資源簡介

第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第二節(jié) 元素周期律
第1課時(shí) 元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
【教學(xué)目標(biāo)】
1.認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)與元素在元素周期表中位置的關(guān)系
2.以第三周期元素為例，了解了解元素的原子結(jié)構(gòu)、周期表中的位置與元素性質(zhì)的關(guān)系。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
重點(diǎn)：元素周期律的概念；理解其變化規(guī)律。
難點(diǎn)：元素周期律的概念；理解其變化規(guī)律。
【教學(xué)過程】
新課導(dǎo)入
1869年門捷列夫提出第一張?jiān)刂芷诒恚鶕?jù)周期律修正了銦、鈾、釷、銫等9種元素的原子量。他還預(yù)言了三種新元素及其特性并暫時(shí)取名為類鋁、類硼、類硅，這就是1871年發(fā)現(xiàn)的鎵、1880年發(fā)現(xiàn)的鈧和1886年發(fā)現(xiàn)的鍺。這些新元素的原子量、密度和物理化學(xué)性質(zhì)都與門捷列夫的預(yù)言驚人相符，周期律的正確性由此得到了舉世公認(rèn)。
【思考與討論】通過對(duì)堿金屬元素、鹵素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究，我們已經(jīng)知道元素周期表中同主族元素的性質(zhì)有著相似性和遞變性。那么，周期表中同周期元素的性質(zhì)有什么變化規(guī)律呢？
新課講授
【板書】元素周期律
一、元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
【思考與討論】觀察下面表格中的數(shù)據(jù)，思考并討論隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)各呈現(xiàn)什么規(guī)律性的變化？
【講解】通過比較上面元素的原子核外電子排布，可以得到同周期元素的核外電子排布的規(guī)律：同周期由左向右，元素原子的最外層電子數(shù)逐漸增加（第一周期是1→2，第二周期和第三周期都是1→8）
【講解】再比較上面元素的原子半徑（稀有氣體的半徑?jīng)]有可比性，所以不列出），可以得到同周期元素的原子半徑的變化規(guī)律：同周期由左向右，元素原子的半徑逐漸減小（不包括稀有氣體）
【設(shè)疑】觀察下圖，判斷同周期和同主族元素原子半徑的變化規(guī)律，原子半徑最小的是？短周期主族元素中，原子半徑最大的是哪種元素？
【講解】同主族元素由上向下元素原子的半徑逐漸增大，同周期元素由左向右，元素原子的半徑逐漸減小。H是所有原子中半徑最小的。
【設(shè)疑】短周期主族元素中，原子半徑最大的是哪種元素？（Na）
【思維建模】
粒子半徑大小比較的“四同”
【講解】—“三看”法比較簡單粒子的半徑大小
“一看”電子層數(shù):當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大。
“二看”核電荷數(shù):當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小。
“三看”核外電子數(shù):當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。
【隨堂練習(xí)】
1、判斷下列粒子半徑大小(用“>”或“<”表示)。
(1) Cl____Br，S____Si____Al。
(2) O2－____F－____Na＋____Mg2＋。
(3) Cl－____Cl，Mg____Mg2＋。
(4) K____Mg，S____F。
【講解】再比較上面元素的常見化合價(jià)，可以得到同周期元素的化合價(jià)的變化規(guī)律：同周期由左向右，元素的最高正價(jià)逐漸升高（+1→+7，O和F無最高正價(jià)）；元素的最低負(fù)價(jià)由ⅣA族的-4價(jià)逐漸升高至ⅦA族的-1價(jià)
【思考與討論】主族元素的最高正價(jià)數(shù)與最外層電子數(shù)有什么關(guān)系？主族非金屬元素的最高正價(jià)數(shù)與最低負(fù)價(jià)數(shù)有什么關(guān)系（除H、B、O、F外）？
主族元素的最高正價(jià)數(shù)=最外層電子數(shù)
最高正價(jià)數(shù)和最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值之和=8
【隨堂練習(xí)】見課件
【過渡】根據(jù)上面的分析，我們可以看出隨著元素的原子序數(shù)遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑、元素化合價(jià)都呈現(xiàn)了周期性的變化，那么元素的金屬性和非金屬性是否也隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化呢？
【思考與討論】根據(jù)第三周期元素原子的核外電子排布規(guī)律，推測該周期元素金屬性和非金屬性具有怎樣的變化規(guī)律？　
【講解】第三周期元素：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，導(dǎo)致失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，因此，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。
【學(xué)生活動(dòng)】請(qǐng)將課本翻至95和97頁，閱讀課本下面的注釋。
【投影】
