元素周期表优秀公开课教案

基于“位-构-性”模型建构的元素周期律

教学设计

广州市花都区秀全中学

李圆圆

课题名称

基于“位-构-性”模型建构的元素周期律

教材

课时

教师

人教版高中化学必修2第一章第二节

第2课时

李圆圆

课型

对象

新授课

高一学生

一、教材分析

元素周期律是一把开启化学思维大门的金钥匙，它能指导学生有规律的、轻松的掌握元素化合物性质，并能进一步探究元素化合物的性质。

教材在介绍了元素周期表纵向上元素的原子结构和元素性质的递变规律后，第二节元素周期律是以元素周期表横向为线索来介绍元素的结构及性质递变规律的。

先介绍原子核外电子排布，突出电子层数的不同和最外层电子数的递增关系，理论探究分析元素的电子层排布、原子半径和化合价的周期性变化，然后以第三周期元素为代表，通过实验和事实分析归纳出元素周期律。

元素周期律的内容是基础理论课，针对这种课型的授课，首先，应该突出对基础知识的讲解、对规律的分析、总结和应用。其次，对重、难点要把握准确，突出教学主线，突出教学目标，让学生学完后能够明白这堂课学习了什么内容，获得了什么知识。再次，在元素周期律的教学过程中重视模型建构的过程。

二、“位-构-性”模型建构

元素

位置

族

周期

元素

核电荷数

电子层数

最外层电子数

原子

结构

元素

性质

金属性

非金属性

三、化学核心素养分析

四、教学目标

☆知识与技能

1．了解原子结构与元素得失电子能力的关系。

2．知道金属、非金属在周期表中的位置，及其性质的递变规律。以第三周期为例，知道同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。

☆过程与方法

1. 通过对Na、Mg、Al分别与水、酸反应的实验现象的观察和分析，初步了解“对比”实验中“控制变量”的思维，初步体会从实验现象分析上升到理论知识的理性思维过程。

2. 利用科学探究，培养学生分析问题、利用已学知识解决问题的能力，体会透过现象看本质的科学方法，培养整合知识的能力以及逻辑推断能力。

☆情感态度价值观

1. 实验探究过程中，培养学生务实的实验态度，激发勇于探究的科学精神。

2. 通过元素周期律和周期表的学习，加深学生对“事物变化的量变引起质变“等哲学规律性认识，体会出元素周期律和元素周期表在自然科学领域内的重要作用。

3．感受周期表、周期律在化学学习、科学研究和生产实践中的重要作用。

五、学情分析

1.学生已经在必修一学习的钠、氯等元素化合物性质，为元素周期律的学习提供了充分的感性材料。

2.在第一节学生已经学习了原子结构、核外电子排布，对元素周期表有基本的认识，对结构觉得性质的关系有了一定的理解。

3.在周期表的学习中，学生通过实验探究得出了同主族元素性质的相似性和递变规律，

了解了证明元素金属性和非金属性强弱的方法，对原子结构与元素性质之间的关系有一定的认识，为本节课的学习打下了基础。

4.经过必修一的学习，学生具备了一定的实验设计能力和动手操作的能力。

5.在初中已经学习金属的活动性顺序，了解比较金属活泼性的一些常用方法。

六、教学重点、难点

重点：实验探究第三周期元素的金属性、非金属性的强弱

难点：

“位-构-性”模型建构

七、教学过程

环节1：课堂导入

投影内容

课堂实录

【教师】同学们，我们已经学习随着原子序数的递增，原子的核外电子排布、原子半径和主要化合价都呈现周期性变化，那么元素的金属性和非金属性又会有什么变化呢？

随着原子序数的递增：•核外电子排布2•原子半径•主要化合价13元素的金属性和非金属性?

【投影】今天我们就以第三周期为例，学习同一周期元素性质的递变规律。那么，第三周期有哪些元素呢？

【学生】Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar 【教师】你可以给这些元素分一下类吗？

【学生】Na Mg Al

Si P S Cl

Ar 【教师】你的分类依据是什么？

【学生】金属、非金属、稀有气体

【教师】还有其他分类依据吗？

【学生】按照得失电子的能力

环节2：初建模型

第三周期有哪些元素？Na Mg Al Si P S ClAr金属非金属稀有气体

Na Mg Al Si P S ClAr【教师】那我们先以Na、Mg、Al为例，学习同一周期元素金属性的递变规律。请同学们看一下Na Mg Al在周期表的什么位置？

