《元素周期律》教案 《元素周期律》化学教学设计【范例10篇】
通过元素的性质与周期性变化,揭示元素间的关系,帮助学生理解化学的基本规律与应用,能否激发他们的学习兴趣?以下是网友为大家整理分享的“《元素周期律》教案”相关范文,供您参考学习!
《元素周期律》教案 篇1
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意义。
2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系,掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
(2)通过N2结构、性质、用途等的学习,了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法,提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。
[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图,让学生从中找出氮族元素的位置,并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。
[教师引导]氮族元素的相似性:
[学生总结]最外电子层上均有5个电子,由此推测获得3个电子达到稳定结构,所以氮族元素能显-3价,最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5,对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。
氮族元素的递变性:
氮磷砷锑铋
非金属逐渐减弱金属性逐渐增强
HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4
酸性逐渐减弱碱性逐渐弱增强
NH3PH3AsH3
稳定性减弱、还原性增强
[教师引导]氮族元素的一些特殊性:
[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性,但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物,但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容,进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态:大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态:无机物中(如硝酸钾等),有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味,难溶于水(1:),比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度,让学生进行比较。
难溶气体:N2(1:);H2(1:);
微溶气体:O2(1:)
可溶气体:Cl2(1:2)、H2S(1:)
易溶气体:SO2(1:40)
极易溶气体:HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质,先研究N2的结构。
的结构
电子式:;结构式:NN。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1),所以N2很稳定,通常情况下,性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应:3Mg+N2Mg3N2
(3)与氧气反应:N2+O22NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性,也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚,叫做“雷雨发庄稼”,谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容,再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体,让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞,让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下,一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业,教师根据学生作业情况加以说明。
(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气:焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景,鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系:
非金属元素及其化合物间的转化关系:
[随堂练习]
1.不属于氮的固定的变化是()
(A)根瘤菌把氮气转化为氨(B)氮气和氢气在适宜条件下合成氨
(C)氮气和氧气在放电条件下合成NO(D)工业上用氨和二氧化碳合成尿素
答案:D。
2.在汽车引擎中,N2和O2进行反应会生成污染大气的NO(N2+O22NO+Q),据此,有人认为废气排出后,温度即降低,NO分解,污染也就会自行消失,事实证明此说法不对,其主要原因可能是()
(A)常温常压下NO的分解速度很慢
(B)在空气中NO迅速变为NO2而不分解
(C)空气中N2与O2的浓度高,不利于平衡向左移动
(D)废气排出后,压强减小,不利于平衡向左移动
答案:AB。
3.利用下列方法,可以在实验室里从空气中制取氮气的是()
(A)把空气液化,然后分离出氮气
(B)把空气缓缓通过加热了的铜网
(C)把空气缓缓通过加热了的镁粉
(D)把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶
答案:B。
4.现有M、R两种第ⅤA族元素,下列事实不能说明M的非金属性比R强的是()。
(A)酸性:H3MO4>H3RO4
(B)气态氢化物稳定性:MH3>RH3
(C)气态氢化物还原性:MH3>RH3
(D)含氧酸盐的稳定性:Na3MO4>Na3RO4
答案:C、D。
5.在F、P、Si、Fe这四种元素中,每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素,选择的理由中正确的是()。
(A)最高价氧化物对应的水化物酸性最强
(B)单质与冷水反应最剧烈
(C)单质固态时为分子晶体,熔沸点较低
(D)在氧化物:OF6、P2O5、Fe2O3中,OF6最稳定
答案:BC。
6.在标准状况下,将O2与NO按3:4体积比充满烧瓶,将烧瓶倒置于水中,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为(单位:mo
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意义。
2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系,掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
(2)通过N2结构、性质、用途等的学习,了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法,提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。
[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图,让学生从中找出氮族元素的位置,并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。
[教师引导]氮族元素的相似性:
[学生总结]最外电子层上均有5个电子,由此推测获得3个电子达到稳定结构,所以氮族元素能显-3价,最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5,对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。
氮族元素的递变性:
氮磷砷锑铋
非金属逐渐减弱金属性逐渐增强
HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4
酸性逐渐减弱碱性逐渐弱增强
NH3PH3AsH3
稳定性减弱、还原性增强
[教师引导]氮族元素的一些特殊性:
[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性,但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物,但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容,进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态:大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态:无机物中(如硝酸钾等),有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味,难溶于水(1:),比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度,让学生进行比较。
难溶气体:N2(1:);H2(1:);
微溶气体:O2(1:)
可溶气体:Cl2(1:2)、H2S(1:)
易溶气体:SO2(1:40)
极易溶气体:HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质,先研究N2的结构。
的结构
电子式:;结构式:NN。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1),所以N2很稳定,通常情况下,性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应:3Mg+N2Mg3N2
(3)与氧气反应:N2+O22NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性,也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚,叫做“雷雨发庄稼”,谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容,再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体,让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞,让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下,一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业,教师根据学生作业情况加以说明。
(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气:焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景,鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系:
非金属元素及其化合物间的转化关系:
《元素周期律》教案 篇2
一、设计思路
如何在课堂教学中培养学生的化学核心素养?王云生教授认为这个过程蕴含了教师教学模式和学生学习方式的变革。要求学科教学要给予问题的、合作与探究的构建式学习……需要选择或创设合理的学习情景,通过适当的学习活动以促进学习的发生,在学习者与情景的持续互动中,不断尝试问题解决的过程中形成学科观念、学科思维模式和探究技能,发展核心素养[3]。
基于上述教学理念,本课时设计:以元素周期律的发现史为起点找规律证规律用规律四个教学环节,让学生重温元素周期律的发生、发展过程,体验应用价值,主动汲取知识,获得规律,掌握元素周期律知识。在具体操作上:首先从高一下学生学情出发(高一上元素化合物知识多且较零碎),通过角色扮演方式回顾元素周期律发现史,引出寻找元素周期律的必要性,实现教学的第一重境界:授人以鱼,给学生一杯水,完成知识与技能目标。其次以1-18号元素为例,通过5个任务驱动,发现随着核电荷数的增加,元素的最外层电子数、主要化合价、原子半径呈现周期性变化。接着鼓励学生“各抒己见”寻找内在规律的外在特征表现(证据推理),设计实验探究来验证规律猜想。这2个环节(找规律、证规律)实现教学的第二重境界:授人以渔,领着学生去找水,实现过程与方法的目标。最后以类比硫和硒及其化合物的相关性质为总结,将所找所证规律加以应用,实现教学的第三重境界:悟其鱼识,形成水资源见识,实现情态观的目标。通过多个任务驱动的“串联与推进”,将三维教学目标融于教学过程中,将培养学生化学核心素养的教学落在“问题解决” 上,达成了“施巧力,深受益”效果。
二、教学过程
1. 角色扮演,引入课题
【提出问题】《必修1》我们学习了元素化合物知识,你们有哪些学习体会?
【各抒己见】①要记忆知识很多,如元素符号、物质的性质、化学方程式等;
②感觉元素化合物知识比较零碎,规律性不强;
③……
【引导过渡】 目前为止,人类已发现100多种元素,而化合物近四千多万种,且每年以100万种速度增长。若不找出它们的内在规律,总觉得知识零散,且难以有效地探索更多物质性质;200多年来科学家一直在思考这一问题。
(展示:元素周期律探索化学史话)
【角色扮演】 请三位同学分别扮演科学家介绍尚古多的“螺旋图”、纽兰兹的“八音律”、门捷列夫的“元素周期律”。
(任务方式:课前布置3位学生查找、分析自己所扮演“角色”的相关研究资料,用自己语言陈述主要研究观点;对“自己研究”在促进元素周期律发展中所起的积极作用和意义进行客观评价,并用简要语言指出其他科学家研究观点中的不足和局限性。)
【问题讨论】 ①三位科学家提出自己理论的依据是什么?你们对他们提出的理论有何看法?
②以教材元素周期表的1-20号排列次序为例,对照早期门捷列夫的“元素周期表”,寻找异同,评价内在规律性关联度和建立依据。
【学生总结】①门捷列夫提出的“元素周期律”在当时是先进的,但现在看还存在不完善的地方。
②科学家研究元素内在规律都是在大量实验事实基础上,提出理论假说,建立模型。
【引入主题】 这节课我们一起继续沿着科学家研究历程,探元素之间存在的内在规律。
(设计意图:本环节以“人类发现元素种类与物质数目巨大差异”为认知冲突起点,简要介绍化学家的探索历程,借用学生情景剧模式,形象地将突出科学家的思想陈述出来,活泼的表演激发了学生的兴趣,引发学生思考、质疑、讨论,把传统“以教师单边陈述为主”的教学变成了“学生理解和争鸣”的舞台,调动了学生学习的内动力。)
2. 任务驱动,发现规律
【问题驱动】100多种元素内部存在规律吗?以大家熟悉1-18号元素为例。
【学生任务1】写出前18号元素的原子结构示意图。
【学生任务2】结合原子结构示意图,以核电荷数为横坐标、最外层电子数为纵坐标,将1-18号元素的最外层电子数表示在图1的坐标系中,再将各点依次用光滑曲线连接起来。分析是否存在规律性?