①一般情況下，元素的金屬性強(qiáng)弱可以從其單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出氫的難易程度，以及他們的最高價(jià)氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱來判斷
②一般情況下，元素的非金屬性強(qiáng)弱可以從其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度及氫化物的穩(wěn)定性來判斷
【設(shè)疑】如何證明Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱呢？
【學(xué)生】（單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)的難易；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱）。
【實(shí)驗(yàn)探究1】取一塊鎂條，除去表面的氧化膜，加入水，滴加酚酞，觀察現(xiàn)象；加熱溶液，再觀察現(xiàn)象。
【講解】常溫下鎂與水的反應(yīng)較緩慢，鎂條表面有一些紅色；加熱后反應(yīng)劇烈，鎂條表面有大量氣泡，溶液變?yōu)榧t色。方程式為Mg + 2H2OMg(OH)2 + H2↑。與金屬鈉相比較，該反應(yīng)明顯困難，說明鈉的金屬性強(qiáng)于鎂
【實(shí)驗(yàn)探究2】向氯化鋁溶液中加入氨水，將生成的沉淀分裝在兩個(gè)試管中，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。
【講解】向氯化鋁溶液中加入氨水，生成白色絮狀沉淀。反應(yīng)方程式為：Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+。向氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸溶液，沉淀溶解，方程式為：Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O；向氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，方程式為：Al(OH)3+ OH－= AlO2－+ 2H2O。氫氧化鋁與酸堿都反應(yīng)生成鹽和水，所以氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物。
【演示實(shí)驗(yàn)】將氯化鋁溶液換成氯化鎂溶液，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
【講解】氯化鎂溶液中加入氨水得到氫氧化鎂白色沉淀，該沉淀加鹽酸溶解，加氫氧化鈉溶液不溶解。
【科學(xué)事實(shí)】鈉、鎂、鋁是金屬元素，都能形成氫氧化物，NaOH是強(qiáng)堿，Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，而Al(OH)3是兩性氫氧化物，說明鈉鎂鋁的金屬性逐漸減弱。
【結(jié)論】
鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹aOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
鈉、鎂、鋁的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹a>Mg>Al。
【隨堂練習(xí)】下列說法能證明鉀元素比鎂元素金屬性強(qiáng)的是( )
A.金屬鉀與冷水劇烈反應(yīng)，鎂與冷水幾乎沒有現(xiàn)象。
B.KOH的堿性比Mg(OH)2強(qiáng)
C.金屬鉀與MgCl2的水溶液反應(yīng)可置換出金屬鎂
D.在化學(xué)反應(yīng)中，鉀失去1個(gè)電子，鎂失去2個(gè)電子
【設(shè)疑】如何證明Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強(qiáng)呢？
【學(xué)生】（單質(zhì)與氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物的難易以及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱）
【科學(xué)事實(shí)】
【講解】硅、磷、硫、氯的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)，所以硅、磷、硫、氯的非金屬性逐漸增強(qiáng)。
【結(jié)論】
在同一周期中，雖然各元素的原子核外電子層數(shù)相同，但由左向右，核電荷數(shù)依次遞增，原子半徑逐漸_____，失電子能力逐漸______，得電子能力逐漸_____，因此金屬性逐漸______，非金屬性逐漸_______。
【隨堂練習(xí)】下列說法能夠證明氯元素的非金屬性比硫元素強(qiáng)的是（ ）
A.氯氣與氫氣化合的條件比硫與氫氣化合的條件更容易
B. HCl的酸性比H2S強(qiáng)
C. HCl的穩(wěn)定性比H2S強(qiáng)
D. HClO3的酸性比H2SO3強(qiáng)
【小結(jié)】1、原子結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到右，稀有氣體元素除外) 同主族(從上到下)
離子 陽離子氧化性 增強(qiáng) 減弱
陰離子還原性 減弱 增強(qiáng)
氫化物 穩(wěn)定性 增強(qiáng) 減弱
還原性 減弱 增強(qiáng)
最高價(jià)氧化物的水化物 酸性 增強(qiáng) 減弱
堿性 減弱 增強(qiáng)
2、金屬與非金屬的劃分
【隨堂練習(xí)】見課件
【課堂小結(jié)】
【板書設(shè)計(jì)】

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