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元素周期律
教學(xué)目標(biāo) :
知識目標(biāo):
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(biāo):
通過自學(xué)、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(xué)習(xí)能力。
教學(xué)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(xué)難點 :元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律。
(第一課時)
教學(xué)過程 :
[引入]我們在學(xué)習(xí)堿金屬和鹵素時,已經(jīng)知道一些元素的原子結(jié)構(gòu)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(gòu)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(fù)始、循環(huán)往復(fù)的現(xiàn)象,我們稱之為周期性。我們學(xué)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(shè)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(guān)?有什么關(guān)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(gòu)時的最外層電子數(shù)
1~2
1
1 2
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
0.152nm 0。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(yīng)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(xué)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
+1 0
3~10
+1 +5
-4 -1 0
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(xué)性質(zhì)是由原子結(jié)構(gòu)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(yīng)置換出氫的難易程度;
② 單質(zhì)與酸反應(yīng)置換出氫的難易程度;
③ 最高價氧化物對應(yīng)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(yīng)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(xué)習(xí)。
[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(yīng)的情形如何?生成了什么物質(zhì)?寫出反應(yīng)的化學(xué)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2mL 1mol/L鹽酸。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
1. 鎂和鋁跟鹽酸反應(yīng)的情形如何?生成了什么物質(zhì)?寫出反應(yīng)的化學(xué)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(xué)方程式。
Al2O3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH =2NaAlO2 + H2O
既能與酸起反應(yīng)的生成鹽和水,又能與堿起反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式。
討論
既能與酸起反應(yīng)的生成鹽和水,又能與堿起反應(yīng)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(guān)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(yīng)
金屬
鈉
鎂
鋁
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