【归纳总结】随着核电荷数的递增,元素的最外层电子数呈现周期性的变化。
【学生任务3】以1-18号元素为例,以核电荷数为横坐标、元素主要化合价(最高正价、最低负价)为纵坐标,绘制直方图(图2),并观察思考主要化合价变化和最外层电子数关系。
【归纳总结】随着核电荷数的递增,元素的主要化合价(最高正价与最低负价)呈现周期性的变化。
【学生任务4】根据教材P4“交流与讨论”表1-2中所给原子半径数据,以核电荷数为横坐标、原子半径为纵坐标,绘制折线图(图3)。分析图中曲线,寻找其中的规律。
【归纳总结】随着核电荷数的递增,元素的原子半径(稀有气体除外)呈现周期性变化。
【学生任务5】横向分析存在周期性,若纵向比较,又会有怎样的规律呢?
【归纳总结】随着核电荷数的递增,元素的最外层电子数、元素的原子半径(稀有气体除外)、元素的主要化合价(最高正价与最低负价)都呈现周期性的变化。
(设计意图:高一下的学生已经初步具备对比、分析、总结的能力。因此在这个环节,给出任务,让学生去阅读相关信息,数表――绘图――分析――归纳,培养利用信息,提取信息,抽象概括,理性思维能力。任务开展以小组交流与讨论方式进行,凸显个体争鸣,小组合作的智慧,建立学生合作探究意识。)
3. 实验促学,求证规律
【问题质疑】我们总结的内在规律若真实,必定能通过外在特征表现出来,能否用实验证实?
【学生任务6】结合之前所学金属性强弱的判断方法,尽可能多地设计实验方案探究同周期元素钠、镁、铝的金属性强弱顺序。
(要求:先独立思考,填写个人设计方案;小组讨论,并依据操作简便、现象明显等原则确定最佳方案。)
【师生总结】比较金属性强弱的方法:
①金属单质之间的置换反应来确定活泼性。
②金属单质在空气中燃烧的剧烈程度来确定强弱。
③金属单质与水或等浓度稀盐酸反应的难易程度来确定。
【学生任务7】4人一组,根据所提供的实验器材和药品,验证小组设计共识;将实验现象、结论记录教材P5表1-3中(补充实验外加栏目)。
【师生总结】钠、镁、铝金属性强弱的顺序是:钠 > 镁 > 铝。
【教师追问】还有其他的判断方法吗?
【信息支持】最高价氧化物的水化物的碱性强弱也可以作为判断金属性强弱的依据。
【性质归纳】碱性强弱:氢氧化钠 > 氢氧化镁 > 氢氧化铝。
【师生总结】11-13号元素随着原子序数的递增,金属性在逐渐减弱。
【信息支持】①元素非金属性越强,其单质越容易与氢气化合形成气态氢化物,且气态氢化物越稳定;
②元素非金属性越强,该元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
【学生任务8】复习回顾氯溴碘元素非金属性强弱的判断方法,根据苏教版教材P6表1-4、1-5中所提供的实验事实,总结同周期元素硅、磷、硫、氯的非金属性强弱顺序。
【归纳总结】11-17号元素随着原子序数的递增,元素非金属性逐渐增强。
(设计意图:化学学科核心素养的落实,实质就是要求学生个体“具有较强的问题意识,能在与同学讨论基础上提出探究的问题和假设,依据假设提出实验方案,组织探究活动,收集实验证据,基于现象和数据进行分析并得出结论,证实或证伪假设,交流自己的成果。”故本环节采用先独立思考,后小组讨论探查最优方案的策略,把学生从过去被动接受转化为主动探索的过程,并通过资料分析、概括总结,实验验证、观察辨析来推理、判断,建立严密的理性思维模式。)
4. 迁移活化,应用规律
【任务问题】请你给元素周期律下个定义;并指出元素周期律的实质。
【学生归纳】元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律叫做元素周期律。元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
【学生任务9】在必修1中我们学习了硫单质及硫的化合物的性质,请你根据本节课所学的元素周期律的知识完成下列问题:①你能比较硫和硒的非金属性强弱吗?有哪些事实和实验验证你的预测呢[5]?②预测二氧化硒能与哪些物质发生反应?依据什么推测它的性质?③请你结合物质分类规律,自行建立合理坐标系,在坐标系中写出As元素可能化合物,并预测它们的化学性质。
(设计意图:新课标指出“能对具体物质的性质和化学变化做出解释或预测,能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的化学变化。”如何将化学课堂教学中“化W核心素养”外显出来呢?本课最后一个任务驱动就是要求学生用元素周期律理论,解释之前所学的硫的性质,以同主族为支点对未知的硒及其化合物的性质进行预测;教学未以此止步,我们采取“破除原有框架,重构已有认识”为手段,提出了更为开放性的问题:“以As为载体,物质分类为指导,重构学生周期律认知序列”,教学挑战性高,素养外显性强。)
三、教后反思
1. 任务解决,应用学科观念,促进核心素养发展
本节课以任务驱动为明线,有效将元素的性质递变规律、元素的性质与结构的关系等知识隐含其中,并将任务驱动与实验探究交叉结合。在教学过程中,教师通过设置任务,驱动学生主动设计实验方案、预测实验现象、动手实践、讨论解释实验现象和事实,来作为支撑元素金属性强弱判断的证据。此过程中将“宏微结合”“实验探究”“模型认知”等学科核心素养的培养合理有效融合,培养学生主动运用化学思想认识身边事物和处理问题的自觉意识和思维习惯,引导学生建立和发展化学核心观念,促进化学核心素养的发展。
2. 巧用史料,外显思维历程,渗透核心素养教育
本节课的另一亮点在于教师提前预设,恰当设计和引导,引入相关化学史的内容,在解决问题中拉近学生与科学家的距离,让学生尝试沿着科学家的足迹去体验发现的过程,体验研究中实验的重要性、科学真理的相对性,更好地理解科学本质。通过化学史教学,可以促进学生化学基本观念的建构和心智模型的转变,培养学生的学科思维,激发创新意识,提升学生的创新能力,实现“化学认识”“化学观念”“化学运用”等核心观念的培养,成就了核心素养的发展。
3. 问题引导,体验探究过程,促进学生积极参与
新课程化学学科核心素养要求我们的学生:“能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题,根据假设提出多种探究方案,评价和优化方案,能用数据、图表、符号等处理实验信息。”本节课的教学设计立足于让学生“动”起来,培养学生“提出或发现问题实验探究、解决问题在解决问题的过程中获取知识、技能和策略从而完善自己的认知结构能够应用自己所学的新知识解决新问题”的能力,在这个层层递进的过程中使学生能够不断完善自己的认知结构,提高自己的学习能力。
《元素周期律》教案 篇3
1.创设情境,阅读探究——原子核外电子的排布规律
门捷列夫预测:一定存在一种元素,在元素周期表中它紧排在锌(Zn)的后面,处于铝(Al)和铟(In)之间——“类铝”[3]。
4年之后,法国化学家布瓦博德朗发现了“类铝”——镓(Ga),并通过实验证实了门捷列夫的预测。我们继续门捷列夫的探究历程,探究元素的性质呈现的规律性变化,首先探究原子核外电子的排布规律。
阅读
学生阅读教材[1]P13第一自然段。由此归纳出:原子核外电子排布是分层排布的,分别用n=1,2,3,4,5,6,7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。
探究
学生根据初中学过的原子结构示意图的知识,画出1~20号元素的原子结构示意图,自主探究核电荷数为1~20的元素原子核外电子层排布的规律:
①遵循能量最低原理:电子总是尽可能地先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。
③最外层的电子数不得超过8个电子,次外层不得超过18个电子。
2.问题驱动,自主探究——元素周期律
学生学习了元素周期表和原子核外电子排布规律的知识,就能很顺利地完成教材[1]P14科学探究中的相关学习任务。在学生探究过程中,老师通过巡视、倾听,适时引导点拨,引领学生朝着正确的方向迈进。
理论探究[2]P5——探究原子结构的规律性变化
①写出1~18号元素原子的核外排布(用原子结构示意图表示)。
②观察教材[1]P14的表格,思考并讨论:随着原子序数的递增,元素原子核外电子层排布、元素的原子半径和元素的化合价各呈现什么规律性的变化?
随着原子序数的递增,元素原子核外电子层排布、元素的原子半径和元素的化合价都呈现周期性的变化。那么,元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性的变化呢?
