人教版（2019）高中化学必修一第四章 《物质结构 元素周期律》单元解读课件

这是一份人教版（2019）高中化学必修一第四章 《物质结构 元素周期律》单元解读课件，共42页。

单元解读第四章 物质结构 元素周期律 人教版（2019）高中化学必修一课标要求、教材解读【课标解读】 1.能画出1～20号认识原子结构示意图，认识原子结构、元素性质以及元素在元素周期表中位置的关系。 2.知道元素、核素的含义，了解原子核外的电子排布。 3.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建立元素周期律的概念。 4.知道元素周期表的结构，以第三周期元素钠、镁、铝、硅、硫、氯及碱金属和卤素族元素为例，了解同周期、同主族元素性质的递变规律。【课标解读】 5.能利用元素在周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质，体会元素周期律（表）在学习元素及其化合物知识的重要作用。 6.知道分子存在一定的空间结构，初步了解H2O、CO2等几种常见典型分子的空间结构。 7.认识构成物质的微粒之间存在相互作用，结合典型实例认识离子键和共价键的形成构成，建立化学键概念。 8.认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。【核心素养】宏观辨识与微观探析:通过原子结构理论（原子结构、分子结构、元素周期律）的学习，以氯化钠、氯化氢、氯的形成过程为例，从化学键角度揭示化学反应的本质，认识元素与物质结构的关系及从宏观与微观结合的视角分析与解决问题的重要性。证据推理与模型认知:以原子结构为基础，建构“结构决定性质”的认知模型；以第三周期元素及碱金属和卤族元素为例，了解同周期、同主族元素性质的递变，初步建构元素“位、构、性”的认识模型，并应用认识模型，引导学生思考、参与知识的构建。【核心素养】科学探究与创新意识:通过探究同周期、同主族元素性质的递变，应用预测方法模型，通过设计“问题提出-实验（事实）验证-结论分析”的探究思路，并运用比较、信息处理等方法，引导学生体验探索规律的过程，学习科学研究的方法。科学态度与社会责任：通过元素周期律（表）在化学研究中的具体应用，认识化学知识的规律性，培养学生的科学精神，理解化学在社会发展中的重要作用。通过“科学史话”及“化学与职业”栏目，培养严谨求实的科学态度，增强努力学好化学知识为社会服务的责任感和使命感。。【单元解读】 本单元《物质结构 元素周期律》是中学化学的重要基础理论知识，也是中学化学进行的重要内容。初中化学已经学习过原子结构、分子形成，以及氢、氧、碳、铁及其化合物的知识，前几章又学习了钠、氯、铁等元素及其化合物，为学生在本章从美国微观结构的角度认识物质和反应打下了一定的基础。提高本章内容的学习，学生可以在已有认识的基础上，进行深化、概括、综合，并从理论上进一步认识物质的性质和化学反应的本质，实现从宏观到微观，从感性到理性的认识提升。原子结构、元素周期律为后续学习中探索、研究元素化合物及后续反应原理打下理论基础。【单元解读】 从教材的地位和功能看，元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构奥秘的发现，人们课时从微观角度探究元素之间的联系，认识元素的性质及其变化规律。提高研究粒子的相互作用，认识化学反应的本质，最后建立结构决定性质的观念。 原子结构、元素周期律（表）、化学键的相关知识在必修模块中起到承上启下的作用，让学生从元素化合物等感性知识的学习，逐步进入抽象的逻辑性较强的理论知识的学习。可进一步认识、理解、建立元素世界与物质世界的联系，培养宏观辨识与微观探究从化学核心素养。 从教材的内容看，本单元共分三节内容来呈现，先讲元素周期表，再讲元素周期律、化学键，其中穿插原子核外电子排布、核素、同位素等知识。【第一节 原子结构与元素周期表】 元素周期表在初中化学中已有简单介绍，知道了元素周期表的大体结构，并会用元素周期表查找常见元素的相关知识，但对元素与原子结构的关系还没有更深的理解。本节教学的主要目的是帮助学生能从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，为学习元素周期律打下基础。