高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质精品教案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质精品教案，共18页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第二课时 元素周期律
课题： 1.2.2 元素周期律
课时
1
授课年级
高二
课标
要求
1.能说出元素电离能、电负性的含义，能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律，能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，推测化学键的极性
2.能简要说明核外电子运动规律的理论探究对研究元素性质及其变化规律的意义
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）选择性必修二第一章第二节《原子结构与元素的性质》内容，该内容是高中选修课程中，研究原子结构与元素性质的承上启下之课。本节内容分为元素周期表和元素周期律两部分内容。
在必修课程中，介绍了较多的元素周期律方面的知识。例如，结合原子结构示意图，介绍了碱金属和卤族元素的金属性和非金属性的递变规律；介绍了1~18号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律；探究了第三周期元素性质的递变规律；介绍了元素周期律的应用等等。教材在此基础上，进一步介绍原子半径、电离能以及电负性等性质的周期性变化规律，并结合元素的第一电离能和元素的电负性，介绍了一些元素的性质。教材运用了图片方式呈现课程内容，其中的图1-21、图1-22和图1-23三张图的信息量比较大，原子半径、电离能以及电负性等性质的周期性变化规律，就是从这三张图的信息中归纳出来的。观察图1-21和图1-23中的信息，比较容易得出其变化规律，而图1-22中的信息相对比较隐蔽，要注意引导学生如何找出同周期元素的第一电离能和同族元素的第一电离能的变化规律，以及同周期元素的第一电离能的变化规律出现的异常现象。
元素周期律的内涵丰富多样，在必修阶段，学生已经知道，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径、化合价、元素的金属性和非金属性都呈现出周期性的变化，并且初步认识元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果。教学中要充分引导学生回忆和复习，在已有知识经验的基础上，重点讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化，实现对元素周期律内涵理解上的螺旋式上升，进一步建构基于“位置”“结构”“性质”关系的系统思维框架。
教学
目标
（1）认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，能从电子排布的角度对元素性质的周期性变化进行解释，促进对“结构”与“性质”关系的理解。
（2）建构元素周期律（表）模型，能列举元素周期律（表）的应用，进一步建立基于“位置”“结构”“性质”关系的系统思维框架。
教学重、难点
重点：元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化
难点：电离能、电负性的含义以及与元素其他性质的关系
核心
素养
宏观辨识与微观探析：通过宏观上对原子半径大小的对比，探究微观上，能层数和核电荷数对原子半径大小的影响，不仅能够更好地从宏观角度理解原子半径的变化规律，同时也能更好的从微观角度剖析原子半径发生改变的实质。
证据推理与模型认知：通过阅读第一电离能和电负性的图片，从定量的角度推知不同元素的金属性和非金属性的变化规律，实现对元素周期律内涵理解上的螺旋式上升，进一步建构基于“位置”“结构”“性质”关系的系统思维模型。
科学探究与创新意识：鲍林对电负性概念的提出，对研究元素金属性和非金属性强弱，提供了定量的研究方法，使元素周期律理论变得更加完善，体现了创新思维在科学研究中的重要价值。
科学精神与社会责任：通过对稀有气体及其化合物发现史的阅读，使学生体会到稀有气体及其化合物的发现过程是一个艰难曲折的过程。在学习活动中，使学生感受到科学家献身科学的探索精神，感受科学家在进行科学探索时所具有的创新科学态度。
学情
分析
在必修阶段，学生已经知道原子半径大小的判断方法，同周期、同主族元素金属性和非金属性的变化规律等。教学中要充分利用学生已有的知识经验，铺设阶梯，引导学生深入思考元素的原子结构与元素周期表结构的关系，帮助学生自主建构元素周期表模型。
在本节课的教学中可以充分利用学过的必修知识，从选修二的角度去探究原子半径的影响因素，加深对原子半径变化规律的理解。同时结合教材中提供的多个图片、科学史话、探究、思考与讨论，从定量的角度探究第一电离能和电负性对元素金属性和非金属性的影响，通过自主阅读、小组合作、教师讲授等方式，对电离能和电负性的相关知识进行探究，多种教学手段的采用，可以加深对复杂知识的理解。
