專題412元素周期表(備課堂教案)

第四章 物質(zhì)構(gòu)造元素周期律第一節(jié)原子構(gòu)造與元素周期表2課時元素周期表(1)通過了解元素周期表的構(gòu)造，生疏原子構(gòu)造與元素在周期表中位置間的關(guān)系。(2)知道質(zhì)量數(shù)和的含義，知道元素、核素、同位素的含義?！緝?nèi)容分析】本節(jié)內(nèi)容主要表達(dá)元素周期表的構(gòu)造。關(guān)于元素周期表，學(xué)生在初中已了解概貌，教材中這局部內(nèi)容“思考與爭論”構(gòu)與周期表的關(guān)系，這里重點(diǎn)爭論的是周期表的族序數(shù)(“位”)與原子核外電子(“構(gòu)”)的關(guān)系，為后面爭論元“位”與原子核(“構(gòu)”)的關(guān)系這一視角來爭論的。有關(guān)放射性同位素的學(xué)問，中學(xué)物理中已有較多的介紹，此處只是簡潔介紹應(yīng)用。元素周期表與核素這兩局部內(nèi)容，可以使學(xué)生初步建立“構(gòu)”“位”“性”的關(guān)系。元素周期表的覺察過程，充分表達(dá)了科學(xué)爭論方法、觀念和科學(xué)精神，教材在本節(jié)特別重視化學(xué)史情境的創(chuàng)設(shè)。通過節(jié)引言、元素周期表的引人段落、科學(xué)史話、爭論與實(shí)踐等形式，呈現(xiàn)周期表的覺察過程“在前人研究的根底上”編制出來的;在科學(xué)史話“元素周期表的進(jìn)展”;在爭論與實(shí)踐“生疏元素周期表”中，還以學(xué)生體驗(yàn)的形式，通過關(guān)注周期表進(jìn)展過程中的不同形式，引導(dǎo)學(xué)生生疏和理解周期表。這條化學(xué)史情境線索的呈現(xiàn)，能使學(xué)生覺察和體會科學(xué)家的爭論方法和科學(xué)態(tài)度。此外，本節(jié)內(nèi)容還可以開展“X代言”的工程式學(xué)習(xí)，這樣有利于培育學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】重點(diǎn)：元素周期表的構(gòu)造【教學(xué)流程】【學(xué)習(xí)任務(wù)一】了解元素周期表的進(jìn)展歷史銫和碘的原子構(gòu)造示意圖，請聯(lián)系1~20號元素的原子構(gòu)造示意圖，并對這22種元素進(jìn)展分類。你的分類依據(jù)是？按金屬元素和非金屬元素分類按狀態(tài)分類〔固態(tài)、氣態(tài)〕按電子層不同分類按最外層電子數(shù)分類【思考】分類以后，又該如何進(jìn)一步生疏這些元素呢？回憶歷史，在沒有知道原子的構(gòu)造之前，科學(xué)家們是如何系統(tǒng)生疏元素的呢？1789年，法國化學(xué)家拉瓦錫在其寫就的《化學(xué)概要》里，列出了第一張化學(xué)元素表，元素被分為簡潔金屬物質(zhì)、非金屬物質(zhì)等四大類。1829“三素組”5415種分成5組，如鋰、鈉、鉀；氯、溴、碘；鈣、鍶、鋇?！驹O(shè)計意圖】模擬元素周期表的進(jìn)展史，讓學(xué)生深刻體會到科學(xué)進(jìn)展的過程。這條化學(xué)史情境線索的呈現(xiàn)，能使學(xué)生覺察和體會科學(xué)家的爭論方法和科學(xué)態(tài)度。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】生疏元素周期表【思考】認(rèn)真觀看元素周期表，你能覺察當(dāng)中的排布規(guī)律嗎？一.周期表的編排原則按 遞增的挨次從左到右排列將 的元素排成一個橫行把 的元素排成一個縱列【答案】原子的核電荷數(shù) 電子層數(shù)一樣 最外層電子數(shù)一樣【思考溝通】問題1：為什么按原子的核電荷數(shù)排而不是按相對原子質(zhì)量排？〔提示，認(rèn)真觀看現(xiàn)行元素周期表，你能找到答案嗎？〕按質(zhì)子數(shù)排更加科學(xué)。假設(shè)按相對原子質(zhì)量排，局部元素位置發(fā)生顛倒。如ArK，又如TeI。2：為什么Ar肯定要放在K之前？這兩者顛倒會有什么影響？兩者顛倒導(dǎo)致周期表的編排消滅混亂〔橫行不肯定電子層一樣，縱列不肯定最外電子層一樣〕。提示：需要了解哪些是短周期、哪些是長周期、每周期元素的種類數(shù)目結(jié)論：周期序數(shù)=電子層數(shù)認(rèn)真觀看元素周期表，答復(fù)以下問題：在元素周期表中有多少縱行?