2022年高中化學(xué)(大綱版)第一冊 第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第二課時)
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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第二課時) [引言]上節(jié)課我們認(rèn)識了元素周期表的結(jié)構(gòu),那么,我們?nèi)绾胃鶕?jù)元素周期表中各元素所在位置來認(rèn)識各元素的性質(zhì),從而使我們更好地認(rèn)識自然,并指導(dǎo)我們的社會實(shí)踐呢?這就是我們本節(jié)課所要講的主要內(nèi)容。 [板書]第三節(jié) 元素周期表(第二課時) 二、元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系 [師]我們知道,元素在周期表中的位置,由元素原子的結(jié)構(gòu)決定,而元素原子的結(jié)構(gòu)又決定了元素的性質(zhì),即元素的性質(zhì)是元素在元素周期表中的位置的外在反映。因此,可以根據(jù)某元素在周期表中的位置,推測它的原子結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì);同樣
2、,也可以根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu),推測它在周期表中的位置。下面,我們就從元素的金屬性和非金屬性、元素的化合價兩方面來研究元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系。(中學(xué)化學(xué)里我們主要研究主族元素) [板書]1.元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系: [師]請大家根據(jù)前面所學(xué)元素周期律的知識,回答下列問題: [投影練習(xí)] (1)電子層數(shù)越多原子半徑越 ① 核對電子引力越 ② 原子失電子能力越 ③ 得電子能力越 ④ 金屬性越 ⑤ 、非金屬性越 ⑥ 。 答案:①大 ②弱 ③強(qiáng) ④弱 ⑤強(qiáng) ⑥弱 (2)電子層數(shù)相同,質(zhì)子數(shù)越多(即原子序數(shù)越大)原子半徑越
3、 ① 核對電子的引力越 ② 原子失電子能力越 ③ 得電子能力越 ④ 金屬性越 ⑤ 、非金屬性越 ⑥ 。 答案:①小 ②強(qiáng) ③弱 ④強(qiáng) ⑤弱 ⑥強(qiáng) (3)元素周期表中:周期序數(shù)= ① ;主族序數(shù)= ② ;原子序數(shù)= ③ 。 答案:①電子層數(shù) ②最外層電子數(shù) ③核內(nèi)質(zhì)子數(shù) [師]請大家看下列元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 [投影] [問]在元素周期表中,它們是否屬于同一主族?為什么? [生]不是。因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱与娮訑?shù)不同。 [問]它們是否屬于同一周期?為什么? [生]是。因?yàn)樗鼈兊碾娮訉訑?shù)相同。 [問]它們是第幾周期的元素? [生
4、]第三周期! [師]請大家分析它們的原子結(jié)構(gòu),判斷其金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱。 [生]上述同一周期、不同主族的元素,元素原子核外電子層數(shù)雖然相同,但從左到右核電荷數(shù)依次增多,原子半徑逐漸減少,失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強(qiáng)。因此,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。 [師]由此,我們可得出如下結(jié)論: [板書](1)同一周期,從左至右,各元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。(稀有氣體元素除外) [師]請大家口頭判斷下列各問題: [投影練習(xí)]1.穩(wěn)定性強(qiáng)弱:H2S HCl 2.堿性強(qiáng)弱: NaOH Al(OH)3 3.酸性強(qiáng)弱: H3PO4
5、 H2SO4 答案:1.< 2.> 3.< [師]請大家再看下面3組元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 [投影] [師]上述三組元素分別屬于同一周期還是同一主族?依據(jù)?分別屬于第幾周期(或主族)? [生]同一主族。因?yàn)樗鼈冏钔鈱与娮訑?shù)相同。分別屬于第一主族、第五主族和第七主族。 [師]1、3組元素有無似曾相識之感?請分別寫出它們的元素符號。 [找一個同學(xué)在投影片上填上所缺元素符號] [師]請大家根據(jù)其原子結(jié)構(gòu)分析其金屬性的遞變規(guī)律。 [生]在同一主族的元素中,由于從上到下電子層數(shù)依次增多,原子半徑逐漸增大,失電子能力逐漸增強(qiáng),得電子能力逐漸減弱。所以元素的金屬性逐漸增強(qiáng)
6、,非金屬性逐漸減弱。 [師]由此,我們可以得出以下結(jié)論: [板書](2)同一主族,從上到下元素金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。 [師]口答以下練習(xí) [投影] 1.穩(wěn)定性強(qiáng)弱:HF HCl HBr HI NH3 HF NH3 PH3 2.堿性強(qiáng)弱:KOH NaOH Mg(OH)2 3.酸性強(qiáng)弱:HClO4 HBrO4 HNO3 H3PO4 答案:1.> > > < > 2.> > 3.> > [師]以上我們討論的主要是主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。副族元素性質(zhì)的變化,規(guī)律比較復(fù)雜,中學(xué)化學(xué)