实验探究[2]P5——探究金属元素性质的周期性变化
探究同一周期中(以第三周期为例)钠、镁、铝三种元素金属性的强弱。
探究实验
利用所给试剂和仪器设计并完成实验,判断钠、镁、铝三种元素金属性的强弱。
仪器:烧杯,试管,酒精灯,试管夹。
探究报告
探究结论1:Na、Mg、Al,金属性逐渐减弱
设计意途:通过实验探究,不但使学生直观获得金属性逐渐减弱递变规律,而且培养学生动手操作能力及自主获取知识能力。
阅读探究——探究非金属元素性质的周期性变化
探究同一周期中(以第三周期为例)硅、磷、硫、氯等元素非金属性的强弱。
阅读材料
阅读以下材料,从中获取证据,判断硅、磷、硫、氯等元素非金属性的强弱顺序,并填写探究报告。
①硅的最高价氧化物(SiO)对应的水化物是原硅酸(HSiO),它难溶于水,是一种很弱的酸。硅只有在高温下才能与氢气反应生成少量的气态氢化物——硅烷(SiH)。
②磷的最高价氧化物(PO)对应的水化物是磷酸(HPO),它属于中强酸。磷蒸汽与氢气能反应生成气态氢化物——磷化氢(PH),但相当困难。
③硫的最高价氧化物(SO)对应的水化物是硫酸(HSO),它是一种强酸,硫在加热时能与氢气反应生成气态氢化物——硫化氢(HS)。硫化氢在较高温度时可以分解。
④氯的最高价氧化物(ClO)对应的水化物是高氯酸(HClO),它的酸性比硫酸还强,是已知含氧酸中最强的酸。氢气与氯气在光照或点燃的条件下剧烈化合生成稳定的气态氢化物——氯化氢(HCl)。
探究报告
探究结论2:Si P S Cl,非金属性逐渐增强
设计意途:通过阅读探究,不但使学生掌握了重点,突破了难点,而且阅读、讨论的过程,还培养了学生信息获取、分析推理及语言表达能力。
3.深化概括,拓展提升
依据前面的探究成果(结论1、结论2),得出:同一周期元素随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
元素周期表中,同主族元素原子的核外电子排布有什么特点?引导学生利用已经学过的卤族元素为例推测同主族元素的性质。
结论:同主族元素随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
元素周期律:元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。即在元素周期表中,同一周期元素,从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族元素,从上到下,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
由此,学生从认识现象,到洞悉过程,最后回到“同一周期、同一主族元素性质的递变规律”。从发现结果,到揭示本质,最终演绎为“势均力敌”。学生认识元素性质的周期性变化从“宏观”走进“微观”,从”微观”洞察“宏观”。在体验、思考、交流、感悟中建构知识,习得方法,生成智慧。在自主探究实验、阅读探究的引领下,以丰富的实验事实强化认知冲突,以核心问题驱动创新思维,在师生不停的追问、严谨的思辨中自然生成元素性质的周期性变化。
《元素周期律》教案 篇4
一、第一阶段,教师引导下的全班集体探究
鉴于学生在九年级已经学过了“原子是由原子核和核外电子构成的”这个知识点,在高中必修Ⅰ的学习中对元素周期表的大体结构有了初步的了解并能运用元素周期表查找常见元素、获取相关信息,而且此时的学生逻辑思维能力迅速发展、推理思维活跃,因此,关于第一个知识点“随着原子序数的递增,元素原子的电子层排布、原子半径和化合价均呈现周期性的变化”的教学,笔者拟采用引导探究方式,指导学生通过阅读文本(含阅读材料)提取有效信息,进而发现元素的这种周期性变化规律。
由于学生已经掌握了原子核外电子排布的知识,对于原子半径和化合价的知识也有了一定的认知基础,因而在本课开课伊始,笔者将教材中的三个表格投影展示给学生(见表1、表2、表3),让学生观察表中的数据,寻找规律,紧接着提出了下面三个问题。
1.从表1中得出原子核外电子层排布的周期性变化规律是什么?
2.结合表2的数据,分析3―9号元素和11―17号元素随着元素核电荷数的递增,元素的原子半径的变化有没有规律,是什么样的规律?
3.从表3得到的元素的主要化合价随着元素核电荷数的递增呈现什么样的变化?
在分析解决问题的办法、“收集证据”环节,笔者让学生根据之前学过的相关知识画出1―18号原子结构示意图,引导学生自主探究“原子核外电子排布”规律。学生在画出原子结构示意图后很快便发现了最外层电子的排布在重复18的变化规律。在引导学生“形成解释”的教学过程中,我们师生展开了下面的对话。
师:同学们,根据画出的核电荷数1―18号元素的原子结构示意图,你们找到了什么规律?
生:1―2号元素的电子层数相同,都是1,最外电子层上的电子数从1到2;3―10号元素的电子层数相同,都是2,最外电子层上的电子数从1递增到8;11―18号元素的电子层数相同,都是3,最外电子层上的电子数从1递增到8。
师:于是,第一个问题我们就可以得出结论――(归纳、板书)随着原子序数的递增,元素最外层电子呈现周期性变化。接下来,我们再来看看3―9号元素和11―17号元素随着元素核电荷数的递增,元素原子半径的变化有没有规律,有什么样的规律吧!
生:(齐答)由锂到氟,原子半径由大到小;由钠到氯,原子半径由大到小。于是可以得出结论――随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化。
师:(追问)这个“核外电子排布的周期性变化”与“原子半径的周期性变化”之间有没有关系呢?若是有,又是什么关系呢?
生1:具有相同的核外电子层数的原子,随着原子序数的递增,核对外层电子的引力逐渐增强,原子半径“收缩”而逐渐减小。
随着学生的回答进行归纳并板书如下:随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化。
师:通过观察表3中的数据,元素的主要化合价随着元素核电荷数的递增又呈现出怎样的变化呢?
生2:先说正化合价,3―7号元素的化合价从+1逐步升到+5,11―17号元素的化合价从+1逐渐升到+7;再说负化合价,6―9号元素的化合价从-4逐步升到-1,14―17号元素的化合价从-4逐步升到-1。于是可以得出结论――元素的主要化合价随着元素核电荷数的递增,呈现周期性的变化。(生2自觉接受生1的“教训”,已经可以按照教师引导的表述方式,用合乎学科规范的表达方法进行总结归纳)
师:(追问)大家或许有个疑问“核外电子排布的周期性变化”与“元素化合价的周期性变化”之间到底有没有关系,又是怎样一种关系呢?
生3:一般地,元素的最高正化合价等于最外层电子数,O、F除外;最低负化合价等于最外层电子数减8,稀有气体元素除外。(学生的表达非常严谨)
师:于是,我们得出第三个问题的答案――(边说边板书)随着原子序数的递增,元素最外层电子、半径、主要化合价都呈现出周期性变化。那么,这些规律如何解释呢?
生:最外层电子数目周期性的变化导致原子半径、化合价呈周期性变化。
以上师生问答、教师板书的过程,将学生“形成解释”“交流展示”与教师“评价结果”的过程自然地融为一体。由于以上三个问题相对容易解决,通过激活之前所学知识便基本可以应对,于是这个环节笔者以师、班(教师与全班学生)互动的方式为主。这也是以班为单位的引导探究中师生交流的主要方式。
二、第二阶段,小组合作探究
小组合作探究,在驱动性问题(任务)设计上,应使问题具有一定的挑战性,需要学生通过同伴间的交流、研讨,在智慧分享的基础上实现对问题的有效解决。
高一学生对物质性质的变化规律有一定的认识,他们在学习了碱金属元素和卤素的基础上学习元素周期律中关于“金属性的递变规律,金属性强弱比较”这个知识点,会有似曾相识的感觉。本课内容教学的重点是对事物的本质规律进行概括,引导学生从现有知识储备中去提取有效信息,通过对物质性质的普遍性、递变性和特殊性进行联想、举证、比较来发现和揭示规律。对这部分内容展开探究式学习,旨在让学生通过讨论提升原有认知,通过探究实验来验证猜想和假说,通过交流展示形成共识,进而实现知识的自主建构。
对于“金属性递变规律”这一知识点的教学,教师的教学思路是设计三个研习内容,引导学生开展小组合作探究。为了提高课堂教学效率,教师将三个研习内容及具体要求设计成导学案,在课前印发给学生(见表4)当作预习任务,“提出问题”环节相当于提前到了课前进行。
在正式上课前,教师对学生导学案完成情况进行检查,每个学习小组在桌面上都准备好了钠、镁条、铝片、2 mol・L-1盐酸、蒸馏水、酚酞溶液、小试管、烧杯、砂纸、酒精灯等实验物品。于是进入课堂教学环节。
师:到现在为止,人们发现了100多种元素,它们的原子结构不同,性质各异。为了研究方便,我们把元素所表现的性质分为两大类,一类为金属性,一类为非金属性。已学过的Na、K等金属元素所表现出来的性质就属典型的金属性,而N、Cl等元素所表现出来的性质则具有典型的非金属性。金属元素的活泼性我们在初中时已有所了解,那么元素金属性相对强弱可以用什么实验事实来说明呢?非金属元素的非金属性相对强弱又可以用什么实验事实来说明呢?接下来,我们以第三周期11―18号元素为研究对象,来探究一下元素周期表中元素的金属性,看看在同一周期中元素的周期性存在着怎样的规律。(教师教学铺垫完成后,随即投影呈现各小组展示任务分工,即在表4中加入红显的文字)
因为学生在课前已经进行了信息收集,包括重读课本(已学知识)、到图书馆查阅资料、上网搜索相关知识信息等,课上教师又指定了各组具体研讨的内容且“主题”明确(避免问题过于笼统,难以把握),而且学生学习小组属于异质分组,学生间的资源差异利于学生互帮互助、有效合作,学生的课堂探究十分高效。
接到教师安排的研习内容后,各小组纷纷进入“收集证据”状态。教师在课堂上巡视,帮助学生解决讨论中遇到的问题,指导学生完成实验方案设计,提醒学生在实验操作过程中要注意安全和规范,整理好文本叙述的内容后再“形成解释”。