本节先学习原子结构、核外电子排布知识，然后从周期表的发现入手，呈现、介绍元素周期表的结构，学习核素、同位素的概念。在了解一些元素的性质和原子结构示意图的基础上，以周期表的纵向为线索，以碱金属和卤素为代表，比较同主族元素原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，并通过实验和事实来呈现同主族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出结论。在此基础上，认识元素性质与原子核外电子排布的关系。【第二节 元素周期律】 元素周期律是化学重要的基础理论知识，也是中学化学教学的重要内容。通过本节内容的学习，进一步认识、理解元素化合物性质，同时也作为理论指导，为后续学习化学打下基础。元素周期律是在原子结构的基础上建立起来的，因此，上一节原子结构与核外电子排布的内容是元素在群里的基础。 本节内容分两部分。第一部分在学过原子结构、元素周期表之后，结合前面所学碱金属、卤族元素化合物知识，通过对第三周期元素的单质及其化合物性质递变性的研究，归纳得出元素周期律的内容和本质：同周期、同主族元素性质的递变规律。 第二部分，体会元素在周期表中的位置、原子结构、元素性质三者间的关系，学会利用元素周期律（表）指导化学学习、科学研究和生产实践等。 【第三节 化学键】 本节在前面两节的基础上介绍化学键，进一步认识物质结构的知识，以及化合物的形成和化学反应的本质。通过化学键概念的建立，使学生从原子、分子水平来认识物质的构成，从而揭示化学反应的本质，是学生建立粒子观和转化观过程中较深层次的学习。为结合学习有机化合物、化学反应与能量打下基础。本节的第一部分离子键，从常见物质氯化钠的形成，分析离子键的形成和条件，介绍电子式和用电子式表示氯化钠等离子化合物的形成过程，以及离子化合物的概念；第二部分主要讲述共价键的形成、含义、形成条件以及用电子式表示共价化合物的形成过程，化学键的含义及其分类，并从化学键的角度认识化学反应的本质，此外，还介绍了分子的空间结构。本节内容的学习为今后学习有机化合物打下良好的基础，也为后续选择性必修内容的学习作好了铺垫。 教学目标、教学重难点教学策略、素材处理 1.教材P93页“思考与讨论”，引导学生阅读并讨论表格给出的稀有气体元素原子的核外电子排布，对表中数据进行分析、归纳、总结，从而得出原子核外电子排布的一般性规律。栏目中设置的4个问题层层递进，由浅入深。在教学时可以在问题(2)(3)之间增加两个问题:倒数第三层最多容纳的电子数是多少? K. L、M、N层最多容纳的电子数各是多少?通过上述问题，可以归纳出以下核外电子排布的规律: (1)各个电子层最多容纳的电子数分别为:最外层不超过8个(K层不超过2个),次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。 (2)第n层最多容纳的电子为2n2个。 得出结论后，教师可以指出上述规律存在的原因将会在后续课程中继续学习，在现阶段不做要求，并建议感兴趣的同学在课外自行阅读相关书籍。。 2.教材P93页“科学史话”，教材中的“科学史话”栏目从道尔顿模型、汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、电子云模型五个阶段来介绍原子结构模型的演变过程。在教学时，可适当补充五个阶段之间的衔接与过渡，向学生介绍五个阶段分别对应的“实心球”“葡萄千面包”“行星式”“量子化轨道”“现代电子云”模型，将学生置身于历史情境中,使他们体验原子结构模型的建立、修正、完善的过程，体会到理论的暂时性，认识到科学理论并非是亘古不变的永恒真理，科学始终经历着推翻与革新。在现代原子结构模型演变的不同阶段,科学家提出的每个新的模型总是建立在证据推理的基础之上，每个模型都体现了当时科学家对原子的一种认识。通过了解原子结构模型的演变历程，学生可以认识到从宏观和微观结合的视角分析与解决实际问题的重要性,知道科学研究过程中常需要依据物质及其变化的信息建构模型，提高模型认知能力。。 3.教材P95页“思考与讨论”，引导学生观察元素周期表，经过思考、讨论后填写表格;再根据表格归纳总结，从而得出结论:周期序数=原子核外电子层数。类似的这种讨论可以延续到对元素周期表中族的学习。