【学生】第三周期第ⅠA族、ⅡA族、ⅢA族

【教师】你能不能根据元素所在周期表的位置画出原子结构

【学生】

位置【Question 1】结构物质性质请根据元素的位置画出原子结构【Question 2】从原子结构角度预测Na、Mg、Al三种元素金属性的强弱

【教师】任务2：从原子结构角度预测Na、Mg、Al三种元素金属性的强弱

【学生】从左到右元素金属性越来越弱……

方法指引1.单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度2.最高价氧化物的水化物—碱的碱性强弱化合价+3Al2O3MgONa2ONa Mg Al0Al(OH)3Mg(OH)2NaOHAl2(SO4)3AlCl3【教师】你是从原子结构的哪些角度预测金属性强弱的？

【学生】电子层数，核电荷数

它们都是第三周期的元素，电子层数相同，最外层电+2MgSO4MgCl2NaClNaHCO3物质类别+1子数增加，核电荷数增加，原子对核外电子的吸引力

增加，失电子能力减弱，金属性减弱……

【教师】这是我们从理论的角度预测金属性强弱，有什么办法证明我们的理论是正确的？

【学生】用实验证明

【教师】用实验证明，因此我们要用到元素对应的物质，通过研究物质的性质，从而得出元素的性质。我们可以从哪些角度去找元素对应的物质？

【学生】物质的类别、元素的化合价

单质氧化物碱盐

方法指引1.单质与酸反应置换出氢的难易程度2.单质与水反应置换出氢的难易程度3.最高价氧化物的水化物—碱的碱性强弱【教师】同学们找到这么多物质，那我们应该选择哪些物质来研究元素的性质？

【学生】1. 单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度。2. 最高价氧化物对应水化物（碱）的碱性强弱。

【教师】现在老师提供了一些实验药品和仪器给到同学们，请同学们先设计实验比较元素金属性的强弱

【学生】小组先交流讨论实验，然后进行实验探究、实验记录

镁条、铝片、稀盐酸、蒸馏水、AlCl3溶液、MgCl2溶液、氨水、NaOH溶液、酚酞、酒精灯、砂纸、试管设计实验比较Mg和Al的金属性强弱•提出问题12•设计实验方案•进行实验34•交流汇报【仪器与药品】NaMgAl与冷水反应:与冷水反应缓慢，与酸反应：单质与水与沸水反应迅速，剧烈反有少量无色（或酸）反放出氢气；与酸反应，放气体生成，应应剧烈，放出氢气。放出氢气。出氢气最高价氧化物对应水化物碱性强弱【教师】好了，现在我们找一下小组来分享一下它们的实验成果

【小组1】我们用单质与酸反应置换出氢气，比较难易程度

【小组2】我们用单质与水反应置换出氢气，比较难

易程度

【小组3】我们比较它们最高价氧化物对应水化物（碱）的碱性强弱

【学生】Na与冷水反应就很剧烈，镁与冷水反应缓慢，与沸水反应迅速，放出氢气；与酸反应剧烈。铝与水很难反应，与酸可以反应，有少量无色气体生成。

【教师】通过物质的实验现象，你推出元素的金属性强弱顺序是怎样？

【学生】从左到右，元素的金属性逐渐减弱

NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物金属性强弱：Na>Mg>Al Na Mg Al Si P S Cl同一周期，从左到右，金属性逐渐减弱环节3：修正模型

【教师】同一个周期，从左到右，元素的金属性逐渐Na Mg Al Si P S Cl【Question 3】Ar减弱，那么元素的非金属性又有什么递变规律呢？你可以根据元素的位置分析Si P S Cl原子结构的特点吗？

【学生】Si P S Cl都在第三周期，所以电子层数相同，

从左到右，核电荷数增大，所以原子核对核外电子的吸引力增强，得电子能力增强，所以非金属性增强。

请根据元素的位置分析Si P S Cl原子结构的特点【Question 4】从原子结构角度预测同一周期元素的非金属性强弱最+6高正+5价+4+3+7Cl2O7SO3P2O5SiO2HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3KClO4Na2SO4Na3PO4Na2SiO3【教师】这是理论预测，怎么选物质证明从左到右元素非金属性逐渐增强？

【学生】找物质，研究物质的性质从而得出元素的性+2+10最-1低-2负价-3-4Si P S Cl氢化物单质氧化物酸盐物质类别HClH2SPH3SiH4方法指引1.单质与氢气化合的难易程度2. 气态氢化物的稳定性3.元素最高价氧化物对应水化物的酸性质