当小组讨论结束,教师对展示和点评的责任小组做出如下安排:“用原子结构知识解释”的研习内容,“主题1”由1组B层学生展示,“主题2”由2组B层学生展示,3组A层学生负责对1组、2组的展示作点评;“同周期(以钠、镁、铝为例)金属性强弱比较”的研习内容,“主题1”由4组B层学生展示,“主题2”由5组B层学生展示,6组A层学生负责对4组、5组的展示作点评;“同主族(以IA为例)金属性强弱比较”的研习内容,“主题1”由7组B层学生展示,“主题2”由8MB层学生展示,9组A层学生负责对7组、8组的展示作点评。要求各组展示代表将本组讨论的结果以文字、图表或化学方程式的形式在教室前后两块黑板相应位置中写出来,相关小组成员与此同时积极思考、帮助补充完善,点评组组长安排组员做好准备,于是课堂进入“展示交流”和“评价结果”环节。
1组B层学生展示:同主族元素最外层电子数相同性质具有相似性,如钠和钾。
2组B层学生展示:同主族元素电子层数递增原子核对核外电子吸引力递减性质具有递变性,如钾比钠更活泼,钠与水反应我们能看到钠在水面熔成一个小球并产生大量气体,而钾与水相遇则立刻发生燃烧和轻微爆炸。
3组A层学生点评:完全同意1组的讨论结果。为2组补充一点,同主族元素电子层数递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力递减,因此最外层电子也最容易失去,导致金属性逐渐增强,呈现周期性变化。
师:1组、2组同学不仅找出了规律,还运用原子核外电子排布规律解释了这一结果,言简意赅!3组点评同学有小老师风范,点评很到位!(全班学生热烈鼓掌)
4组B层学生展示:金属性强弱比较的方法有三种。①单质与水或酸反应置换出氢,金属性越强,其单质越容易从水或酸中置换出氢;②最高价氧化物对应的水化物的碱性,金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强;③从金属活动顺序表来看,排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
5组B层学生展示:同周期元素(钠、镁、铝)金属性逐渐减弱。我们的实验方案是――①将绿豆大小的金属钠以及除去氧化膜的镁条和铝片分别投入盛有冷水的烧杯中,比较反应的剧烈程度,观察并记录实验现象;②将除去氧化膜的镁条和铝片分别与2 mol・L-1盐酸进行反应,观察并记录实验现象。通过操作以上两个实验,我们得出了如下结论――同周期比较金属性为Na[>]Mg[>]Al,与酸或水反应则是由易难。
6组A层学生点评:两组的展示基本正确。第4组还可以增加一个我们初中学过的相互置换反应(强制弱)来判断金属性的强弱。第5组设计的实验方案①可以增加一个实验环节,比较三种金属单质最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱,就是在①的实验基础上滴加酚酞试剂,比较颜色的深浅程度,从而得出碱性的强弱程度。
师:这三个小组,展示和点评都很精彩!(师、生一同鼓掌)老师再补充一点,做实验方案①镁、铝与水的反应实验时,可以增加一个实验环节,用酒精灯对烧杯进行加热。比较反应条件变化(温度不同时)导致的反应难易度,可以帮助我们判断钠、镁、铝金属性的相对强弱。
生:老师,我们做了把镁和铝分别放到热水中的实验,看到镁与水反应快,铝与水反应慢。
师:好!我们把掌声送给他们!(全班鼓掌)
7组B层学生展示:同主族元素金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱是KOH[>]NaOH[>]LiOH。
8组B层学生展示:我们的实验方案是――①取金属钠、钾,分别与滴有酚酞试剂的水反应,比较反应的剧烈程度,观察实验现象;②钠、钾分别与盐酸反应,比较反应的剧烈程度。方程式:Li+2H2O=2 LiOH+H2;Na+2H2O=2 NaOH+H2,2 K+2 H2O=2 KOH+H2。
9组A层学生点评:7组展示的内容完全正确,8组展示的实验方案①可行,方案②中钾与水反应很剧烈,已经轻微爆炸,再做钾与盐酸反应的实验就很危险了,建议取消。
师:刚才我们通过小组合作探究的方法学习了同周期、同主族元素金属性的递变规律,我们一起来总结一下。
生:(齐答)同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,同主族元素金属性从上到下金属性逐渐增强。
学生根据讨论中获得的信息,在导学案上补充完善实验方案设计;教师用PPT课件投影展示同一周期、同一主族元素金属性的递变规律,学生整理好课堂笔记。
第二阶段小组合作探究以9个学习小组为单位,采用导学案完成课堂笔记和练习。在这段学习活动中,生生互动(包括小组内同学间的对话、小组与全班的对话、学生个体与全班的对话)是主要互动方式,展示交流与评价结果交替进行。自主性是学会学习的前提,问题一经提出,学生从如何设计解决问题的方案开始,到收集证据、实施实验探究、解释结论、交流展示、评价结果,全部自行负责;教师作为协作者和辅助者参与学生的学习活动,敢于放手。在这样的课堂上,不同学习水平的学生相互交流,大胆表达、彼此分享,是课堂教学资源的拓展和延伸,而且可以很好地培养学生的互助精神,课堂成为学生施展能力的舞台。
三、第三阶段,学生自主独立探究
学生的探究热情越来越高涨,对自己的分析推理能力越来越有信心,这为第三阶段的自主探究打下了良好的基础。于是笔者设计了“同一周期和同一主族元素的非金属性强弱变化有什么规律?如何进行实验论证?”这个教学内容作为学生自主探究的主题,把课堂完全交给了学生。于是,学生提出问题:1.元素非金属性判断的依据是什么?2.同周期非金属性强弱比较规律,如何用实验加以验证?3.同主族非金属性强弱比较规律,如何用实验加以验证?
为了给问题求解,学生开始“收集证据”:翻阅课本,查阅教辅资料,独立思考,组织语言表述,“形成解释”。教师课堂巡视,发现问题及时个别指导。在“发表交流”阶段,教师随机抽取了一名学生(生1)的探究结果,投影呈现给全班学生:
1.元素非金属性判断依据:一般可用元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱(酸性越强,非金属性越强)与H2生成气态氢化物的难易程度和气态氢化物的稳定性来判断(越容易反应,气态氢化物越稳定,非金属性越强)。
2.同周期非金属性强弱比较规律:按硅、磷、硫、氯元素的顺序,从硅元素到氯元素,随着元素核电荷数的递增,气态氢化物的热稳定性逐渐增强,与H2生成气态氢化物由难到易,所以硅、磷、硫、氯元素的非金属性逐渐增强。
3.同主族非金属性强弱比较规律:用第ⅦA主族F、Cl、Br、I这组非金属元素为代表进行探究,气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,与H2生成气态氢化物的条件由易到难。
师:对于3,你能举例说明一下吗?
生1:我们知道氢气和氯气混合后遇火会发生爆炸,见强光也会有爆炸反应,生成的氯化氢气体非常稳定。而氢气与碘蒸气反应很慢,生成的碘化氢很不稳定,容易分解。
师:对这位同学的探究结论,同学们有什么要a充说明的吗?
生2:这位同学的结论正确,但对于同周期非金属性强弱比较规律还可以通过元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱来判断,酸性大小是HClO4[>]H2SO4[>]H3PO4[>]H2SiO3。
师:很好!那么,我们可以得出结论――
生:(齐答)同一主族中,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱;同一周期中,从左到右,元素的非金属性逐渐增强。
最后,教师投影这节课的基本结论――元素周期律,学生集体朗读:元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律。元素周期律实质是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
《元素周期律》教案 篇5
1教学目标
知识目标:1.使学生了解元素原子的核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化规律
2.认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果,从而理解元素周期律的实质。
能力目标:通过元素周期律的推出及运用,初步培养学生抽象归纳以及演绎推理能力;在学习中提高自学能力和阅读能力。
德育目标:结合元素周期律的学习,使学生初步掌握从大量的事实和资料中分析总结规律、透过现象看本质、宏观与微观相互转化等科学抽象方法。
2教学重难点
重点:原子的核外电子排布和原子半径变化的规律。
难点:原子半径变化的规律,元素周期律的实质。
3教学过程 第一学时 教学活动 活动1【导入】元素周期律
教师活动(引入):四季的轮回,年复一年,日复一日,这些描述时间的词语,都体现了时间变化的一个典型的特点——周期性,这节课,我们将通过元素周期律的学习来研究元素性质的变化特点,总结其规律。
学生活动:学生听讲思考。
设计目的:对周期有初步的认识,通过生活常识对周期性变化有所理解,做好知识的铺垫,明确本节研究的内容。
活动2【讲授】新课教学
教师活动:复习原子的组成。
学生活动:知识回顾,交流,思考。
教师活动:画原子结构示意图。归纳总结原子核外电子排布规律。
学生活动,读表,画暗自结构示意图,思考,交流,归纳,总结。
教师活动:引导学生填表(课本14—15页的表),引导学生找出各原子的最外层电子数。
学生活动:找点,画图得出规律:随着原子序数的递增,元素的原子核外层电子排布呈现周期性变化。
教师活动:(2)下图横坐标为1到18号原子,纵坐标为主要化合价,找出各元素主要化合价,找点,观察有什么规律?
