高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表教学设计

第四章 物质结构 元素周期律

   第一节 原子结构与元素周期表

 第3课时 教学设计

【教学目标】

1.初步了解碱金属和卤族元素的结构特点。

2.以碱金属和卤族元素为例，通过实验探究从宏观层面归纳同主族元素性质变化规律。

3.结合原子结构，从微观角度探析元素性质变化规律的实质，并找出原子结构与元素性质的关系。

【教学重难点】

元素周期表中同主族元素性质与原子结构的关系、同主族元素性质的递变规律

【教学过程】

1.新课导入

[复习]1.元素的化学性质由什么决定？

2.元素分为金属元素和非金属元素，一般情况下，金属元素和非金属元素常表现什么性质？

      3.什么是碱金属元素？什么是卤族元素？

      4.钠可以与水、O2反应，钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别是什么？

[学生活动]思考并回答。元素的化学性质由元素原子的最外层电子数决定的。 一般地，金属元素原子最外层电子数＜4，容易失电子，具有金属性。非金属元素原子最外层电子数＞4，容易得电子，具有非金属性。碱金属元素是第ⅠA族除H之外的非常活泼的金属元素，在自然界都以化合态存在，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫。卤族元素是指第ⅦA族的元素，包括氟、氯、溴、碘。钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为氧化钠、过氧化钠。

[师]我们知道原子的最外层电子数决定该原子元素的化学性质，那么也就是说最外层电子数相同的原子的元素应具有相似的化学性质，那么这节课我们以碱金属、卤族元素为例，探究原子结构与元素性质的关系。

2.新课讲授

[板书]一、碱金属元素的认知

[◕活动一]请学生认识碱金属元素原子的结构特点，并发现规律。

[生]碱金属元素的结构特点：最外层电子数都为1；从左到右，核电荷数逐渐增加，电子数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

[◕活动二]根据钠与氧气的性质预测钾的化学性质，学生分组进行钾与氧气反应实验，在实验过程中提醒学生注意观察：钾在燃烧前是否熔化，熔化后的钾的颜色和光泽，燃烧时有无烟和焰，烟、焰及固体产物的颜色等。

[生]现象：钾与氧气反应：先熔化成小球，后燃烧，紫色火焰，反应比钠更剧烈，得到黄色固体；钠与氧气反应：先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。

   结论：钾比钠活泼。

   总结：相同条件下，碱金属从Li到Cs,与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。

[◕活动三]根据钠与水的性质预测钾的化学性质，由教师演示钾和水的实验，过程中要提醒学生注意观察钾在水面的浮、熔、游，以及溶液颜色的变化、反应的剧烈程度等现象。

[生]现象：钾与水反应：钾浮于水面，迅速熔化成银色小球，四处游动，反应剧烈，有轻微爆炸声并着火燃烧 ，反应后滴入酚酞，溶液变红； 钠与水的反应：浮在水面上，熔成光亮的小球，小球四处游动，发出嘶嘶的响声，反应后的溶液呈红色。

   结论：钾比钠活泼。

总结：碱金属都能与水反应，生成氢氧化物并放出氢气；由锂到铯与水反应越来越剧烈。

[师]碱金属原子结构的相似性决定元素性质的相似性，即碱金属元素原子最外层只有1个电子，在在化合物中，碱金属元素的化合价为+1，化学性质活泼，都易与O2或H2O反应。

原子结构的递变性决定元素性质的递变性，即Li到Cs，碱金属元素原子的电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素原子失去最外层电子的能力逐渐增强，金属性（或还原性）逐渐增强。

[◕活动四]碱金属在化学性质上有相似性，那么物理性质是否有相似性？请学生根据课本的表归纳碱金属的物理性质及变化规律。

[生]除铯外都是银白色、质软；密度都很小，从Li到Cs由大趋小（K例外）。熔点低，且熔沸点Li→Cs由高→低。

[微思考1]对碱金属的单质来说,若对应元素的原子序数越大,其单质的密度是否一定越大?

提示：不一定,原子序数:K>Na,但密度:K<Na。

[过渡]通过以上探究，我们知道碱金属元素的性质和原子结构有着密切的关系。其它主族的元素情况如何呢？请分析卤素的原子结构，结合已学过的Cl2的性质，试着推测卤素在化学性质上的相似性和不同之处。

[板书]二、卤族元素的认识

[◕活动一]请学生认识卤族元素原子的结构特点，并发现规律。

[◕活动二]请学生认识卤族元素单质的物理性质，并发现规律。

[生]原子结构最外层电子数都为7，从F→I，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增，原子半径逐渐增大。F2淡黄色气体、Cl2黄绿色气体、Br2深红棕色、I2紫黑色固体，随原子序数递增，颜色逐渐加深，密度增大，熔、沸点逐渐升高。

[◕活动三]请学生认识卤族元素单质与氢气的反应，通过分析卤素单质与氢气反应的条件及氢化物的稳定性，归纳得出卤素单质与氢气反应的特点。

[生]随着核电荷数增加，卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐减小，生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱，卤素单质的氧化性逐渐减弱。即氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2。

[◕活动四]通过卤素单质间的置换反应比较金属还原性的强弱。

[生]Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2。

[师]卤素原子最外层电子数都是7，都易得电子，达到8电子稳定结构，具有较强的氧化性；随着核电荷数的增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核最外层电子的吸引力逐渐减小，从F到I，原子得电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱，即氧化性逐渐减弱。

[设问]通过学习碱金属元素和卤族元素，同主族元素的性质与原子结构有什么关系？

[总结]同主族元素从上而下，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

3.课堂小结

[师]本节课通过探究碱金属元素和卤族元素的性质得出同一主族元素得失电子的能力、金属性和非金属性递变趋势，这是本节的重点，也是难点，为学习元素周期律奠定基础。

4.板书

4.1.3原子结构与元素的性质

一、碱金属元素的认知

二、卤族元素的认识

三、原子结构与元素性质的关系