元素周期表教学设计与反思

第一章 物质结构 元素周期律

教材分析

物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识,也是中学化学教学的重要内容.通过学习这部分知识,可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳,从理论进一步加深理解.同时作为理论指导,也为学生继续学习打下基础.本章内容虽然是理论性知识,但教材结合元素化合物知识相互融合,以利于学生理解和掌握. 第一节 元素周期表

第1课时

教学目标

1、能描述元素周期表的结构。

2、了解元素原子核外电子排布.

3、通过对原子结构的初步认识，树立对立统一的观点，知道有关元素、核素、同位素的涵义及其简单的计算。

重点难点

元素周期表的结构及元素周期律

教学过程

[导入]展示一张元素周期表（有条件的可让学生自己查找各种元素周期

表）

[过度]我们按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。可见原子序数与原子结构间存在什么关系？（结合1~18号元素原子结构）

[板书]原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

[提问]请同学们回忆初中所介绍的原子结构的知识。

[学生]原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核由质子和中子构成。下面我们对原子的结构做进一步认识。

[板书]第一章 物质结构 元素周期律

第一节 元素周期表

一、原子结构

质子

原子核

原子 中子

核外电子

用心

爱心

专心

[过渡]下面我们先分析构成原子的个微粒的电性及其质量情况。

（投影）

表5—1 构成原子的粒子及其性质

构成原子的粒子

电性和电量

质量/kg 相对质量

电 子

1个电子带1个单位负电荷

9.109×10－31 质 子

1个质子带1个单位正电荷

1.673×10－27 中 子

不显电性

1.675×10－27 1/1836（电子与质子质量之比）

1.007 1．008 [提问]从表格得出原子的质量主要取决于哪种微粒？

[教师]原子的质量主要集中在原子核，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值相加起来，所得的数值叫做质量数。

[提问]根据质量数的定义，可得质量数与质子数和中子数间的关系。

[板书]质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

[过渡]在化学上，我们为了方便地表示某一原子。在元素符号的左下角表出A其质子数，左上角标出质量数ZX。

［投影练习］

粒子符号

质子数（Z）

中子数（N）

质量数（N）

①O ②Al ③Ar ④Cl ⑤H 8

18

2713A用ZX表示为

24 22

18 27

3517

Cl H 11［答案］①N=10 188O ②Z=13 Al ③A=40 4018Ar ④Z=17 N=18 A=35 ⑤Z=1 N=0 A=1 [引导]科学研究证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。如组用心

爱心

专心

成氢元素的氢原子，就有以下三种：我们把具有一定数目的质子和

[投影展示] 三种不同的氢原子

原子符号

质了数

中子数

氢原子名称和简称

氕（H）

氘（D）

氚（T）

①11H ②21H ③31H 33212[提问]上面的11H、1H和1H就是核素。那么1H、1H和1H间我们把他们互称为什么？

[板书]同位数：同一元素的不同核素间互称为同位数。

[阅读]同位数的特点

[学生]天然同位数相互间保持一定的比率。

[教师]同位数在元素周期表中占据同一位置。下面我们再来讨论这张元素周期表。

[学生观察]元素周期表中有多少横行、纵行？

[教师]元素周期表有7个横行，每一横行称为一个周期，18个纵行，除了8、9、10三个纵行称为Ⅷ外，其余的每一个纵行称为一族。

[提问]共多少族（16）

［学生］依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一

［学生］周期序数等于该周期元素具有

［板书］周期序数=

［教师］元素周期表中，我们把1、2、3周期称为短周期，4、5、6周期称为长周期，第7周期称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。

请大家根据自己绘制的元素周期表，完成下表内容。(课本P105表5—11)］用心

爱心

专心

［投影］

表5—11 周期表的有关知识

类别

周期序数

1 短周期

2 3 4 长周期

不完全周期

5 6 7 起止元素

H—He Li—Ne Na—Ar K—Kr Rb—Xe Cs—Rn Fr—112号

包括元素种数

2 8 8 18 18 32 26 核外电子层数

1 2 3 4 5 6 7

［教师］从上面我们所填表的结果可知，在元素周期表的7个周期中，除第1周期只包括氢和氦，第7周期尚未填满外，每一周期的元素都是从最外层电子数为1的碱金属开始，逐步过渡到最外层电子数为7的卤素，最后以最外层电子数为8

需作说明的是：第6周期中，57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu)，共15种元素，它们原子的电子层结构和性质十分相似，总称镧系元素。第7周期中，89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr)，共15种元素，它们原子的电子层结构和性质也十分相似，总称锕系元素。为了使表的结构紧凑，将全体镧系元素和锕系元素分别按周期各放在同一个格内，并按原子序数递增的顺序，把它们分两行另列在表的下方。在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素，多数是人工进行核反应制得的元素，这些元素又叫做超铀元素。