学生活动:得出规律:随着原子序数的递增,元素的化合价呈现周期性变化 。
教师活动:引导学生对比原子半径数据,观察有什么规律?
学生活动:得出规律:随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化。
教师活动:
总结规律,通过上述探究,我们发现随着原子序数的递增,元素的原子半径,原子最外层电子排布,元素化合价呈现周期性变化。
教师活动:讲解元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化,这就是对我们今后探索、研究化学知识具有重要指导作用的规律——元素周期律。
学生活动:做练习。
教师活动:提示 下节课内容
元素的金属性,非金属性的递变,请做好预习
活动3【练习】课时练习
1、写出下面的原子或离子结构示意图
氮原子结构示意图为_______________
氯离子结构示意图_______________
镁离子结构示意图为_______________
2、按核外电子排布规律,预测核电荷数为118的元素的原子核外电子层排布是( )
A 2、8、18、32、58
B 2、8、18、32、32、8
C 2、8、18、32、50、18、8
D 2、8、18、32、32、18、8
《元素周期律》教案 篇6
1 教学内容及设计意图
1.1教学内容分析(略)
1.2 设计意图
1.2.1 复习要避免传统教学中为“巩固知识”而设计教学步骤的做法,应从“能力立意”的教学新理念出发,将“巩固知识”当作提高学生素质、培养学生能力的手段。
1.2.2 课堂教学从两条主线同步展开
知识主线:元素周期表的结构、编排原则同周期、同主族元素性质的变化规律“位、构、性”三者之间的相互关系。
能力主线:透过现象看本质(思维方法)建立并完善认知结构(思维形式)科学地探索知识规律(思维态度)。
1.2.3 让学生成为课堂的主角。教学过程中克服教师讲学生听、教师问学生答的被动局面。通过学生“自主活动”与“合作探究”建构元素周期表知识体系,培养学生发现问题、认识规律和运用规律的能力及科学的思维方法。教师的作用是创设情景,提供向导,在适当的时候进行纠错、把舵。
2 教学过程设计及实施
【谈一谈】对元素周期表的感性认识?
学生:①变形的”凹”字;②7个横行7个周期,18个纵行16族。③周期序数=原子核外电子层数,主族序数=最外层电子数。
[幻灯展示](无完整边界的周期表)
板书:一张表|- 7个周期
|- 16族
【活动一】上表中的实线是元素周期表部分边界,请在表中用实线补全元素周期表边界。
(学生操作)……
板书:一张表|- 7个周期:三短三长一不全
|- 16族:七主七副0和Ⅷ
[幻灯展示](分区域的周期表)
教师:在上面元素周期表中A、B、C、D哪一区域全部是金属元素?
【活动二】在上表中画出金属元素与非金属元素的分界线,并观察分析每周期最后一个金属元素处在何周期、何族?
学生:除氢外,其它周期最后一个金属元素处在第n周期n主族、主族数等于周期数。
教师:在分界线的右上方为非金属元素,左下方为金属元素。
过渡:人类发现元素的种类越来越多,元素周期表也将被不断扩充。
【活动三】分析:1999年是人造元素丰收年,一年间得到第114、116和118号三种新元素,按已知的原子结构规律,118号元素位于元素周期表中何周期何族,它的单质在常温常压下最可能呈现什么状态?(气、液、固选一回答)
第二年传闻俄罗斯合成了166号元素,若已知原子结构规律不变,该元素应是何周期何族元素?
学生:118号元素位于第七周期零族,常温常压下为气态;166号元素位于第8周期第ⅥA族。(分析:略)
【合作探究】
1.(1)同一周期的X、Y两种元素,X位于ⅡA族、Y为ⅣA族,它们的原子序数分别是a和b,已知 a和b的关系有:b=a+2,那么a和b还可能有什么关系?
(2)若“同一周期”改为“不同周期,且a< b”。那么a和b又可能有什么关系?
学生:(1)b=a+12 b=a +26
(2)b=a +10、28、46、78b=a +20、38、70b=a +30、62 b=a +44
方法总结:同一周期,序数差(b-a) =主族序数差或主族序数差+相应周期过渡元素种类
不同周期(a< b),序数差(b-a) =同周期序数差+后各周期元素种类
2.同一主族的两种相邻元素A、B,A的原子序数为x,A、B所在周期的元素种类分别是a和b。
(1)如果A、B同在ⅡA族,当B在A的下周期时,B的原子序数为()
(2)如果A、B同在ⅥA族,当B在A的下周期时,B的原子序数为()
学生:(1)x + a (2)x + b
方法总结:ⅠA族、ⅡA族元素的原子序数=上周期元素原子序数+上周期元素种数
ⅢA族以后元素的原子序数=上周期元素原子序数+本周期元素种数
【活动四】已知1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,则:
(1)原子半径由小到大的顺序是:________离子半径由小到大的顺序是:____________;
(2)质子数a、b、c、d由小到大的顺序是: _____________________;
原子最外层电子数由小到大的顺序是:_____________________;
(3)离子氧化性、还原性的关系是: _____________________;
学生:(1)原子半径:Z<Y<W<X离子半径:W3+
(2)质子数:c<d<b<a 最外层电子数X<W<Y<Z
(3)氧化性:W3+>X+还原性:Y2->Z-
(让学生进一步分析周期表中原子半径、金属性、非金属性的变化规律)
板书:三规律 – 原子半径金属性 非金属性
(横线代表同一周期,竖线代表同一主族,箭头表示增强或增大的方向)
小结:元素周期表是元素周期律的表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律。既说明元素周期表中位置、结构、性质三者之间的关系,又充分体现了元素性质的周期性变化是元素原子结构周期性变化的必然结果这一元素周期律的实质。
[幻灯展示]
【体验高考】(2006全国理综I)X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素,它们满足以下条件:
①元素周期表中,Z与Y相邻,Z与W也相邻;
②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。
请填空:
(1)Y、Z和W三种元素是否位于同一周期(填“是”或“否”):_______,理由是_______;
(2)Y是_______,Z是_______,W是______;
(3)X、Y、Z和W可组成一化合物,其原子个数之比为8∶2∶4∶1。写出该化合物的名称及化学式 _______。
参考答案:(1)否,若三者处于同一周期,则最外层电子数之和不可能为17。
(2)N,O,S (3)硫酸铵(NH4)2SO4
[考题归类]
1.元素周期表的整体认识。
2.由元素周期表的特殊结构推导元素及性质,并根据同周期、同主族性质的递变,预测未知元素及性质。
3.元素周期表中位置、结构、性质的综合
4.元素周期表与无机框图的综合
【课后作业】知识自测、复习巩固(见“附页”)
3 教学后记
作为高三第一轮复习,本节课的教学突破了传统教学方法,综观整堂课,在分析当前高考命题方向的基础上,以“能力立意”的新理念为出发点,通过老师问题的设计和学生自主活动、合作探究,使元素周期表知识在学生头脑中系统化、有序化、综合化。下面笔者就自己的课前预设及课堂教学,谈几点高三复习课教学粗浅的体会。
3.1发挥教师主导作用,精编试题,有效解决
高三复习不能把学生当作接受知识的容器,让学生陷进题海,疲于奔命。应该充分发挥教师的主导作用,最大限度地挖掘学生的潜能,积极倡导平等的师生关系,使教师成为“平等中的首席”。[1 ]在预设教学过程时,笔者根据本班学生的实际情况,精编试题,在有限的时间里,解决了学生最需解决的问题,提高课堂效率。如为使学生重新认识周期表的结构,笔者分别选取了2005年上海高考题第23题中的一个片段内容和2006年上海高考题第23题中的一个片段内容,问题看似简单,却是学生最容易疏忽和出错的问题。再如【活动四】的问题源于2006年高考四川理综卷第9题,经过处理让学生在自主活动中理解周期表中的三种变化规律。通过学生的讨论与实际操作,在问题有效解决的同时巩固了对元素周期表结构、编排原则的理解,揭示了知识的内在联系,并大大激发了学生求知欲望。
