第三单元 从微观结构看物质的多样性优质课教案设计

第1单元

课时2 元素周期律（一）

教学设计

一、学习目标

1．能结合有关数据和实验事实认识元素周期律。

2．了解元素原子核外电子排布、原子半径、元素的化合价周期性变化规律。

3．通过图表来呈现原子的最外层电子数、原子半径的周期性变化。

二、教学重点及难点

元素原子核外电子排布、原子半径、元素的化合价周期性变化规律。

三、设计思路

元素周期律的是高中化学的基础理论内容，但是元素性质的周期性变化可以从资料进行分析而得出的，所以，要注意激发学生的学习主动性，让学生去动手实验获取证据，让学生去分析图表、资料获取信息。具体来说，原子的最外层电子数、原子半径的周期性变化可通过表格和函数图象来呈现。

元素周期律反映的是原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价、元素的金属性非金属性的周期性变化，而元素性质的周期性变化的根本原因是原子的最外层电子排布的周期性变化，所以，要引导学生利用前一课时所学的原子结构知识来探究元素周期律的本质原因，强化“结构决定性质”这一点。

通过元素周期律的学习，不仅是要学习到具体的周期性变化的规律，而且，还要学会利用元素周期律在生产中的具体运用。

四、教学过程

[引入]钟表记时，从零点到24点为一天，再从零点到24点又为一天。这种周而复始、循环往复的现象，我们称之为周期性。

生活中记时，一天以小时为序排列体现周期性，我们今天要学习的内容是元素周期律，那么，元素以什么为序排列表现出周期性呢? 我们在《化学1》中学习过许多元素化合物的性质，它们之间是否有规律？这一规律是否就是周期性变化呢？

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由于目前我们已经发现的元素有一百多种，为了研究方便，人们习惯上对元素进行编号。由于在化学反应中原子核是不会变化的，所以人们按核电荷数由小到大的顺序进行编号，这种编号称为原子序数。

[提问]根据原子序数的规定方法，该序数与原子组成的哪些粒子数有关系?有什么关系?（ppt：2）

[板书] 元素周期律

原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数（ppt：3）

1.最外层电子排布的周期性变化

请1、2组的同学画出3～10号元素的原子结构示意图，3、4组的同学画出11～18号元素的原子结构示意图，全体同学画出1、2号元素的原子结构示意图。

[提问]从结果看，你认为原子核外最外层电子排布随原子序数的递增有什么规律性的变化?（ppt：4—5）

[归纳]（ppt：6）

原子序数

1～2 3～10 11～18 电子层数

1 2 3 最外层电子数

1→2

1→8

1→8

达到稳定结构时最外层电子数

2 8 8 结论：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现周期性变化

图表：最外层电子数随核电荷数的递增而呈现的变化。（参见教材P3图）

[过渡]下面我们再看一下元素的原子半径的周期性变化情况：

[板书] 2.元素原子半径的周期性变化。

（学生观察1～18号元素的原子半径数据）（ppt：7）

[提问]从表中的数据看，你认为元素原子半径随原子序数的递增呈现什么规律性的变化?(稀有气体元素的原子半径暂不考虑，因为稀有气体的原子半径的测定方法与其他元素原子半径的测定方法不同) [小结]当原子的电子层数相同时，随着原子序数的递增，元素原子半径呈周

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期性变化。(由大到小) [投影]（ppt：8、9）

原子序数

3～9 11～17 原子半径的变化

大→小

0.186 nm→0.099 nm大→小

结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现周期性的变化

元素的原子半径随着电子层数递增而增大（ppt：10）

电子层数相同的元素的原子半径随着电子数的递增而减少。

[提问]当原子的电子层数相同时，为什么随着原子序数的递增，元素原子半径会逐渐减小？元素原子的半径大小受哪些因素的影响呢？

[小结]当原子的电子层数相同时，元素原子的半径大小，主要取决于原子核对外层电子的引力大小。随着原子序数的递增，原子核所带的正电荷数逐渐增大，核外电子所带的负电荷数也逐渐增大，两者之间的引力也在逐渐增大，所以，原子半径逐渐减小。

（参照数据，以元素原子的最外层电子数为横坐标，以原子半径为纵坐标，作出图像。）

[提问]当原子的电子层数不同而最外层电子数相同时，你认为元素原子半径随原子序数的递增会呈现什么规律性的变化? （元素原子半径会随原子序数的递增而逐渐增大。）

[板书]：

半径比较的规律：

（1）原子电子层数相同时，最外层电子数越多，半径越小

（2）最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大

3.元素化合价的周期性变化。

[投影]元素化合价与最外层电子排布的关系（ppt：11）

[提问]1～18号元素的最高正化合价和最低负化合价，已列在此表上，大家从表上看，元素的化合价随着元素原子序数的递增有什么规律性的变化? [小结]随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化(+1→+7、-4→-1)。

[提问]请大家仔细观察下表，思考：元素的最高正价与什么有关？元素的最低负价与什么有关？元素的最高正价与最低负价之间有什么联系？（ppt：12）

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原子序数

1～2 3～10 11～18 化合价的变化

+1→0

+1→+5；-4→-1→0

+1→+7；-4→-1→0

结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现周期性的变化

[板书]：（ppt：13）

元素的最高正价=最外层电子数（O、F及稀有气体元素除外）

元素的负化合价（非金属具有）=8-最外层电子数

[小结]非金属元素一般具有可变的化合价，如C、N、P、S、Cl等。

请注意，以上规律主要是针对主族元素而言的，副族和Ⅷ族情况较复杂。

随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布、原子半径（稀有气体除外）和化合价均呈现周期性变化。

19号以后的元素，上述三个方面的变化规律虽比1到18号元素的要复杂些，但总的变化趋势是相同的。

[课堂小结] 本节课我们通过1～18号元素的分析、探究，学习了随着原子序数的递增，原子的最外层电子数、原子半径及主要化合价的变化规律，为我们下一节课学习元素周期律打下基础。

[布置作业]元素周期律的有关练习

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