元素周期表上列出来的元素共有112种，而事实上现在发现的元素还有：114号、116号、118

[学生活动，教师板书]

［教师］A、B

［学生］A表示主族，B

［学生］由短周期元素和长周期元素共同构成的族，叫做主族；完全由长周用心

爱心

专心

期元素构成的族，叫做副族。

[总结]最后我们用一句话来概括元素周期表的结构：三短三长一全；七主七副Ⅷ和零。

补充习题

1.α射线是α粒子组成的，α粒子是一种没有核外电子的粒子，它带有2个单位正电荷的质量数等于4，由此可判断，α粒子带有 个质子，

个中子。

A2.某粒子用ZR表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是( )

n-A.所含质子数=A-n

B.所含中子数=A-Z

C.所含电子数=Z+n

D.所带电荷数=n

n+3.某元素M核外有a个电子，该元素的某种原子的质量数为A，则该原子的核内中子数为( ) A.A-a+n

B.A-a-n

C.A+a-n

D.A+a+n

4、已知某主族元素的原子结构示意图如下，判断其位于第几周期，第

5、某元素形成气态氢化物为HnR，其最高价氧化物水化物的分子中有m个氧原子，则其最高氧化物水化物的化学式（ ）

A．H2m8nROm B．H2n8mROm C．H2ROm D．H2mROm

6、元素周期表是一座开放的“元素大厦”，元素大厦尚未客满。请你在元素大厦中为119号元素安排好它的房间（ ）

A．第八周期第IA族 B．第七周期第

ⅦA族 C．第七周期第0族 D．第六周期第ⅡA族

7、短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、C、D同周期，A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B是短周期元素中原子半径最大的主族元素。试回答下列问题：

(1)A的元素符号

；D的原子结构示意图

。

(2)A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序用心

爱心

专心

是

。

(3)A、B、C、D形成的化合物B2A2、CD2、D2A、DA2中各原子都满足最外层8电子结构的是

(填写具体的化学式

)。

(4)CA2与D元素的单质在水溶液中反应的化学方程式是

。

参考答案：1、2,2 2、A 3、B 4、第四周期ⅠA族

第五周期ⅦA族 5、A 6、A 7、（1）O

，（2）S2- > O2- > Na+

（3）Na2O2,SCl2,Cl2O

（4）SO2 +Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4

用心

爱心

专心

第2课时

教学目标

1、了解原子结构与元素性质的关系。

2、能初步学会总结元素递变规律的能力，具有把元素的性质、元素周期表的位置与元素组成微粒的结构初步联系起来并在一定条件下相互转化的运用能力。

3、通过对元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系。从而认识事物变化过程中量变引起质变的规律性，接受辨证唯物主义观点的教育。

重点难点

元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系

教学过程

[导入]我们把ⅠA 称为碱金属族，我们为什么要把他们编在一个族呢？请同学们观察碱金属的原子结构示意图，分析碱金属原子结构的共同之处。

[思考]我们知道物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知其化学性质如何？是否完全相同？

[学生] 由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关，碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子，因此它们应该具有相似的化学性质，由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样，在化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，并能与氧气等非金属元素及水发学生化学反应。