3.2 提供探究平台,让学生成为课堂的主人
《标准》指出:有效的化学学习活动,不能单纯地依赖、模仿与记忆。[2] 自主活动与合作探究是学生学习化学的重要方式,不仅有利于激发学习积极性,有利于学生提高思维水平、掌握知识的内在联系、学会实际运用知识, 还有利于学生通过交叉反馈强化、完善学习结果、拓展思路。[3] 本节课笔者注重对问题的设计,为学生提供共同探究的平台,在学生逐步完善认知结构的基础上,通过【活动三】及【合作探究】1、2的问题,进一步探索了知识的内在联系,提升了学生的思维能力、应用知识的能力和解决问题的能力。
3.3 重视知识建构过程,关注学生能力发展
在对元素周期表的复习过程中,笔者始终没有向学生展示现成的“元素周期表”图,并“炒冷饭”式的对知识进行重复性的归纳,而是在学生补全周期表边界,画金属元素与非金属元素分界线的实际操作中,对知识进行自主建构和重新认识。并在后续的活动与探究中完善元素周期表“一张表、两组数、三规律”的知识体系,使学生在知识建构过程中体验学习乐趣,在知识的融合和提升过程中促进能力发展。
《元素周期律》教案 篇7
一、正确引导,培养创新思维意识
根据创造学理论,创造是人类最伟大、永恒的潜能,创造力是人类普遍具有的一种才能。为了打破“创新”在学生心目中的神秘感和遥远感,首先必须培养学生的创新意识。
1.结合化学史教学,打破创新神秘感
结合化学史教学,激发学生进行主动创新的创新性思维,让学生将在化学课堂上学到的知识与技能运用到思考与研究当中,有助于学生更好地掌握运用知识和发展知识的方法,启发学生的创新和创造力。
例如在学习元素周期律、元素周期表等相关知识时,笔者结合人们在不同历史阶段的元素周期表排列,从拉瓦锡到德贝莱钠的“三元素组”和门捷列夫的元素周期表,到现在普遍通用的元素周期表,使学生认识到科学的概念也会随实践发展而得到补充或修正。哪怕是当下被社会公认的概念,也可以被进一步完善和发展,这样学生就会主动、大胆地进行创新研究。
2.结合教材特点,激发创新思维意识
在化学教学中,教师可根据化学学科的特点,通过化学教材里所包含的辩证唯物主义观点内容,在学习元素周期表、元素周期律等内容时,可以对学生进行“量变引起质变”“对立统一”观点的教育,帮助学生学会分析问题和解决问题的方法;抑或结合我国化学化工的伟大成就,对学生进行爱国主义教育,培养学生的创新思维与意识。
二、采用多种形式的实验教学,培养学生创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学可以激发学生学习化学的兴趣。因此,加强实验教学,特别是在实验教学中培养学生的实践能力、提高学生综合素质,显得尤为重要。
1.改革演示实验,培养学生创新能力
化学课本上所涉及到的化学实验,无论是演示实验,还是家庭小实验,教师都应该鼓励学生去探索、去创新。以职高课本上钠与水起反应收集氢气的实验为例:课本上说用镊子夹住金属钠,钠和水起反应,用排水法收集氢气。但是在具体的实验操作中,我们往往会发现,这个实验按课本上的操作步骤其实是难以收集到气体的。因为钠的密度比水小,与水反应后放出大量的热而浮在水表面并迅速向四处流动,镊子根本无法夹住金属钠。
那怎样才能收集氢气呢?笔者就曾在课堂上提出这个问题让学生思考。有的学生提出可以在水槽上罩一个与烧杯内径相等的漏斗,用向下排空气法收集。笔者首先肯定了学生这种创新能力,然后提出了自己的方案:即将试管提高距水面1厘米左右,用镊子夹一小块钠,迅速放在试管口下,使钠窜入盛水的试管内反应而制成氢气。其实,诸如课本上的喷泉实验等均还有可以改进的空间。这样不仅可避免学生盲目相信课本,大胆地尝试,也开发了学生的思维,培养了学生的创新素质,达到事半功倍的效果。
2.启发学生设计实验,培养学生创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,每个学生实验都要求学生亲自动手完成,教师应努力克服那种让学生背实验或教师在黑板上演示实验的做法,对于一些演示实验,有些步骤也可以让学生自己操作,以便从中发现问题,及时纠正。教师在实验教学中应让学生多动手、反复练习、规范操作,在实验中逐渐做到游刃有余。在此基础上,教师还应结合教学内容,选择合适的实验设计题,让学生大胆设计实验方案,并用实验证明设计的合理性,优化合理方案,从而培养学生的创新意识,以及灵活运用知识解决问题的能力。
例如在学习氯气的性质和制备时,笔者就问学生:多余的氯气该怎样处理?当学生讨论得出可以用向上排空气法和排饱和食盐水方案时,笔者先按两种方案进行实验,检查是否合理,并且对两种方法的优、缺点进行评价。在此基础上,笔者再进一步提问:怎样收集干燥纯净的氯气?通过这样的提问,引导学生掌握氯气的制备实际上可分为四个阶段:氯气的制备、氯气的净化、氯气的干燥、氯气的回收。最后师生共同探讨出制备纯净氯气的最佳方案,即先将反应产生的气体通入饱和食盐水,除去杂质,并通过浓硫酸干燥后用排空气法收集,多余的气体用碱液吸收。通过这种逐步深入、循序渐进的方法,不仅使学生加深了对氯气这部分知识的印象,也很好地培养了学生的创新能力。
《元素周期律》教案 篇8
一、问题的提出
化学学习中,元素周期律的知识是学生学好化学的基础和前提,然而这一模块的知识内容繁多,所涉及的题型也是多种多样的,考察的是学生的综合应用能力,笔者通过多年的教学发现,对于这一部分知识在习题中出错的概率是非常高的。但是在实践中,学生和老师对元素周期律错题的认识存在很大的问题,认为此类知识主要是记忆性的知识,习题的难度整体不高,所以出现错题之后往往采取的是公布答案,有问题的时候才去找老师解决的方式。学生本身面对错题就很灰心,所以缺乏总结和纠错的能力,所以在元素周期律知识方面就容易出现“一错再错”的情况,不利于化学教学成绩的提高,长久以来也会挫伤学生学习化学的积极性。因此,研究学生在有关元素周期律知识错题中体现的思维上的特点,对于更好的指导化学教学工作具有非常重要的意义,有利于学生和教师的共同进步。
二、对元素周期律知识考查的主要题型及错误原因
对于理科知识的学习和巩固主要是通过大量习题的形式实现的,化学作为一门兼具文理性质的学科,也需要大量的习题才能更好的帮助学生巩固化学知识。元素周期律以及元素周期表反映了元素之间的内在联系,通过研究元素的性质,在周期表中的位置和每一个元素的结构从中发现规律,对于化学的系统性和综合性学习具有重要的作用。不同的习题从元素的位置、元素的结构和元素的性质以及对元素周期律的综合运用来对学生进行考查。
(一)对元素结构和元素在周期表中的位置的考查
通过分析元素的不同结构能够在元素周期表中确定元素的位置,当然根据元素的位置也能够分析元素的基本结构,解决这类题目需要学生在头脑中掌握原子的序数等于核外电子的总数,核外电子的排布规律,以及元素周期表的基本结构。
做错这类题目的学生在平常的学习中关注度较高的出现频率较高的短周期元素,而对于过渡元素或者过渡元素以后的元素关注较少,所以当出现自己不熟悉的元素时很难中题目中获取有效的信息,对题目作出推测,主要原因还是对元素周期表结构的理解。另外当题目中出现字母代替元素符号的时候,此时题目的难度有所增加,需要学生通过分析原子阴、阳离子的个数确定原子的序列数,从而找到该原子在元素周期表中的位置,进而判断该元素的性质。从学生错题的情况来看,由于元素周期律中包含大量的化学概念本身在记忆上就有较大的难度,而且很多化学概念和实际生活中的概念有很大的不同,学生普遍存在对于概念理解不准确、化学原理掌握不牢的现象,所以需要教师在教学中利用学生大脑中的很多前概念来帮助其理解新概念,加深对于新概念的认知能力。此外对于一些不常见的化学元素缺乏主动发现规律的能力,对元素周期表的掌握不够全面。
(二)对元素在周期表中的不同位置体现出的不同性质的考查
此类题目在习题中出现的数量最多,也是考查的重点内容。元素的性质分为金属性和非金属性两种,由此就产生了在周期表上的不同分布规律,金属性表示的是元素的原子失去电子的倾向,而非金属性是指元素的得电子的能力。元素的金属性的强弱直接影响了其对应的酸碱性的强弱和氢化物的稳定性。往往学生能够很好的掌握这些单个的知识点,但是如果一个题目中出现复杂的情况却连这些基本的知识点都记不起来了。这类题型主要考察学生对元素周期律知识的应用和迁移能力,这部分题目对学生的能力要求稍高。也就是要求学生能够从已学知识中和原有经验中反映出对新事物的认识。通过对学生的了解我发现,做错这类题目的学生往往不能利用元素在周期表中的位置进行解题,很难使用元素周期表这个工具来解答题目。