7、中,我們暫不討論。 [師]請大家觀察附錄中的元素周期表。 [學(xué)生活動] [問]元素周期表中的表格底色有幾種?為什么要這樣表示? [生]底色有兩種,綠色和淺綠色。可以使我們很明顯地區(qū)別出金屬元素和非金屬元素。 [師]回答得很好。而且,從表上我們可以看出,元素周期表中,金屬元素和非金屬元素的區(qū)域特別集中,沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟鋁、鍺、銻、釙之間畫一條線,線的左面是金屬元素,右面是非金屬元素。由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線,因此,位于分界線附近的元素,既能表現(xiàn)出一定的金屬性,又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。 [師]我們可以把以上的內(nèi)容用表5—12的形式簡要地表示出來
8、[投影] 表5—12 元素金屬性和非金屬性的遞變 [師]請大家根據(jù)我們上面學(xué)過的知識,參考元素周期表,分析除稀有氣體元素外,在周期表中什么元素的金屬性最強(qiáng)?什么元素的非金屬性最強(qiáng)?為什么? [生]根據(jù)同周期同主族原子半徑的變化規(guī)律可知,在周期表中,鈁(Fr)元素的原子半徑最大,氟(F)元素的原子半徑最小,因此,鈁元素的失電子能力應(yīng)是最強(qiáng)的,鈁元素的金屬性也就最強(qiáng);氟元素的得電子能力最強(qiáng),氟元素的非金屬性也就最強(qiáng)。 [師]很正確。氟元素也是自然界中存在的非金屬性最強(qiáng)的元素,鈁及其后面的元素均是放射性元素,在自然界穩(wěn)定存在的元素當(dāng)中,銫(Cs)的金屬性是最強(qiáng)的。 [投影練習(xí)] 下
9、列性質(zhì)的遞變中,正確的是 A.O、S、Na的原子半徑依次增大 B.LiOH、KOH、CsOH的堿性依次增強(qiáng) C.HF、NH3、SiH4的穩(wěn)定性依次增強(qiáng) D.HCl、HBr、HI的還原性依次減弱 解析:由元素周期表的知識可知:A項O位于第二周期,S、Na屬于第三周期,故S、Na的原子半徑大于O,又因?yàn)镾的核電荷數(shù)16大于Na的核電荷數(shù)11,故Na的原子半徑大于S,即三者順序?yàn)镺<S<Na,A項正確;B項Li、K、Cs為同一主族元素,隨著原子序數(shù)的增加,金屬性逐漸增強(qiáng),故有堿性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篖iOH<KOH<CsOH,即B項正確;C項由F、N、Si在元素周期表中的位置可知,它們的非金屬性強(qiáng)
10、弱順序?yàn)椋篎>N>Si,故它們的氫化物穩(wěn)定性順序?yàn)椋篐F>NH3>SiH4,C項錯誤;D項事實(shí)上是比較Cl-、Br-、I-的還原性,因Cl-、Br-、I-的半徑逐漸增加,故它們失電子的能力逐漸增強(qiáng),即HCl、HBr、HI的還原性逐漸增強(qiáng),D項說法錯誤。 答案:AB [過渡]下面我們來探討元素的化合價與元素在周期表中的位置的關(guān)系。 [板書]2.元素化合價與元素在周期表中位置的關(guān)系。 [講述]元素的化合價指的是該元素的原子和其他元素一定數(shù)目的原子化合時所表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)。元素的化合價與原子的電子層結(jié)構(gòu),特別是與最外電子層中電子的數(shù)目有密切關(guān)系,因此,元素原子的最外電子層中的電子,也叫做價
11、電子。另外,有些元素的化合價與它們原子的次外層或倒數(shù)第三層的部分電子有關(guān),這部分電子也叫價電子。下面,我們主要來研究主族元素的化合價與其在周期表中位置的關(guān)系。 [師]請?zhí)顚懴卤淼目瞻滋? [投影] 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 元素符號 Na Mg Al Si P S Cl 最外層電子數(shù) 最高正價 最低負(fù)價 [學(xué)生回答,教師填寫] 1 2 3 4 5 6 7 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 -4 -
12、3 -2 -1 [問]根據(jù)上表回答,主族元素的族序數(shù)與元素原子的最外層電子數(shù)及最高正化合價有什么關(guān)系? [生]相等。 [師]據(jù)此,我們有以下結(jié)論: [板書]主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=主族元素最高正價數(shù) [師]其中,有個別元素比較特殊,如氧元素的化合價一般是-2價,而氟元素沒有正化合價。 [問]非金屬元素的最高正價和最低負(fù)價的絕對值之和有什么規(guī)律? [生]等于8。 [師]這樣,我們可以得到以下關(guān)系,即: [板書]|最高正價|+|最低負(fù)價|=8 [師]金屬元素只有正化合價而無負(fù)價。 [投影練習(xí)]1.主族元素的最高正化合價一般等于其 序數(shù),非金屬元素的負(fù)化合價等
13、于 。 答案:主族 8-主族序數(shù)或8-最高正價 2.鹵族元素的原子最外層上的電子數(shù)是 ,其中,非金屬性最強(qiáng)的是 。鹵素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是 (以X表示鹵素)。 答案:7 F HXO4 [注:教師需補(bǔ)充說明,氟元素?zé)o最高價氧化物及其水合物,因?yàn)榉責(zé)o正化合價] [師]從上面的學(xué)習(xí),我們可以認(rèn)識到:元素在周期表中的位置,反映了該元素的原子結(jié)構(gòu)和一定的性質(zhì)。因此,可以根據(jù)某元素在周期表中的位置,推測它的原子結(jié)構(gòu)和某些性質(zhì);同樣也可以根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu),推測它在周期表中的位置及性質(zhì)。我們可以用