族分幾種，分別用什么符號表示？族序數(shù)用什么數(shù)字表示？每一縱行對應(yīng)哪一族？周期表中所含元素種類最多的族是哪一族？三.周期表的族每一個縱列叫做一個族(18縱列)主族：(7個)由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族。表示方法：在族序數(shù)(羅馬數(shù)字)后標(biāo)一“A”字。ⅠA〔除氫以外稱為堿金屬〕、ⅡA、ⅢA、…VIIA〔鹵族〕副族：(7個)完全由長周期元素構(gòu)成的族。表示方法：在族序數(shù)后標(biāo)“B”字。如ⅠB、ⅡB、ⅢB、…第VⅢ族：〔810縱列〕0族：〔稀有氣體〕【學(xué)習(xí)任務(wù)三】生疏核素與同位素【思考】元素周期表中的每個方格中，一般都標(biāo)有元素的根本信息，你知道這些信息的含義嗎？【思考】為什么H1.008，這個數(shù)值是怎么來的？【思考】比較三種原子構(gòu)造的異同，它們是不是同一種元素？元素：具有一樣核電荷數(shù)〔或質(zhì)子數(shù)〕的同一類原子的總稱。【思考】它們是不是同一種原子？不是，它們是三種不同的原子，或者說是三種不同的核素。核素：具有肯定數(shù)目的質(zhì)子和肯定數(shù)目的中子的一種原子?！就卣埂咳鐖DH的三種核素可以在周期表的同一小方格中表示出來?！仓袑W(xué)階段一般供給顯示質(zhì)量數(shù)等信息的周期表〕同位素：質(zhì)子數(shù)一樣而中子數(shù)不同的同一種元素的不同原子互稱為同位素。即同一元素的不同核素之間互稱為同位素。【思考】除了用名稱區(qū)分同一元素的同位素外，還可以怎樣區(qū)分？【思考】每個原子的左上角和左下角分別表示什么？你能表示出某核素X的原子符號嗎？118種元素，是不是就只有118種原子呢？一種元素可有幾種原子，故元素種類118種，而原子1800多種。其中，除了自然存在的同位素外，科學(xué)家還利用核反響制造出很多種同位素。【問題解決】為什么H1.008，這個數(shù)值是怎么來的？元素的相對原子質(zhì)量(某種核素在這種元素的全部自然核素中所占的比例):氕,1.0079,其豐度為99.985%,2.014,0.015%，氚，痕量(計算時無視〕。因此，氫元素的相對原子質(zhì)1.0079*99.985%+2.014*0.015%≈1.008?！就卣?】同位素中，有些具有放射性，稱為放射性同位素?！就卣?】各種同位素原子的物理性質(zhì)有所不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)根本一樣。【拓展3】同位素在生活、生產(chǎn)和科學(xué)爭論中有著重要作用。同位素的應(yīng)用：1、作核燃料：作制造核武器的動力性材料〔235U〕2、金屬探傷：利用γ射線的貫穿本領(lǐng)，可以檢查金屬內(nèi)部有沒有沙眼和裂紋。3、輻射育種：利用放射性同位素的射線對遺傳物質(zhì)產(chǎn)生影響，提高基因突變頻率，從而選育出優(yōu)良品種。4、臨床治癌：利用放射性同位素的射線殺傷癌細(xì)胞或阻擋癌細(xì)胞分裂。5、環(huán)保治污：利用放射性同位素的射線可消毒滅菌，殺死各種病原體從而能保護(hù)環(huán)境使其少受污染。......CT(ComputedTomography)，即電子計算機(jī)斷層掃描，它是利用準(zhǔn)確準(zhǔn)直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖像清楚等特點(diǎn)，可用于多種疾病的檢查；依據(jù)所承受的射線不同可分為：X射線CT〔X-CT〕以及γ射線CT〔γ-CT)等。1946年首次被提出，1954瘤患者的質(zhì)子治療。此后，美國、歐洲、日本等相繼開頭了質(zhì)子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的爭論，但直到1988年，質(zhì)子治療才獲得了美國FDA的批準(zhǔn)，質(zhì)子治療從今開頭在腫瘤治療領(lǐng)域大放異彩。質(zhì)子治療最大的優(yōu)勢就是比常規(guī)放療更加精準(zhǔn)地殺傷腫瘤組織。質(zhì)子束使其具有手術(shù)刀般的準(zhǔn)確性。與X射線的光子不同，質(zhì)子以極高速度進(jìn)入患者體內(nèi)后質(zhì)子減慢，它們與人體組織相互作用，這樣一來，大部分光束能量沉積在一個點(diǎn)上〔稱為布拉格峰〕，故而擁有絕佳的精準(zhǔn)性、對四周正常組織器官損傷微小，這對大多數(shù)需要承受放療的患者來講，質(zhì)子治療可能是最好的治療方法之一?！