教学过程
教学
环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
创设情境
【情景创设】播放元素周期律发现视频，导入新课
【导入】通过刚才的视频，我们一起了解了元素周期律的发展过程。在必修阶段，我们对周期律有一定的了解，今天我们在选修层面再探元素周期律。
【复习提问】回顾一下原子半径的变化规律，回答下面的问题：
1、同周期元素从左到右，原子半径的变化趋势？
2、同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势？
3、同种元素的微粒，阴离子，原子，阳离子半径如何变化？
4、一般来说，电子层数与原子半径变化的关系？
5、一般来说，电子层数相同时，原子半径受哪些因素影响，如何变化？
【学生1】同周期元素从左到右，原子半径依次减小
【学生2】同主族元素从上到下，原子半径依次增大
【学生3】同种元素的微粒：阴离子>原子>阳离子；低价离子>高价离子
【学生4】一般来说，电子层数越多，半径越大
【学生5】一般来说，电子层数相同时，原子序数越小，半径越大
【教师】评价、补充
【讲授】说明：1、稀有气体的原子半径测定与相邻非金属元素的测定依据不同，数据不具有可比性，所以，一般不做研究
2、特殊：Li的原子半径比第三周期的Al、Si、P、S、Cl都大
【任务一】再探原子半径的影响因素
【学生活动】阅读教材P22第2自然段，回答下列问题：
1、影响原子半径大小的因素？
2、各个因素对原子半径大小影响的方式如何？
播放元素周期律发现视频，激发学生的探究欲望
环节二、
探究原子半径的影响因素及变化规律
环节三、
探究电离能的知识
环节四、
探究电负性的知识
任务一、再探原子半径的影响因素
任务二、探究电离能的相关知识
任务三
、
探究第一电离能的特殊性
任务四、
探究电负性的相关内容

【学生1】电子的能层数和核电荷数
【学生2】
【教师】评价、补充
【思考与讨论】
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？
元素周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？
【学生1】同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。其主要原因是：同周期主族元素电子的能层数相同，从左到右，核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势，大于最外层电子数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势。
【学生2】同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。其主要原因是：同主族元素从上到下，电子能层数的增加使电子间的排斥增强而引起原子半径增大的趋势，大于核电荷数的增加使核对电子的吸引增强而引起原子半径减小的趋势。
【教师】评价、补充。
原子半径的大小取决于两个相反的因素：一个因素是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。当讨论原子半径的变化趋势时，要同时考虑以上两个因素的综合作用，有时要注意分析哪个因素起主导作用。
【对应训练1】下列化合物中，阳离子半径与阴离子半径比值最小的是（ ）
A. NaF B. MgI2 C.BaI2 D.KBr
【答案】B
【解析】四种物质中阳离子的半径：Ba2+>K+>Na+>Mg2+,阴离子的半径：I->Br->F-,MgI2含有半径最小的阳离子和半径最大的阴离子，其比值最小。
【对应训练2】X元素的阳离子和Y元素的阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正确
的是（ ）
A.离子半径X>Y B.原子半径X① B.④>③>②>① C.④>③>①>② D.④>②>①>③
【答案】D
【解析】①1s22s22p3是N元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p5是F元素，④1s22s22p63s23p2是Si元素，根据元素周期律分析可知，原子半径由大到小的顺序为④>②>①>③。
【小结】重点识记：
1、影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数
2、各个因素对原子半径大小影响的方式:
【过渡】通过前面的介绍，我们了解了影响原子半径的因素及变化规律。在原子结构中，原子的最外层电子数决定了原子的金属性强弱，那么，除了原子最外层电子数，还有哪些因素可以用来衡量原子的金属性强弱，可以用来衡量原子失电子能力呢，电离能就是这样一个物理量，接下来，我们就来研究电离能的相关内容。
【任务二】探究电离能的相关知识
【学生活动】阅读教材P23第2、3自然段及图1-22，小组讨论，回答下列问题：
1、第一电离能的定义?
