2021-2022學(xué)年高中化學(xué)新人教版必修第一冊(cè)-第四章-2.1-元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律-教案

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)元素周期律第1課時(shí)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律【教學(xué)目標(biāo)】1．了解元素的原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。2．理解元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究第三周期元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的變化規(guī)律?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1．元素化合價(jià)隨原子序數(shù)的遞增而變化的規(guī)律、粒子半徑及其大小的比擬。2．元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律?！窘虒W(xué)過程】1.新課導(dǎo)入[引入]前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了核外電子排布的根本規(guī)律，也學(xué)習(xí)了1~20號(hào)元素原子的核外電子的排布，這節(jié)課我們就來討論一下元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系。2.新課講授[板書]一、元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律[思考與討論]閱讀教科書P101~102的表4-5，觀察下面表格中的數(shù)據(jù)，填寫P102的表格，思考并討論隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)各呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化？[講解]通過比擬上面元素的原子核外電子排布，可以得到同周期元素的核外電子排布的規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)從1遞增到8的周期性變化(H、He除外)[提問]元素原子半徑有什么樣周期性變化規(guī)律呢？[講解]我們根據(jù)上面元素的原子半徑〔稀有氣體的半徑?jīng)]有可比性，所以不列出〕繪制出了第二周期和第三周期原子半徑變化趨勢(shì)。[投影][講解]可以得到同周期元素的原子半徑的變化規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。[規(guī)律方法]根據(jù)上述規(guī)律，我們可以進(jìn)一步總結(jié)出微粒半徑大小的比擬方法。[投影]微粒半徑大小比擬方法(1)電子層數(shù)相同(即同周期)時(shí)，隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小。(2)最外層電子數(shù)相同(即同主族)時(shí)，隨電子層數(shù)(原子序數(shù))的遞增，原子半徑逐漸增大。(3)電子層結(jié)構(gòu)相同的不同離子，原子序數(shù)越大，離子半徑越小。[講解]再比擬上面元素的常見化合價(jià)，可以得到同周期元素的化合價(jià)的變化規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價(jià)呈現(xiàn)＋1→＋7、最低負(fù)價(jià)呈現(xiàn)－4→－1的周期性變化。[過渡]根據(jù)上面的分析，我們可以看出隨著元素的原子序數(shù)遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑、元素化合價(jià)都呈現(xiàn)了周期性的變化，那么元素的金屬性和非金屬性是否也隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化呢？我們通過第三周期元素的一些化學(xué)性質(zhì)來探討這一問題。[投影]①一般情況下，元素的金屬性強(qiáng)弱可以從其單質(zhì)與水〔或酸〕反響置換出氫的難易程度，以及他們的最高價(jià)氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱來判斷②一般情況下，元素的非金屬性強(qiáng)弱可以從其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性來判斷[設(shè)疑]如何證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱呢？〔單質(zhì)與水〔或酸〕反響的難易；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱〕。[演示實(shí)驗(yàn)1]取一小段鎂條，用砂紙除去外表的氧化膜，放到試管中。向試管中參加2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。過一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現(xiàn)象。與鈉和水的反響相比，鎂和水的反響難易程度如何？生成了什么物質(zhì)？[講解]常溫下鎂與水的反響較緩慢，鎂條外表有一些紅色；加熱后反響劇烈，鎂條外表有大量氣泡，溶液變?yōu)榧t色。方程式為Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。與金屬鈉相比擬，該反響明顯困難，說明鈉的金屬性強(qiáng)于鎂[演示實(shí)驗(yàn)2]向氯化鋁溶液中參加氨水，將生成的沉淀分裝在兩個(gè)試管中，分別參加鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。[講解]向試管中參加2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再產(chǎn)生白色絮狀A(yù)l(OH)3沉淀為止。將Al(OH)3沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2mol/L鹽酸，向另一支試管中滴加2mol/LNaOH溶液。邊滴加邊振蕩，觀察現(xiàn)象。[講解]向向氯化鋁溶液中參加氨水，生成白色絮狀沉淀。反響方程式為：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。向氫氧化鋁沉淀中參加鹽酸溶液，沉淀溶解，方程式為：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；向氫氧化鋁沉淀中參加氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，方程式為：Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O。氫氧化鋁與酸堿都反響生成鹽和水，所以氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物。[演示實(shí)驗(yàn)3]將2mL1mol/L氯化鋁溶液換成氯化鎂溶液，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。[講解]向氯化鎂溶液中參加氨水得到氫氧化鎂白色沉淀，該沉淀加鹽酸溶解，加氫氧化鈉溶液不溶解。[小結(jié)]鈉、鎂、鋁是金屬元素，都能形成氫氧化物，NaOH是強(qiáng)堿，Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，而Al(OH)3是兩性氫氧化物，說明鈉鎂鋁的金屬性逐漸減弱。[設(shè)疑]如何證明Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)呢？〔單質(zhì)與氫氣反響生成氣態(tài)氫化物的難易以及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱〕[信息獲取]教材P103[講解]硅、磷、硫、氯的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)，所以硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強(qiáng)。[總結(jié)]3．同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律金屬性金屬性↓非金屬性↑[講解]對(duì)其他周期主族元素進(jìn)行同樣的研究，一般情況下也會(huì)得出類似的結(jié)論。在同一周期中，雖然各元素的原子核外電子層數(shù)相同，但由左向右，核電荷數(shù)依次遞增，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，因此金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。元素的金屬性和非金屬隨著原子序數(shù)的遞增，而呈現(xiàn)周期性的變化。[講解]元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化，這種規(guī)律叫做元素周期律。元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。[投影]4．元素周期律的內(nèi)容