元素周期表教案教学设计导入设计

元素周期表

甘肃省榆中县第一中学

豆乾荣

教学目标：

1.就高一阶段学生学习元素周期表必须掌握的知识点进行复习和加强。

2. 让学生了解元素周期表研究的历史和遇到的问题，以达到开拓学生视野，培养科学探究精神。

教学难点：元素周期表的编排原则

教学重点：元素周期表的编排原则

教学用具：元素周期表、PPT 教学过程：

【教师提问】我们前面已经学习了元素周期表和元素周期律的相关知识，请同学们回顾一下现行元素周期的结构和性质递变规律。

【学生活动】元素周期表有七个横行、十八列，七个周期，四类族。同周期从左到右元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族从上往下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

【板书】一.现行元素周期表的结构特点

【PPT展示】元素周期表

【教师讲授】元素周期表共有十八列，从左到右依次为两个主族、十列过渡金属元素，接着是五个主族，最后是0族。鉴于元素周期表这样的结构，同周期的ⅡA和ⅢA元素原子序数之差就要分情况讨论。

【板书】1.同周期的ⅡA和ⅢA元素原子序数之差问题。

【教师讲授】根据不同的周期，其序差分三种情况，若在短周期，则序差为1；若在4、5周期，则序差为11；若在6、7周期，序差为25。

【学生活动】学生展示剪裁的主族元素周期表。

【板书】2.同主族相邻周期元素原子序数之差问题。

主族元素可看做被过渡元素从中间分开，那么同主族相邻周期元素原子序数之差就要分成两种情况讨论。若在过渡元素以左，则序差为这两种元素中周期数较小的元素所在周期的元素种数；若在过渡元素以右，则序差为这两种元素中周期数较大的元素所在周期的元素种数。

【教师讲授】现在我们用的元素周期表叫做长式元素周期表，它的发现和完善经历了漫长的过程，是很多化学家共同努力的结果。

【板书】二.元素周期表的发展沿袭

【教师讲授】元素周期表的是在很多化学家共同努力探究的结果。

门捷列夫提出元素周期表距今已经将近一百五十年，其实在他之前就已经有很多化学家在探究元素之间的规律，并不断有新的发现。

19 世纪

60 年代

，

俄国化学家门捷列夫提出元素的化学性质随原子量的递增呈现周期性变化的元素周期律，

并于

1869 年发表了第一张元素

周期表。1871 年他对自己的周期表作了适当调整

，

并预言了原子量为

44(Sc 钪)、

68 (Ga

镓)和

72 (Ge

锗)的元素的存在和性质。，并给这三种元素在周期表中预留了位置。1875年发现的镓是门捷列夫1869年预言的类铝，1879年发现的钪是门捷列夫预言的类硼，1886年发现的锗是门捷列夫15年前预言的类硅，通过实验验证了这三种元素的性质和门捷列夫的预言惊人的相似，这无疑使门捷列夫成为名垂青史的化学家奠定了坚实的基础。

值得一提的是，德国化学家

Meyer，其实他早在1864年Meyer就在他的《现代化学理论》一书中已明确指出：“在原子量的数值上存在一种规律性。这是毫无疑义的。”而且他在该书中画了一张跟门捷列夫第一张周期表十分相似的元素表格；他于

1870 年发表了一张比1869年门捷列夫发表的元素周期表更完整的元素周期表。1880年Meyer坦言：“我没有足够的勇气去做出像门捷列夫那样深信不疑的预言。”他之所以没有勇气，在他1870年发表的有关元素周期性的文章里有答案，他说：“在差不多每天都要许多新事物出现的领域里，任何概括性的新学说随时都会碰到一些事实，它们把这一学说加以否定。这种危险的确是存在的……因此我们必须特别小心。”