舅伎肌吭有纬呻x子之后構(gòu)成原子的微粒哪些發(fā)生了變化？電子數(shù)變了【思考】請用原子符號表示出某核素在得到或失去n個電子后的狀況。你能總結(jié)出原子、陽離子和陰離子核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的關(guān)系嗎？【評價任務(wù)一】在元素周期表中找到以下元素，并寫出它的原子構(gòu)造示意圖和在元素周期表中的位置。【評價任務(wù)二】甲~辛等元素在周期表中的相對位置如下表。甲與戊的原子序數(shù)相差3，戊的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì)，丁與辛屬同周期元素，請答復(fù)：寫出以下元素符號：甲: 乙: 丙： ?。?戊： 己： 丙與庚的原子核外電子數(shù)相差 乙與丙的原子核外電子數(shù)相差 己與庚的原子核外電子數(shù)相差 【答案】〔1〕甲：Li 乙：Na 丙：K ?。篊a 戊：C 己：Si〔2〕13 〔3〕8 18【思考與爭論】引導(dǎo)學(xué)生觀看元素周期表，經(jīng)過思考、爭論后填寫表格;再依據(jù)表格歸納總結(jié)，從而得出結(jié)論:周期序數(shù)=原子核外電子層數(shù)。:主族序數(shù)=最外層電子數(shù)?！究茖W(xué)史話】18,以求覺察系統(tǒng)的元素體系。1789年，拉瓦錫在《化學(xué)概要》一書中提出了第一個元素分類表，此后，人們對元素體系的爭論不斷深入。1829(J.W.Dibereiner，1780-1849)提出了“三素組”律具有啟發(fā)性。1867年，俄國化學(xué)家門捷列夫在爭論中開頭觸及到元素分類的規(guī)律性。為了進(jìn)一步將元素進(jìn)展分類，他把當(dāng)時已經(jīng)覺察的63種元素中相對原子質(zhì)量相近的元素排列在一起，并進(jìn)展了反復(fù)爭論，探究元素之間的規(guī)律性。門捷列夫抑制了很多困難，最終在18692月編制了第一張?jiān)刂芷诒?4-7)。1864年，德國化學(xué)家邁爾(J.L.Meyer,1830--1895)在他的《現(xiàn)代化學(xué)理論》一書中已明確指出元1870年，他又發(fā)表了一張比1869年門捷列夫發(fā)表的周期表更完整的元素周期表。1880年，邁爾坦言道:“我沒有足夠的士氣作出像門捷列夫那樣深信不疑的預(yù)言。門捷列夫編制的第一張?jiān)刂芷诒聿⒉煌暾?，如其中沒有稀有氣體元素。后來的化學(xué)覺察最終使門捷列夫元素周期表變得完整。1905年，瑞士化學(xué)家維爾納(A.Werner,1866--1919，1913年諾貝爾化學(xué)獎獲得者)制成了現(xiàn)代形式的元素周期表。1913年，英國物理學(xué)家莫塞萊(H.GJ.Moseley,1887--1915)覺察并證明白周期表中元素的原子序數(shù)等于原子的核電荷數(shù)，使人們對于元素周期表和元素周期律的生疏更趨于完善?！緺幷撆c實(shí)踐】一、生疏元素周期表[爭論目的]元素周期表自覺察至今已有一百多年。隨著人們對科學(xué)的生疏不斷深入，元素周期表也演化出多種形式。通過了解形式各異的元素周期表，加深對元素間的關(guān)系和其中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法的生疏。[爭論任務(wù)](1)調(diào)查與整理。①閱讀教科書中的“科學(xué)史話一元素周期表的進(jìn)展”，并通過其他渠道收集相關(guān)信息，了解元素周期表進(jìn)展的幾個重要階段，并生疏其中有代表性的元素周期表及其特點(diǎn)。②收集形式各異的元素周期表并分類整理，選擇其中的2~3種，分析其設(shè)計的依據(jù)和特點(diǎn)。(2)設(shè)計與制作。通過調(diào)查與整理，并依據(jù)你對元素學(xué)問和分類方法的生疏，自已試一試設(shè)計和制作元素周期表，說明設(shè)計依據(jù)和特點(diǎn)。[結(jié)果與爭論](1)通過了解元素周期表的覺察和進(jìn)展過程，你得到什么啟發(fā)?以此為根底，撰寫爭論報告，并與同學(xué)溝通。(2)展現(xiàn)自制的元素周期表，與同學(xué)溝通。二、我為X元素代言上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，如在周期表中的位置、構(gòu)造特征、覺察年月、在地殼中