【学生1】单质与氢气化合的难易程度

【学生2】气态氢化物的稳定性

【学生3】元素最高价氧化物对应水化物的酸性

【教师】很好，通过研究物质的性质从而得出元素的性质

【资料卡片】课本P16Si单质与氢气反应的条件最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱高温P磷蒸气与氢气能反应H3PO4( )中强酸S加热Cl光照或点燃发生爆炸而化合HClO4( )强酸比H2SO4酸性强【教师】老师提供了一些资料，同学们可以从哪里角度得出元素的非金属性强弱

【学生1】从非金属单质与氢气化合的难易程度，看出非金属性逐渐增强

【学生2】从生产氢化物的稳定性来看，生产的氢化

物越来越稳定，所以非金属性逐渐增强

H2SiO3( )弱酸H2SO4( )强酸非金属性强弱：Si ＜P ＜S＜ClNa Mg Al Si P S Cl同一周期，从左到右，非金属性逐渐增强【教师】我们把刚才的规律放在整一个周期表来看，金属性逐渐增强非金属性减弱金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强HLiNaKRbCsBeMgCaSrBaBAlGaInTlCSiGeSnPbNPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAt非金属性最强请同学们分别从同一个周期和同一个主族的角度，总结金属性和非金属性的强弱。

【学生1】同一个周期，从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强

【学生2】同一个主族，从上到下，金属性增强，非金属性减弱

’ 金属性最强

【教师】大家看看箭头指向，金属性最强的元素在周期表什么位置？

【学生】左下角

【教师】非金属性最强的元素在周期表什么位置？

【学生】右上角

环节4：应用模型

【课堂小结】位置课堂小结：元素在周期表的位置、原子结构和元素的性质简称“位-构-性”是紧密联系的，周期表的位置反映原子结构，原子结构决定元素性质，元素的性质元素结构元素性质也可以反应元素在周期表的位置。如果我们要研究元素的性质，就要找到元素对应的物质，研究物质的性

质，从而得出元素的性质。

物质物质性质【迁移应用】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如右图所示：【教师】迁移应用，我们可以从“位-构-性”三个方面来分析问题

若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法结构中正确的是()A．Y元素在周期表的位置是第二周期第ⅤA族B．单质的氧化性：W＜ZC．气态氢化物的稳定性:Y＜Z位置【学生】

图示反映元素在周期表的位物质→元素性质D．最高价氧化物对应水化物的酸性:Z＜W置，题干信息“Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍”反映原子结构……

八、教学反思

本节课是以第三周期为例研究同周期元素性质的递变规律，建立“位-构-性”模型认知体系。

课堂亮点：

1. 落实知识技能目标的同时培养了学生分析问题的能力，比如说联系与比较实验或数据的异同并进行归纳与总结的能力，同时在实验探究中，加强了“对比”实验中“控制变量”这个知识点的学习，

也使学生认识到事物变化过程中由量变引起质变的规律性，形成结构决定性质的科学认识。

2. 在实验探究中，采用启发式教学，引导学生发现规律、总结规律。在实验探究过程中，在做好前期实验准备的基础上，充分调动了学生的学习主动性，体现了学生的主体地位。例如，让学生分成不同小组，让他们自己去动手，去观察，去体验。有一个细节是，在做镁条与盐酸的反应这一实验时，学生感受到试管外壁发热，就把这一现象记录下来。这一观察与了解不仅有利于本课的学习，也为另一个章节《化学反应与能量》的学习作了准备。

3.激活旧知识，获得新知识。如在探究同周期元素的金属性强弱前，首先复习元素金属性强弱的判断依据；在探究同周期元素的非金属性强弱前，首先复习元素非金属性强弱的判断依据。又比如，因为学生在前面学习了同主族元素的递变性与相似性，新课也是从复习同主族的已有知识引入，本节课从同周期的角度来帮助学生逐步完善对元素周期表及其规律的认识，有利于学生在学习完元素周期律后重新回到元素周期表上，进行归纳总结。

改进方向：

主要不足是学生讨论的时间不多。若能在“引入”这部分上缩短时间，适当安排学生在探究中讨论总结，效果可能会更好。

另外，由于上课时比较紧张，一些化学用语表述得过于简单，不全面，这也是须要在今后教学中加强的。

总之，本次课堂教学有优也有不足，我将在以后的教学中，加强专业学习，提升自身技能，给学生更好的课堂教学尽自己的最大努力。