[教师]实验是检验真理的标准，下面我们通过实验来探讨同一族元素的性质。

[实验1]将一干燥的坩埚加热，同时取一小块钾，擦干表面的煤油后，迅速的投入到热坩埚中，观察现象。同钠与氧气的反应比较。

[实验2]在培养皿中放入一些水，然后取绿豆大的钾，吸干表面的煤油，投入到培养皿中，观察现象。同钠与水的反应进比较

用心

爱心

专心

与氧气的反应

与水的反应

钠

钾

学生成淡黄色的固比钠要剧烈

体，并发出黄色火焰

浮、溶、游、动、响

浮、溶、游、动、响

且反应要比钠快

[学生活动，完成表格] [思考与交流]根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗？

[学生]有关系。同一主族元素化学性质相似。且

Li Na K Rb

还原性增加

碱金属的物理性质的比较

相

似

点

颜色

硬度

密度

熔沸点

导电导热性

递变性

密度变化

熔沸点变化

Li Na k Rb Cs 均为银白色（Cs略带金色）

柔软

较小

较低

强

逐渐增大（K特殊）

单质的熔沸点逐渐降低

[教师]有上表可见，碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。

[过渡]刚才我们以典型的金属一族为例，下面我们以典型的非金属为例。看看他们的性质有原子结构间是否存在联系？

[投影]卤素单质的物理性质

元素名称

元核单素电质

符荷号

数

颜色和状态（常态）

密度

熔点

℃

沸点

溶解度

℃

（100g水中）

用心

爱心

专心

氟

F 9 F2

淡绿色1.69g/L 的气体

-219.6 -188

.1

-34.6 58.78 184.4 与水反应

226 cm

3氯

C1Cl2

黄绿色l 7 气体

3.124g/L -101 溴

B3Br2

深红棕3.119 3r 5 色液体

g/ cm

碘

I 5I2

3 紫黑色固体

4.93g/cm3

-7.2 4.16g 113.5

0.029g

［教教师］请大家根据表，总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。

［学生总结］

［板书］颜色：浅 深 状态：气 液 固

密度：小 大

熔沸点：低 高

在水中的溶解性：大 小

［设问］大家能否根据卤素原子的结构特点来解释一下卤素单质在性质上的相似性与递变性呢? [投影]卤族元素的原子结构示意图

［讲解］卤素原子的最外层电子数相等，决定了他们在化学性质上的相似性(元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数)，原子半径的不同，又导致了它们得电子的难易程度不同，从而表现出氧化性的强弱不同，即结构决定性质。

下面请同学们看表格：卤素单质与氢气的反应。从中我们得出什么结论？

［投影］卤素单质与氢气的反应

名称

反应条件

方程式

学生成氢化物的稳用心

爱心

专心

定性

F2

Cl2

Br2

I2

冷暗处爆炸

光照

高温

高温、持续加热

H2+F2====2HF

光

H2+Cl2=====2HCl

500℃

H2+Br2======2HBr H2+I2======2HI HF很稳定

HCl稳定

HBr较不稳定

HI很不稳定

［讲解］分析上表可知，卤素和H2的反应可用通式H2＋X2====2HX来表示，反应时按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，反应条件越来越苛刻，反应程度依次减弱，形成的卤化氢的稳定性也依次减弱，与我们的推测相符。

［板书］H2＋X2=====2HX（X=F、Cl、Br、I）

［讲解］其中H2与I2的反应不同于我们以往学过的化学反应，它的特点是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行，我们把这样的反应叫可逆反应。

［板书］可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。

判断下列各对反应是否为可逆反应。

通电

2H2O======2H2↑+O2↑

(1) （×）

点燃

2H2+O2======2H2O

高温、高压

2SO2+O2=========2SO3

催化剂

(2) （√）

高温、高压

2SO3=========2SO2+O2

催化剂

[学学生活动] F2 Cl2 Br2 I2

剧烈程度：

学生成的氢化物的稳定性：

[教师]我们可以通过金属与盐溶液的置换反应可以比较金属的强弱，通过卤素间的置换反应实验，比较非金属的氧化性的强弱。

[实验1]将少量新制的饱和氯水分别注盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后，在注入少量四氯化碳，振荡。观察四氯化碳层和水层的颜用心

爱心

专心

色变化。

[实验2]将少量的溴水注入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后，在注入少量的四氯化碳。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。

［学生讨论、分析］

-－［板书］Cl2＋2NaBr=====2NaCl＋Br2 Cl2＋2Br=====2Cl＋Br2

－－Cl2＋2KI=====2KCl＋I2 Cl2＋2I=====2Cl＋I2 ［小结］卤素单质随着原子核电荷数的递增，在物理性质和化学性质方面，均表现出一定的相似性和递变性。但一般之中有特殊。由此可见同一主族元素性质具有一定的相似性和递变性。

补充习题

1、下列说法中错误的是 （ ）

A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在周期数

B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列的元素都是金属元素

C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8个

D．同一元素的各种同位素的物理性质和化学性质完全相同

－－－2.鉴别Cl、Br、Ｉ可以选用的试剂是 （ ）

A.碘水，淀粉溶液 B.氯水，四氯化碳

C.淀粉，KI溶液 D.硝酸银溶液，稀HNO3

3.砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质是 （ ）

A.砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定不易分解

C.砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或稀HNO3

4、在HI溶液中滴加淀粉溶液无明显变化，但加入某种物质后，溶液立即变蓝。该物质可能是。

（

）

A．FeCl3

B．K2SO3

C．KNO3

D．Na2S

5、下列关于卤素的叙述正确的是

（

）

A、卤素只以化合态存在于自然界中

B、

随核电荷数增加，单质熔沸点升高

C、随核电荷数增加，单质氧化性增强

D、单质与水反应，均可用通式X2+H2O=HX+HXO表示

6

、

A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子，且这种三元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均能生成盐和水，D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4个，E元素原子的次外层电子数比最外层电子数多3个。试回答：

(1)写出下列元素的符号A

，D

，E

。

用心

爱心

专心

(2)用电子式表示B、F形成的化合物

。

(3)A、C两种元素最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式

。

(4)D的固态氧化物是

晶体。含nmolD的氧化物的晶体中含D-O共价键为

mol。

参考答案：1、AD 2、BD 3、BC 4、AC 5、AB

6、（1）Na；Si；P (2)

--2+(2) ClMg

Cl

－－(3)Al(OH)３＋OH＝＝AlO２＋2H２O （４）原子，4n

用心

爱心

专心