(三)对元素位置、结构和性质的综合考查
此类题目是对元素周期律的全面考查,需要考生首先能够准确的审题,能够将之前已经熟练掌握的化学方程式进行一个类比,同时还要注意题目的特点不可以生搬硬套进每一个化学题目中。此类题目属于策略性知识的考察,考察学生对有关元素周期律知识的综合应用能力,尤其是数学运算与化学知识的结合,就需要学生采用有效地学习策略进行解题。策略性知识对于学生的要求更高,学生只有在概念、性质、原理掌握的基础上,与题目的具体情境相结合,从而准确判断元素的性质。学生需要在平常的学习中加强对自己基础知识和小知识点的理解和把握,从而在出现一些复杂问题时能够灵活的运用和解决。
三、改进元素周期律教学的建议
学生掌握和运用知识是在理解和记忆的基础上的,所以想要提高学生的成绩,培养学生对于化学学习的兴趣,必须对学生的思维能力进行相应的提高,在平常的学习中出现错题是在所难免的,但是作为教师应该根据学生的错误情况来进行纠正更好的利用错题,改进教学效果。
(一)及时复习记忆性知识
在化学学习中,有很多需要记忆的知识点而且这些知识点比较琐碎,特别是在元素周期律的学习过程中,原子序数、周期、元素种类、电子规律、主族元素的元素性质等都是需要记忆的,这些知识点很容易理解也很容易遗忘,所以教师应该根据遗忘规律的特点及时对知识点进行复习,从而提高学生对知识的掌握程度,此外还应该结合元素周期表,根据元素的位置推测元素以及化合物的性质,将零散的知识点变得有规律可循,进一步减轻学生的记忆负担,还可以通过平时的练习,克服学生在遇到不熟悉元素时的畏难心理,勇于尝试。
(二)合理利用错题克服思维定势
化学学习中,很容易出现思维定势特别是在之前出过错的地方再次跌倒,所以一定要强化学生利用错题的意识和能力,弥补思维上的漏洞。很多化学题目为了增加难度将题目设置的很长用字母进行代替元素,从而改变元素的原有性质设置一些新的题型,很多学生就会有思维定势,利用之前的知识对问题进行解决,不能很好的审题发掘题目中的关键信息。所以教师应该要求每一个学生都养成记录错题的习惯,并且经常分析错题出现的原因,尤其是在元素周期律这部分的知识点,学生能从错题中总结出一类题目的规律,能够加深对元素周期律的理解和掌握。
(一)归纳解题技巧
化学中的元素周期律以及其所表现的元素周期表将看似杂乱无章的化学知识连成了一张大网,在平常的解题中,学生可以构建简易的元素周期表,使复杂的问题简单化。例如,通过将不同的元素的电子层结构,离子数目进行一个列举,从而能够初步判断不同元素其所属的周期的不同,来判断元素之间的排列顺序,在结合题目中所给出的其他条件来推断元素的不同性质。此外对于同一类题目还会有不同的解法,例如想要确定元素在周期表中所处的位置可以采用核外电子排布的方法将核外电子层写出来确定元素的族和周期,也可以利用稀有气体,因为稀有气体的数量很少很容易记忆,就可以从其出发来确定其他元素在周期表中的位置。所以在教学过程中一定要综合使用多种解题技巧,针对学生的不同特点来有针对性的帮助其掌握元素周期律。
错题,对于学生和教师来说都是重要的资源,其中能够反映出学生普遍存在的认知上的漏洞以及对于知识理解上的问题,从而帮助教师有针对性的开展教学和复习工作。此外,通过错题也能够有效的提醒学生自身存在的薄弱环节和需要改进的地方,进而提升自己的综合运用能力。
《元素周期律》教案 篇9
一节好课要“有容”“有魂”。“容”即指化学学科知识,如化学用语、基本概念、化学原理、元素化合物的性质等;“魂”指隐含在知识背后的思想、情感态度价值观、学科观念等隐性教学价值,是化学课堂教学设计中的“暗线”,它们不思则无,思则深远,课堂中巧妙地穿插暗线可以增添化学学科魅力,提升学生的科学素养。
教学的艺术不在于传授知识,而在于激励、唤醒和鼓舞。因此,教师在进行教学设计时,清晰的知识线是有效教学的保证,可以促进学生知识的积累。但是,化学教学不是知识的堆砌,它是以提高学生的科学素养和科学研究能力,提升全面客观认识社会现实问题和解决问题的能力为宗旨。这要求教师在教学设计时充分挖掘教学内容的隐性价值,找出一条或多条能提升学生思维能力和科学素养的“暗线”,即一节课的“魂”。教学设计时巧用“暗线”,可以增添学科魅力,提升学生科学素养。下面笔者结合教学实践阐述化学课堂教学设计时巧用暗线的案例及类型。
一、情感态度线
“情感、态度与价值观”这一教学目标常因在教学实践中缺乏实施的具体载体和途径而易被忽视,落实得不彻底。情感、态度与价值观属于隐性知识,它不是一味地说教,而是学习主体在学习过程中通过体验、思考、内化形成的感悟。学生学习化学的兴趣、乐于探究化学变化的奥秘是从每一课的感悟中逐步培养的。情感态度目标的达成不是当前的考试体制能考查到的,但却有重大的教学意义及价值。
笔者认为教师在进行教学设计时,可以结合具体的教学内容,设计一条“暗线”――情感态度线,贯穿在课堂中。正所谓“行是知之始,知是行之成”,这样的教学可以摆脱被动的说教,提倡主动的实践和体验,落实情感态度目标。下面以高二“元素周期表”的教学设计为例具体阐述(见图1)。
[提出研究主题]前一节课我们已学习元素周期律,有没有一种图表能把一百多种元素的周期性很好地表现出来呢?
[活动一]合作探究 确立排序依据。活动内容:设计一种图表,表现元素周期性变化,即设计元素周期表。活动准备:制作1~18号元素的卡片,给出这些元素充分的信息。学生活动:展示并交流。
[活动二]寻找规律 完善元素周期表。(1)引导学生回忆1~18号元素的结构特点,并且按要求写出下列两组元素的原子结构示意图。①Na、Mg、Al ② H、Li、Na。(2)小组讨论、分析这两组元素的原子结构有什么相同和不同。(3)结合所学知识,寻找确立元素在周期表中的位置的依据。(4)完善元素周期表的结构。
[活动三]科学探究――针对周期表的“预测”功能展开。背景资料:门捷列夫在周期表中为镓、钪、锗等元素(门捷列夫叫它类硼、类铝、类硅)留下了空位,并预言了它们的性质。用多媒体呈现1875年布瓦勃得郎发现镓的实验数据。学生活动:引导学生将其与门捷列夫的预测进行对比,同时反思自己的预测,感受周期律的“预测”功能,感受化学世界的奇妙。
[活动四]阅读资料:在镓、钪、锗相继发现后,元素周期律才得到了科学界的重视。而1894年氩在周期表中的排列以及1913年莫斯莱定律的提出,才使其得到了普遍认可。你如何看待这一科学现象?该问题的目的在于引发学生对科学理论要接受考验和认可的思考。
情感态度线始终贯穿在本节课的每一次学生活动中。学生通过合作探究,确立排序依据,并寻找规律,完善元素周期表的活动,学会发现问题并积极质疑、探究、总结和反思,极大地发挥学生的主体性,不仅利于知识的理解和应用,还有利于培养学生的科学探究能力,正确认识科学发展的历程和科学研究的方法;学生通过预测元素的正确位置,阅读科学史料,收获成果,感受到科学探究的乐趣。
二、学科观念发展线
笔者此处所说的学科基本观念主要指化学学科知识类的基本观念,不包括方法类和情感类基本观念。化学学科观念是对其所涵盖的事实、概念和原理等化学知识的高度概括和更上位的认识,包括元素观、微粒观、变化观、实验观、分类观等。教师在进行化学教学设计时,除了清晰的教学主线――教学知识外,还可以从实现学生认知发展角度思考,提炼出一条暗线“学科观念发展线”,即从学生的已有认知出发,通过实验和设计具有思考价值的驱动性问题,引导学生探究、反思,实现认知发展。化学基本观念的形成既是认知性的,也是体验性的。一条优化的暗线――“学科观念发展线”能够使学生亲身体验化学知识的发现过程和应用价值,感悟化学知识中蕴含的思想、观点和方法,从而实现化学学科素养的全面提升。笔者以“离子反应”作为教学案例具体阐述采用“微粒观”的认知发展线的教学设计(见图2)。
[演示实验1]向25mL /L Ba(OH)2溶液中滴加等浓度等体积的稀硫酸。
[提出问题]请学生分析现象,并用化学符号表征。
[已有认知]学生利用已有认知回答此问题,利用已学知识,学生知道实验中宏观物质参与了复分解反应,此类反应的发生条件是产生沉淀、气体或水。
[演示实验2]向烧杯中加入25mL /L Ba(OH)2溶液,滴加2~3滴酚酞,外接电源和灯泡,向此溶液中逐滴滴加等浓度的稀硫酸,可用磁力搅拌器搅拌。
[提出问题](1) 溶液颜色变化是由什么原因引起?
(2)灯泡亮度变化说明什么?溶液导电性强弱与什么因素有关?