通过比较同主族元素原子的最外层电子数得出结论:主族序数=最外层电子数。 4.教材P98页“科学史话”，18世纪，元素不断被发现，种类越来越多。化学家开始对它们进行分类和整理,以求发现系统的元素体系。1789年，拉瓦锡在《化学概要》一书中提出了第一个元素分类表，此后，人们对元素体系的研究不断深入。1829年，德国化学家德贝赖纳( J.W.Dibereiner，1780-1849) 提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。 1867年，俄国化学家门捷列夫在研究中开始触及到元素分类的规律性。为了进一步将元素进行分类，他把当时已经发现的63种元素中相对原子质量相近的元素排列在一起，并进行了反复研究，探索元素之间的规律性。门捷列夫克服了许多困难，终于在1869年2月编制了第一张元素周期表(图)。 其实早在1864年，德国化学家迈尔( J.L.Meyer, 1830- - 1895)就画出了一张与门捷列夫第一张周期表十分相似的元素表。1870年， 他又发表了一张比1869年门捷列夫发表的周期表更完整的元素周期表。1880年，迈尔坦言道:“我没有足够的勇气作出像门捷列夫那样深信不疑的预言。门捷列夫编制的第一张元素周期表并不完整，如其中没有稀有气体元素。1905年，瑞士化学家维尔纳( A.Werner,1866- -1919， 1913年诺 贝尔化学奖获得者)制成了现代形式的元素周期表。1913年，英国物理学家莫塞莱(H.GJ.Moseley, 1887--1915)发现并证明了周期表中元素的原子序数等于原子的核电荷数，使人们对于元素周期表和元素周期律的认识更趋于完善。 5.教材P105页“研究与实践”，一、认识元素周期表 【研究目的】元素周期表自发现至今已有一百多年。随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。 【研究任务】 (1)调查与整理。 ①阅读教科书中的“科学史话一元素周期表的发展”， 并通过其他渠道收集相关信息，了解元素周期表发展的几个重要阶段，并认识其中有代表性的元素周期表及其特点。 ②收集形式各异的元素周期表并分类整理，选择其中的2~3种，分析其设计的依据和特点。 (2)设计与制作 通过调查与整理，并根据你对元素知识和分类方法的认识，自已试一试设计和制作元素周期表，说明设计依据和特点。 【结果与讨论】 (1)通过了解元素周期表的发现和发展过程，你得到什么启示?以此为基础，撰写研究报告，并与同学交流。 (2)展示自制的元素周期表，与同学交流。 二、我为X元素代言 上网查阅相关资料，如在周期表中的位置、结构特征、发现年代、在地壳中的含量、性质、用途等，可手工书写或打印在白纸上，上课展示，展示时对一些重要性知识应有板书，代言元素与学号对应，优秀代言资料将作为墙报展示。 6.教材P99页“思考与讨论”，本栏目中的表格主要呈现了碱金属元素的原子结构示意图和原子半径。学生可以根据表中的原子结构示意图填写核电荷数、最外层电子数、电子层数等空格。阅读表格时，还可以提醒学生留意原子半径的数量级，并与宏观物体的大小做比较。通过对本栏目中两个问题的思考与讨论，学生可以得出碱金属元素的原子结构具有以下特点: (1)相同点:原子核外最外层电子数都为1。 (2)递变性:从上到下随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。学生在初中时已经认识到元素的化学性质与原子的最外层电子关系最为密切，因此可以根据碱金属元素原子结构的相同点得出碱金属化学性质相似的结论。教师在此还可以指出，除了相同点之外，碱金属元素的原子结构的递变性还决定了它们的性质会呈现出一定的变化规律, 为探究碱金属元素的化学性质埋下伏笔。 7.教材P100页“探究”，碱金属化学性质的比较 本探究分为三个环节。 环节一 问题与预测。先让学生回顾钠的化学性质,为接下来的性质预测做好铺垫。再让学生结合Li、Na、K的原子结构特点，预测Li、K可能具有哪些与Na相似的化学性质。在此，只要学生能够说出预测的理由，不管预测正确与否，教师可不予评价，以使他们保持好奇心。学生期待的答案马上就会在接下来的环节二揭示出来。 环节二 实验和观察。 本环节先让学生回忆Na分别与氧气、水反应的现象，以和接下来的实验现象做对比。