14、下圖來表示它們之間的這種關(guān)系。 [板書] [師]這樣,我們就可以利用元素的性質(zhì),它在周期表中的位置和它的原子結(jié)構(gòu)三者之間的密切關(guān)系,來指導(dǎo)我們對化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。這也是元素周期律和元素周期表的意義所在。那么,元素周期律和周期表的意義是不是僅限于此呢?請大家閱讀課本P107有關(guān)“元素周期律和元素周期表的意義”的內(nèi)容,并進(jìn)行總結(jié)。 [板書]三、元素周期律和元素周期表的意義 [學(xué)生活動] [師]由我們所閱讀的內(nèi)容,可得出元素周期律及元素周期表的意義,主要表現(xiàn)在以下幾個方面: [投影板書]1.是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的一種重要工具。 2.為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了新的線
15、索。 3.啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi),尋找新的物質(zhì)。 4.為自然科學(xué)中的量變引起質(zhì)變規(guī)律提供了有力的論據(jù)。 [師]請大家分別舉例說明。 [生甲]如我們學(xué)習(xí)堿金屬時,主要是以Na為代表物來學(xué)的,而銣、銫卻沒有見過,但我們可根據(jù)其在元素周期表中的位置及與Na的相對位置判斷出其還原性比鈉強(qiáng),其形成的堿的堿性比強(qiáng)堿NaOH還要強(qiáng)。 [生乙]我們還可以預(yù)見,銣和銫與水的反應(yīng)一定劇烈得很,所以,做實(shí)驗(yàn)時首先要做好安全保護(hù)工作。 [生丙]從課本P109表5—13可以看出,人們?yōu)?13、115、117號元素留下了空位,并根據(jù)其相鄰元素的性質(zhì)去發(fā)現(xiàn)和研究它們。 [生?。莞鶕?jù)農(nóng)藥多數(shù)是含F(xiàn)、Cl
16、、S、P等元素的化合物,而在一定區(qū)域內(nèi)尋找新的農(nóng)藥。 [生戊]在周期表里金屬與非金屬的接界處尋找半導(dǎo)體材料,如Ge、Si、Ga、Se等。 [生己]在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。 …… [師]大家回答得很好。除此以外,元素周期律和周期表在自然科學(xué)的許多部門,如化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地球化學(xué)等方面,都是重要的工具! [小結(jié)]本節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系,并了解了它們的意義所在,希望大家在以后的化學(xué)學(xué)習(xí)中,能很好地運(yùn)用元素周期表來指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí),并使它成為我們學(xué)習(xí)中的益友。 [布置作業(yè)]課本習(xí)題:一、2、3、7,三、1、2、3,四。 ●板
17、書設(shè)計 第三節(jié) 元素周期表(第二課時) 二、元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系 1.元素的金屬性和非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系 (1)同一周期從左到右元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)(不包括稀有氣體元素)。 (2)同一主族從上到下元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱(不包括稀有氣體元素)。 2.元素化合價與元素在周期表中位置的關(guān)系 主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=主族元素最高正價數(shù) |最高正價|+|最低負(fù)價|=8 ●教學(xué)說明 本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,從課本上看,似乎很好理解,但要讓學(xué)生真正意識到元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的工具,并能真正成為其學(xué)習(xí)中的助手(即很好的運(yùn)
18、用)就不那么容易了。往往是理論性的結(jié)論都理解,真正操作起來卻道路曲折,這就要求教師在教學(xué)的過程中對學(xué)生進(jìn)行最優(yōu)化的啟發(fā)和引導(dǎo),把教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的能力上面,并結(jié)合一定的練習(xí),幫助學(xué)生學(xué)會運(yùn)用元素周期表。學(xué)生在運(yùn)用時最易犯的毛病就是關(guān)注共性有余,重視個性不足,在學(xué)習(xí)中的直接表現(xiàn)就是機(jī)械地套用。于是,教學(xué)組織的好壞就成了本節(jié)課成敗的關(guān)鍵。 基于以上考慮,以展示元素原子結(jié)構(gòu)示意圖、分析元素化合價、復(fù)習(xí)元素周期律為基礎(chǔ),組織學(xué)生進(jìn)行分析、推理、討論,以使學(xué)生更好地參與;在得出結(jié)論以后又進(jìn)行了相關(guān)的練習(xí),以鞏固所學(xué)知識。這樣,可以使他們更深刻地理解和運(yùn)用元素周期表,并為他們以后的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
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