成行的时候，他发现，从任何一个元素开始，数到第八时，就会出现一个和第一个元素性质相似的元素，好像音乐中的八度音一样。纽兰兹把这种现象叫做八音律。纽兰兹根据八音律把当时已经知道的元素编了号，排成了一张表。从这张表里元素排列的顺序来看，在第一行氢、锂、铍、硼、氮、氧这七种元素之后的氟、钠、镁、铝、硅、磷、硫分别和前七种元素相似。第二行的氯、钾、钙也分别和氟、钠、镁性质相似。再往后就不能令人满意了，比如22号位置上的钴和镍，同前面的氟、氯的性质便没有什么相似的地方。1866年，纽兰兹在英国化学会的年会上报告了它的这种分类方法。遗憾的是，他不但没有受到应有的鼓励，反而因为回答不出听众提出的许多问题而受到了奚落。伤心的纽兰兹失去了勇气和信心，放弃了他的理论研究工作而改行去干别的事了。这样，化学家们尝试把元素系统化的努力又一次失败了。俄国化学家门捷列夫终于从杂乱无章的元素迷宫中理出了一个头绪。门捷列夫为了研究元素的分类和规律，把当时已知的几十种元素的主要性质和原子4量写在一张张的小卡片上，进行排列，比较它们的性质，探索它们之间的联系。1869年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了当时已经知道的63种元素。门捷列夫的元素周期律的原理基本上同德尚库图瓦以及纽兰兹的相同，不过门捷列夫的周期律更加的科学和完整，同时也比他们具有更大的勇气和信心来宣扬他的观点。门捷列夫的“周期表”比纽兰兹的元素表更为复杂，也更接近我们今天认为是正确的东西。当某一元素的性质使它不能按原子量来排列时，门捷列夫就大胆地把它的排列位置掉换一下，他这样做的根据是：元素的性质比元素的原子量更为重要。后来证明，他这样做是正确的。例如，碲的原子量是127.61，如果按原子量排，它应该排在碘的后面，因为碘的原子量是126.91。但是在在这个分栏的周期表中，门捷列夫把碲提到碘的前面，以便使它位于性质和它极为相似的硒的下面，并使碘位于性质和碘极为相似的溴的下面。当找不出任何别的办法使排列不致违背即定原则时，门捷列夫就在周期表中留出空位，并以一种似乎是非常大胆的口气宣布说：属于这些空位的的元素将来一定会被发现。不仅如此，他还用表中待填补进去的元素的上、下两个元素的特性作为参考，指出表中三个待填补的元素的大致性状。门捷列夫在这件事上是很幸运的：他所预言的这三种元素全都在他还活着的时候被发现了。1875年，法国化学家布瓦博德郎在研究闪锌矿时发现了新元素镓，它与门捷列夫预言的亚铝性质一样。于是镓就成为化学史上第一个先有理论预言，后被发现认证的元素。1879年，瑞典化学家尼尔森发现了亚硼——钪；1886年德国化学家温克勒尔发现亚硅——锗。门捷列夫预言未知元素15种，后都被实践所证实。在元素周期律发现以前，人们发现元素是偶然的，常常会有某一个新发现的元素突然闯进到元素的序列中，把原先采用的序列打乱。在周期律的指导下，人们就可以有计划、有目的的寻找化学元素了。在门捷列夫制定元素周期表的时候，惰性元素还没有被发现，因此没有给它们排列位置。1894年发现了氩，紧接着又发现了其它惰性元素。门捷列夫尊重事实，在周期表中补充了惰性元素族，完善了元素周期律。课后反思：