在K与氧气反应的实验过程中，要提醒学生注意观察:钾在燃烧前是否熔化，熔化后的钾的颜色与光泽,燃烧时有无烟和焰，烟、焰及固体产物的颜色等。在钾与水的实验过程中,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。 钾在空气中燃烧的实验可设计为学生分组实验;而钾与水的反应,最好由教师在实物投影仪上演示。钾块不要太大，取绿豆大小即可，以免发生危险。钾与氧气反应的实验，需要先加热坩埚，再投入用滤纸吸去表面煤油的钾块，目的是缩短加热的时间，避免因为缓慢氧化而不利于观察熔化后的钾的色泽。在此两个实验过程中需要戴上护目镜，如不具备条件,也可在钾与水反应的烧杯口放一只表面皿以防止溅出。 环节三 分析和结论。 本环节设置了三个问题。第一个问题是根据实验现象展开讨论，总结钠、钾相似的化学性质,解决学生心中的疑惑，与环节一前后呼应。第二个问题是通过比较钾、钠分别与水反应的难易程度,再次预测锂与水反应的难易程度，目的是让学生认识锂、钠、钾化学性质的差异性和递变性。设置第三个问题的目的，是让学生运用碱金属元素原子结构的递变性来解释锂、钠、钾化学性质的递变性，并运用由个别到-般的归纳方法，归纳出碱金属化学性质的相似性和递变规律。 7.教材P103页“思考与讨论” 由于学生已经有了学习碱金属的经历，积累了探究同主族元素原子结构和元素性质关系的学习方法，完全可以把此学习方法迁移到卤素的学习中。本栏目主要为学习卤素的化学性质而设置，教学时要充分利用教材提供的相关素材(如卤素原子结构示意图、卤素单质与氢气的反应事实、相关注释等)。 对于问题①，可以引导学生先观察卤素的原子结构示意图，分析、归纳卤素原子结构的相同点与递变性。在此基础上,再推测氟、氯、溴、碘在化学性质上可能表现出的相似性和递变性。 对于问题②，可以结合教材表4-4中卤素单质与氢气的反应事实展开讨论，并提醒学生阅读教材相关注释中判断非金属性强弱的实验依据，最后得出结论，依次回答教材中的三个问题。 按F2、Cl2、 Br2、 I2 的顺序: ①与氢气反应的难易程度:由易到难。②生成的氢化物的稳定性:由强到弱。③卤素的非金属性强弱:由强到弱。 8.教材P104页“实验” 【实验4-1】此实验中的氯水必须新制，用棕色瓶存放。同时，实验所用的KBr溶液、KI溶液、氯水浓度应尽量大一些，以使实验现象更明显。该实验也可设计如下:向KBr溶液中加入氯水，振荡后静置，观察现象;向上述溶液中加人KI溶液，再次振荡后静置，观察现象。引导学生思考:若要证明氧化性Cl2> Br2> I2，上述实验中加人的氯水应该为少量还是过量?为什么? 9.教材P102页“思考与讨论”，本栏目的目的是引导学生对教材表4-5中呈现的数据进行处理，并从中找出元素的原子核外电子排布、原子半径和化合价的变化规律。教学中，除了通过归纳数据填写栏目中的表格外，还可以引导学生采取多样化的数据处理方法，如绘制直方图、折线图等。为了提高课堂效率，教师可以在课前发给学生空白坐标图。 10.教材P109页“探究”，第三周期元素性质的递变钠、镁、铝的性质实验简单易做，现象比较明显且安全。有条件的学校可将钠、镁、铝的性质实验设计为学生的分组实验，实验方案不做统- .规定， 要求各小组自行设计实验方案,然后全班进行交流，最后综合总结出最佳方案。活动中要注意培养学生的求异思维能力。 镁与水的反应，看不到产生的氢氧化镁，因此可通过酚酞指示剂的变色去确定 氢氧化镁的生成。镁与水反应产生的氢气量较少，不易点燃。为了清楚地看到生成物产生的气泡，而不是加热时由于水沸腾而产生的气泡，应该在停止加热、水不再沸腾时立即观察。也可利用KCI、NaCl等有阻止氢氧化镁薄膜在镁条上形成的作用，将水改成食盐水等进行实验。 实验步骤:取一段擦去表面氧化膜的镁条，卷成螺旋状,插入盛有食盐水的试管中,再将试管倒插在盛有食盐水的烧杯中，可以观察到镁持续不断地跟水反应，几分钟后，白色的氢氧化镁沉淀聚积在烧杯底部。 在镁与水反应的基础上，可引导学生分析铝与水是否反应，并联系铝制品可作炊具的生活实际。 注意:①食盐水可以用饱和食盐水稀释一倍获得; ②氢氧化钠溶液与镁盐溶液反应生成氢氧化镁沉淀， 不能用此实验来证明氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强。课程结束