19 世纪末到

20 世纪初，人们发现了许多新元素，于是对门捷列夫周期表进行了一定的调整

，

最明显的是增加了一个竖行

(族)，

即稀有气体，

并以镧系元素系列取代了

Ba（钡

56号）

和

Hf（铪72号）之间的元素。

20 世纪初元素总数已增至

85 ，

同时原子序数的概念作为周期表中元素顺序的基础已被确立。在之后的

25 年中

，

又发现了铀等超重元素。20 世纪

40 年代初期

，

已知的

3 种超重元素Th（钍

90号）、Pa（镤

91号）、

U（铀

92号）

被认为各自与Hf（铪

72号）、

Ta（钽

73号）

、

W（钨

74号）

有联系。后来

，

核裂变反应的实现导致了更多的超重元素的发现。通过对93 和

94 号元素的化学性质进行考察，

发现它们与铀非常相似而不同于

Re 和Os。在

1944 年

，

Seaborg G T 提出将

89 ～

103号之间的元素类似于镧系元素一样置于

Ra 之后，

并将这一系列称为锕系

。这种排列一直延用至今。

1964 —1968 年，苏联科学家首先合成了

104 号和

105 号元素。此后，美国化学家

Albert Ghiorso 及其合作者也合成了

104 号和

105 号元素，

并在此基础上

，

合成了

106 号元素。20 世80 年代初，

德国人合成了

107 、

108 、

109 等

3 种元素。1994 年，

德国的

Darmstadt 研究中心首次合成

110 号元素，

1 个月之后，

苏联和美国的科学家一道合成了

110 号元素的原子量为273 的同位素

。通过对

110 号元素进行分析

，

发现其性质与Ni 、

Pd 、

Pt 相似

，

这有力地证明了目前元素周期表排列的科学性

。1996 年，德国GSI 实验室合成并确证了

111 和

112 号元素

。上述新元素的合成都得益于元素周期表，又丰富和发展了元素周期表。

科技的发展为人们研究和预测元素性质提供了有力的工具

, 目前运用计算机可计算出元素的基态电子构型和键特性, 从而对未来元素的性质做出预测

, 为人们设计未来元素周期表提供一定信息.有文献将长式周期表根据第八周期中电子开始填充

5g 和

6f 轨道的理论, 将121 ～

153 号之间的32种元素做为超锕系安排在

120 和

154 号元素之间, 至第八周期结束, 原子序数达到

168 。

【板书】三.现行元素周期表的不足之处

但目前这种周期表仍有其不足: 第一

，

长式周期表将作为内过渡族的镧系和锕系元素独立置于表外，

使得元素周期表从整体上失去了连贯性。

第二

，

长式周期表对于目前人们普遍关注的元素周期律的界限问题不能给予任何说明，

按照现在这种排列方式，

当出现

g 轨道或者其他角量子数更大的轨道时

(原子序数大于

120)，

只需在现有周期表外再单独排列一g 区

(超锕系)元素

，

如此，

元素周期系就可以无限延伸下去。

第三

，

长式周期表是在门捷列夫第一张表格式周期表的基础上演变发展而来的

。它能明确地表达周期律中族和周期的概念

，

但对元素周

期律的其他内容诸如对角线规则、

同族元素由上到下原子半径增大等缺乏直观描述

。

第四

，

长式周期表将氢元素置于

ⅠA 族，

理由是它和

ⅠA 族中其他碱金属元素原子的外层价电子数相同，

都是

1 ，

而且也和其他碱金属一样

，

可以失去一个电子成为一价阳离子。但是

H+只能形成水合阳离子

H3O+

，

而不象其他碱金属的阳离子能够在晶体中存在

。

况且氢元素的单质明显是非金属，

将它与碱金属放在一起

，

似乎欠妥

。也有人将氢排在

Ⅶ A族，但是氢的非金属性又明显弱于氟，

这又不符合同族元素从上到下非金属性减弱的规律

。

还有人认为氢应归于ⅣA 族。因此

，

氢元素的位置尚有许多争议

，

长式周期表关于氢的位置有待进一步完善

。

四。现代元素周期表的设计思路

由于立体周期表较之平面周期表更为直观，

近代不少学者进行了立体元素周期表的设计和研究。例如

，

根据元素周期律，

以环形平面元素周期表为基础，

定义元素在球面上的坐标

，

设计出半球形立体元素周期表。直接将平面元素周期表经剪裁、

粘贴制作成大厦型立体元素周期表和改进型大厦式立体元素周期表

。也有科学家设计出

3 种立体元素周期表，

即三角锥形、

球形

、

折叠式立体元素周期表

。

周期表的建立已经

100 多年，

为科学的发展作出了重大贡献

。元素周期系的理论还在发展，

人们对物质世界的认识还在深化，

随着科学的发展，

新的人工合成元素的发展

，

将会大大地扩展周期系的版图，

并有助于设计出新型的元素周期表。

【课堂小结】

1.

科学探究是一个艰辛而漫长的过程，它是建立在前人已有研究成果的之上。

2.

科学研究过程中对自己的独到的新发现要勇于发表，不怕失败。

【布置作业】查阅资料，了解元素周期表的发现过程。

【板书设计】

元素周期表

一．

元素周期表的结构

二．

元素周期表的发展沿袭

三．

现行元素周期表的不足之处

四．

设计更完善的元素周期表的思路