[新的认知]通过实验2和对2个问题的思考,学生的认知产生递进,在原有认知的基础上产生了新的认知:(1)认知对象由宏观物质转向微观粒子;(2)认知角度从现象转向本质;(3)认知层次由复分解反应及发生条件转向离子反应及发生条件;(4)认知表征从化学方程式转为离子方程式。
本节课中,化学学科的基本观念之一“微粒观”的认知发展线这条暗线起到促进学生思维提升的作用。通过演示实验和创设问题搭建思维途径,促进学生的认知发展。在已有认知中,学生延续着宏观思维方式,化学反应和方程式只不过是对宏观现象的解释和一种化学表征形式。而经过本节课的学习,学生逐渐转变思维,开始建立从微观粒子的角度认识反应的思维意识,对化学反应产生新的认知和视角。
三、生活线
高中学生具有较丰富的生活经验,若能从学生的生活经验出发,用一条生活线贯穿整个课堂,学生尝试用化学眼光分析生活现象、用生活眼光看待化学世界,由浅而深、环环相扣,不仅可以降低思维的难度,充分调动学生学习化学的主动性和热情,还可以让学生的认知从感性上升到理性的高度,进一步提高学生科学素养。
高二下学期“乙醇”的教学设计中,学生对乙醇有大量的生活感知,如乙醇可以制酒、做消毒剂溶剂、是一种清洁的燃料,人们酒醉甚至酒驾等。下面笔者以“乙醇”这一教学案例具体阐述用生活线作为暗线的教学设计(见图3)。
[生活线1]圆珠笔写字,然后用棉棒蘸取酒精清洗字迹。
[知识线1](1)在动手实验的同时,学生能深刻感受到乙醇对有机物的溶解性,总结出乙醇的物理性质。(2)激活学生已有知识,认识乙醇结构,引出烃的衍生物的概念。
[生活线2]生活中有人饮酒“千杯万盏皆不醉”,有人却温酒即醉?乙醇在人体内发生了哪些化学变化? 教师为学生提供乙醇在人体内的代谢过程图。
[知识线2]实验:乙醇催化氧化生成乙醛,从原子守恒的角度书写方程式。
[生活线3]想把旧铜器银器变新,可以采用什么方法?工匠说,可以把银器在火上烧热,马上蘸一下酒精,就会光亮如初。可行吗?为什么?
[知识线3]乙醇催化氧化,催化剂不同。
[生活线4]乙醇汽油。
[知识线4]乙醇燃烧,可见,乙醇与氧气反应时,条件不同,产物不同。
[生活线5]检验司机酒后驾车的方法。
[知识线5]乙醇被强氧化剂如重铬酸钾溶液氧化。学生体验乙醇的还原性,不仅能与氧气发生反应,还能与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化为乙酸。
[生活线6]为学生提供 “乙醇钠”的相关信息,在医药工业中,乙醇钠是制备巴比妥、苯巴比妥等二十余种西药的原料。苯巴比妥:长效的镇静催眠剂,在肝病时可用于退黄。
[知识线6]实验验证乙醇与金属钠的反应并对比了钠与水反应的剧烈程度,之后学生完成实验报告并书写方程式。理解有机物结构对性质的决定作用。
本节课通过问题设计、实验探究把生活线和知识线有机地串联起来,实现了初识乙醇的功能:初步认识结构决定性质的内涵,为以后复杂有机物性质的学习提供了方法指导;用所学知识解释生活中的现象,提升学生的科学素养。高中元素化学和有机化学的很多内容,都可以从生活出发,整合知识,设计贯穿课堂的生活线,提高化学素养,从生活走进化学,提高处理日常生活中化学信息的能力,引导学生感受有实际价值的化学;从化学走进生活,在真实的探究体验中形成认识化学的基本方法;在生活问题与化学问题的相互融合中,形成科学的价值观。
《元素周期律》教案 篇10
一、自我预学,为课堂探究做准备
问题1:(1)在离核较近的区域内运动的电子能量 ,在离核较远的区域内运动的电子能量 .画出钠元素的原子结构示意图 .
(2)请你根据下表数据讨论随着核电荷数的递增元素的原子半径变化规律,以核电荷数为横坐标,以原子半径为纵坐标,画出二者关系图.
表1第2周期元素3Li4Be5B6C7N8O9F原子半径/pm152898277757471第2周期元素11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl原子半径/pm18616014311711010299(3)硫元素的最高正价为 ,代表性物质有 ;预测硅的最低化合价为 .
(4)写出金属铝与盐酸反应的离子方程式: .
课前预设一系列有关元素周期律的小问题,硫元素的最高化合价、铝跟盐酸反应以及钠元素的原子结构示意图复习巩固学生原有知识;让学生预学文本中原子核外电子的排布、预测硅的最低化合价使新知与旧知发生关联,学生进行问题的初想;学生以核电荷数为横坐标,以原子半径为纵坐标,画出二者关系图,让学生寻找原子半径随核电荷数递增的变化规律,为新课教学打下伏笔.
二、创设情境,激发学生提出问题
通过观看视频,了解周期律和周期表的发展史,感受门捷列夫研究的艰苦努力和伟大之处,激发学生学习元素周期律的热情.创设问题情境,回忆钠、钾与水反应的现象,预测铷、铯与水反应现象,播放二者与水反应视频,进一步巩固碱金属的性质呈现递变性,学生自我提出问题,引出同周期元素性质递变规律的研究.
问题2:(1)如何从原子结构角度进行分析碱金属的性质递变?(2)同主族性质呈现递变规律,同周期元素性质如何?
学生通过这些问题的思考确立物质结构决定物质性质的基本观点,研究同周期元素的性质递变必须先研究原子结构,了解元素核外电子排布的基础知识.师生共同阅读课本,得出多电子原子核外电子能量有高有低,分层排布;离核由近到远,能量由低到高;电子总是尽可能地先从内层排起,当一层充满后再填充下一层.学生根据1~18元素的原子结构示意图,自己找出原子核外电子的排布规律,最外层电子从1递增到8,第一周期除外.
三、分析归纳,探寻原子半径、化合价变化规律
问题3:(1)根据预学,可以发现原子半径有何变化规律?(2)影响元素原子半径大小的因素是什么?(3)第三周期元素化合价有何变化规律?
学生依据原子半径数据作出原子半径的变化趋势图,可以发现同一周期原子半径随着核电荷数的递增而减小,稀有气体除外,教师引导学生查阅资料,发现稀有气体的原子半径的测量方法和相邻的非金属元素原子半径的测量方法不同,不具有可比性;从数据分析中获得结论后,还必须进行深入探讨,学生小组讨论影响元素原子半径大小的因素,类比同主族元素原子半径变化原因,分析得出影响原子半径的因素有三个:核电荷数、电子层数以及核外电子数;教师追问哪个是矛盾的主要方面,从而得出同周期电子层数相同,核电荷数的增大占据主导地位;第三周期元素的最高化合价从+1到+7递增、负化合价从-4到-1递增,呈现周期性变化,延伸到第二周期发现也呈现周期性变化,不过氧元素和氟元素因非金属性太强而除外.通过诱导性问题让学生自己进行数据分析,研究比较,培养了学生分析问题、总结归纳、发现规律的能力.
四、设计实验,探究金属性、非金属性变化规律问题4:(1)哪些方法可以比较元素的金属性和非金属性的强弱?(2)如何设计实验探究Na、Mg、Al的金属性强弱?(3)给出试剂:Na2S溶液、H3PO4溶液、稀H2SO4、新制氯水、Na2SiO3溶液,如何选择合适的试剂设计实验方案探究Si、P、S、Cl非金属性强弱? 金属性和非金属性是元素性质的外在表现,通过具体的反应不仅可以发现变化规律,还可以证明金属性、非金属性与原子结构之间的关联.学生研究小组各自设计实验方案,进行交流,可以得出下列方案:(1)观察Na、Mg、Al在冷水中的反应情况;(2)观察Mg、Al与热水、盐酸的反应情况;(3)新制氯水与Na2S溶液反应比较Cl与S的非金属性强弱;(4)稀H2SO4溶液与Na2SiO3溶液反应比较S、Si的非金属性强弱.教师及时发现问题的生长点,实验需要准确的结果必须排除一些干扰,需要控制一些变量,请学生思考实验中需要控制哪些条件,让学生体验真实的科学探究过程.真正的探究过程不像理论上那么简单,必须考虑一些实际情况,控制条件,让比较反应在同一条件下进行才有说服力,所以学生探讨得出:(1)Mg、Al与热水、盐酸必须去除表面的氧化膜;(2)Mg、Al与盐酸反应需要相同浓度的盐酸,两片金属大小基本相同;(3)氯水必须新制. 四、丰实概念,解决实际问题
问题4:(1)自我整理得到元素周期律的概念.(2)归纳元素周期表中主族和周期中金属性、非金属性递变规律.(3)以碳酸钠、硅酸钠、稀硫酸为试剂,设计一个简单的实验,探究C、Si、S的非金属性强弱.
学生在数据归纳和实验探究中已经积累大量的感性材料,在此基础上很容易就能归纳出元素周期律的概念;概念获得的同时还需要进一步进行概念的丰实,同周期的元素变化规律得到后延伸到整个周期表中的变化规律,为第二课时学习打下坚实的基础;概念的内化表现在学生不需要机械记忆,能够真正灵活运用概念,将C、Si、S三种元素比较非金属性强弱旨在考查学生运用元素周期律的能力,学生可以从所提供的物质性质的角度以及从元素周期律进行理论分析获得具体的实验方法.
这些就是《元素周期律》优秀教案通用模板的相关内容了,教案可以作为教学评价的依据,教师可以根据教案对教学效果进行评价,总结经验,改进教学。大家可以结合自己的授课方式来对这些模板进行借鉴。
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