《課時(shí)1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表》參考教案

學(xué)而優(yōu)·教有方原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1.2.1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表【教材分析】本節(jié)內(nèi)容分為兩部分：第一部分在復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)及元素周期表相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，從原子核外電子排布的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合元素周期表進(jìn)一步探究元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。第二部分在復(fù)習(xí)元素的核外電子排布、元素的主要化合價(jià)、元素的金屬性與非金屬性周期性變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從原子半徑、電離能以及電負(fù)性等方面探究元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意幫助學(xué)生根據(jù)元素原子核外電子排布特點(diǎn)，以及從原子半徑、電離能及電負(fù)性等方面加深對(duì)元素周期律、元素周期表及元素“位一構(gòu)一性”三者關(guān)系的理解?！菊n程目標(biāo)】課程目標(biāo)學(xué)科素養(yǎng)1.熟知原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系，進(jìn)一步熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)。2.能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)元素周期表中區(qū)的劃分。科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：通過(guò)對(duì)元素周期表發(fā)展史的了解，認(rèn)識(shí)科學(xué)家對(duì)元素周期表經(jīng)歷的探索過(guò)程，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過(guò)對(duì)構(gòu)造原理與元素周期表分區(qū)關(guān)系的分析，了解元素周期表是微觀上原子核外電子排布的宏觀表達(dá)方式，【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：原子核外電子排布與元素周期表分區(qū)的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)：原子核外電子排布與元素周期表分區(qū)的關(guān)系【教材過(guò)程】【導(dǎo)入新課】化學(xué)元素周期表年隨著元素?cái)?shù)目在十九世紀(jì)的增多，每一種元素都具有不同的特性，化學(xué)家們開始感到他們像是迷失在一座茂密的叢林中：自然界究竟有多少種元素？它們之間的內(nèi)在關(guān)系怎樣？有沒(méi)有規(guī)律？怎樣分類？終于俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫從雜亂無(wú)章的元素迷宮中理出了一個(gè)頭緒。門捷列夫?yàn)榱搜芯吭氐姆诸惡鸵?guī)律，把當(dāng)時(shí)已知的幾十種元素的主要性質(zhì)和原子量寫在一張張的小卡片上，反復(fù)進(jìn)行排列，比較它們的性質(zhì)，探索它們之間的聯(lián)系。1869年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道的63種元素。元素的發(fā)現(xiàn)：1650-2017年發(fā)現(xiàn)元素的種類數(shù)【新課講授】元素周期表的發(fā)展三張有重要?dú)v史意義的周期表第一張周期表——門捷列夫周期表。門捷列夫周期表最重要的特征是從第四周期開始每個(gè)周期截成兩截，第1~7族分主副族，第八族稱為過(guò)渡元素。主副族和第八族的概念使用至今，但過(guò)渡元素的概念不同了。第二張周期表——維爾納周期表，維爾納周期表是特長(zhǎng)式周期表，每個(gè)周期一行，各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對(duì)齊，盡管當(dāng)時(shí)鑭系和錒系的概念尚未形成，不知道它們有多少種元素。維爾納周期表前五個(gè)周期的元素種類被完全確定——2、8、8、18、18，但第六、七周期因鑭系和錒系元素種類未知而未定?，F(xiàn)今的元素周期表與維爾納周期表相似，但也有差異，如維爾納周期表中Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同。第三張——玻爾周期表玻爾用原子結(jié)構(gòu)來(lái)解釋周期系，他認(rèn)識(shí)到，21~28、39~46等元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。玻爾得知鑭（La）后14種元素基態(tài)原子有4f電子，也用方框框起，而且第六周期為32種元素，但第七周期元素所知甚少。玻爾周期表還用直線連接前后周期的相關(guān)元素（同族元素），這是因?yàn)椴栆呀?jīng)知道，它們的價(jià)電子數(shù)相等。任務(wù)一：元素周期律元素周期系元素周期表1、概念辨析(1)元素周期律:1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)⒃嘏帕衅饋?lái)，得到一個(gè)元素序列，并從最輕的元素氫開始進(jìn)行編號(hào)，稱為原子序數(shù)。這個(gè)序列中的元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增發(fā)生周期性的重復(fù)，這一規(guī)律被門捷列夫稱作元素周期律。(2)元素周期系：1913年，英國(guó)物理學(xué)家莫塞萊證明原子序數(shù)即原子核電荷數(shù)。