2、原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律？
同周期：随原子序数的递增而 ；
同主族：随原子序数的递增而 ；
同周期中，第一电离能最小的是第 族的元素；
最大的是 元素；
第一电离能最大的元素是
【学生】气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能
【讲授】电离能的符号和单位：常用符号I表示，常用单位是kJ·ml-1
电离能的意义：衡量元素的原子失去一个电子的难易程度
第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；
第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。
【学生】一般规律：同周期：随原子序数的递增而 增大 ；
同主族：随原子序数的递增而 减小 ；
同周期中，第一电离能最小的是第 IA 族的元素；
最大的是 稀有气体 元素；
第一电离能最大的元素是 氦
【教师】补充、引导
【过渡】通过刚才大家的讨论，我们也发现了，在第一电离能变化的过程中，出现了“反常”现象，这些现象该如何解释，通过阅读教材，我们就能找到答案。
【任务三】探究第一电离能的特殊性
【学生活动】阅读教材P24资料卡片，回答下列问题：
1、第IIA族与第IIIA族第一电离能的大小关系及原因？（以Mg、Be和B、Al为例）
2、第VA族与第VIA族第一电离能的大小关系及原因？（以N、P和O、S为例）
【学生1】关系：第IIA族>第IIIA族
原因：B和Al的第一电离能失去的电子是np能级的，该能级电子的能量比左边Be和Mg失去的ns能级电子的高
【学生2】关系：第VA族>第VIA族
原因：N和P的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高
【过渡】那么，过渡元素的第一电离能是如何变化的，与主族元素有何区别？
【讲授】过渡元素的第一电离能的变化不太规则，同周期元素中随着元素原子核电荷数的增加，第一电离能略有增加。
【归纳】总之，第一电离能的周期性递变是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果。
【过渡】 气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，但有的金属，像Mg，通常是失去两个电子，呈现+2价，那么失去第二个电子所需要的最低能量就叫做第二电离能，以此类推，失去第n个电子所需要的最低能量叫做第n电离能，这就是逐级电离能。接下来，我们就来研究逐级电离能的相关内容。
【讲授】逐级电离能
（1）含义：原子的+1价气态基态离子再失去1个电子所需要的最低能量叫做第二电离能，依次类推。
（2）表示： M(g)=M+(g)+e- I1(第一电离能)
M+(g)=M2+(g)+e- I2(第二电离能)
M2+(g)=M3+(g)+e- I3(第三电离能)
（3）变化规律： ①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1< I2< I3ⅥA族，第三周期元素的第一电离能：NaSi>Mg
【解析】W的电子只有一种自旋取向，则W是H；X、Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则其电子排布式可能是1s22s22p4或1s22s22p63s2,由于X的第一电离能都低于同周期相邻元素，Y的第一电离能都高于同周期相邻元素，则X是O,Y是Mg；Z的价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等，且原子序数大于Y(Mg),则Z是Si；N只有一个不成对电子，其原子序数大于Z(Si),则N是C1元素。
(2)一般电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大，故原子半径：Mg>Si>O。
(3)同周期主族元素的电负性随原子序数递增而逐渐增大，O和Cl形成化合物时O显负价，故电负性：O>Cl>Si。
(4)同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能： Cl>Si>Mg。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂
总结
板书
设计
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
第二课时 元素周期律
（一）原子半径
1、影响因素
2、影响方式：
（二）电离能
第一电离能
（1）定义：
（2）符号和单位：
（3）意义
（4）变化规律
2、逐级电离能
（1）含义：
（2）表示：
（3）变化规律：
（4）应用：
（三）电负性
1、键合电子的含义
2、电负性
（1）提出者和定义：
（2）意义：
（3）大小标准：
（4）电负性相同的元素：
（5）变化规律：
（6）应用：
（7）电负性与电离能的关系：
教学
反思
本课时中，学生对元素周期律进行深入探究，在高中必修阶段学生已经学习了元素周期律，会运用元素周期律知识，解决元素金属性和非金属性的变化规律，判断不同原子、离子半径的大小。因此，在教学中，应充分利用好新旧知识的联系，做好相关化学知识的衔接。
本节课的重点是元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化，难点是电离能、电负性的含义以及与元素其他性质的关系。由于涉及的知识有一定难度，因此在课程导入中，利用多媒体播放元素周期律的发现视频进行新课的导入，激发学生再探元素周期律的兴趣。同时按照教材内容的安排，设计了不同的学习任务，主要通过让学生带着问题自主阅读，找出相应的问题答案。对于较难理解的知识，采用教师讲授和小组探究合作式学习，共同解决问题，增强对复杂知识的理解。对于原子半径影响因素的教学，主要采用学生自主阅读解决问题的教学模式；对于第一电离能的教学，采取学生自主阅读和教师讲授、小组合作探究的教学方式，多种教学手段的综合应用，能够将复杂的知识简单化，提升教学效率；对于电负性的教学，采用小组合作和教师讲授相结合的模式，并采用讲练相结合的方式，强化训练内容，促进对重点知识的掌握。
同时在每个知识点学完之后设置相应的配套习题，题型设计由易到难，通过对习题的练习，增强对所学新知的理解和掌握。最后利用多媒体辅助教学，播放了稀有气体及其化合物发现的视频，既加深了对所学知识的理解和拓展，又为下一章新课起到了铺垫的作用。