隨后元素周期律表述為元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。元素的這一按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(3)元素周期表：元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格。元素周期系只有一個(gè)，元素周期表多種多樣。【過(guò)渡】每周期先出現(xiàn)堿金屬元素，標(biāo)志著建立新電子層，隨著核電荷數(shù)的增加，出現(xiàn)稀有氣體元素，標(biāo)志著新電子層的結(jié)束，各周期元素原子的核外電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6(除第一周期)的周期性變化。這就形成了元素周期系。根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布，可以解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)，接下來(lái)我們來(lái)分析周期系中每個(gè)周期的元素?cái)?shù)?！緦W(xué)生活動(dòng)】回憶并書寫1～36號(hào)元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式【講解】第一周期從1s1開始，以1s2結(jié)束，只有兩種元素。其余各周期總是從ns能級(jí)開始，以np結(jié)束，而從ns能級(jí)開始以np結(jié)束遞增的核電荷數(shù)（或電子數(shù)）就等于每個(gè)周期里的元素?cái)?shù)。具體數(shù)據(jù)如下：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……288181832【學(xué)生活動(dòng)】2、仔細(xì)考察書末的元素周期表并思考（1）如何用原子的核外電子排布，解釋元素周期系的結(jié)構(gòu)？（2）原子的核外電子排布與周期的劃分有什么關(guān)系？任務(wù)二：元素周期表與構(gòu)造原理【講解】【學(xué)生活動(dòng)】2、仔細(xì)考察書末的元素周期表并思考（3）原子的核外電子排布與族的劃分有什么關(guān)系？【學(xué)生活動(dòng)】總結(jié)原子核外電子排布與族的關(guān)系【總結(jié)】①價(jià)電子。主族元素的價(jià)電子為該元素原子的最外層電子。如堿金屬元素原子的價(jià)電子排布為ns1。副族元素的價(jià)電子與其最外層電子和次外層電子有關(guān)(鑭系、錒系元素還與次次外層的f電子有關(guān))。如鐵元素的價(jià)電子排布式為3d64s2。②主族元素。主族元素的族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)。同主族元素原子的價(jià)電子排布相同,價(jià)電子全部排布在ns或ns、np能級(jí)上(如下表所示)。主族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價(jià)電子構(gòu)型ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5③稀有氣體元素的價(jià)電子排布為ns2np6(He為1s2)。④副族元素：族序數(shù)ⅢBⅣB…ⅦB價(jià)電子構(gòu)型(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2…(n-1)d5ns2族序數(shù)ⅧⅠBⅡB價(jià)電子構(gòu)型(n-1)d6~8ns2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2【學(xué)生活動(dòng)】2、仔細(xì)考察書末的元素周期表并思考（4）為什么過(guò)渡元素都是金屬元素？【講解】【學(xué)生活動(dòng)】3、寫出IA族和IIA族元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布4、寫出IIIA族到0族元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布5、解釋分區(qū)的來(lái)由[提示]分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)第ⅠA族、第ⅡA族ns1~2除氫外都是活潑金屬元素p區(qū)第ⅢA族~ⅦA族、0族ns2np1~6(He除外)最外層電子參與成鍵(0族元素一般不考慮)d區(qū)第ⅢB族~ⅦB族、第Ⅷ族(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)次外層d能級(jí)中的電子不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)第ⅠB族、第ⅡB族(n-1)d10ns1~2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近;錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近（3)處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬，為什么？[提示]在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì)，位于此處的元素（如硼、硅、鍺、砷、銻等）常被稱為半金屬或類金屬（一般可用作半導(dǎo)體材料）。（4)在周期表里找出Cr和Cu的價(jià)層電子，它們的電子排布符合構(gòu)造原理嗎？此外還有哪些元素的基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理？[提示]Cr和Cu的價(jià)層電子，它們的電子排布不符合構(gòu)造原理，Mo、Ag、Au基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理。（5)預(yù)言119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布；預(yù)言第八周期有多少種元素。[提示]119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布8s1，第八周期有50中元素?！局v解】在