資源簡介

第一章 第二節 第1課時
《原子結構與元素周期表》教學設計
課題 1.2.1原子結構與元素周期表（第1課時） 課 型 新課
學情分析 原子結構在義務教育階段的化學教學中就以微觀抽象的形式出現，當時學生的知識水平還達不到能夠深入理解原子結構的層次。在本章教材“第一節 原子結構”中，學生已經學習了構造原理，能夠按構造原理書寫一些元素的基態原子的電子排布式。在高中化學必修課程的學習中，學生已經知道元素周期表的基本結構，如周期（分為短周期和長周期）和族（分為主族、副族和0族）的劃分，學生也對原子結構與元素周期表的關系有了一定的認識，如原子最外層電子數和主族序數的關系等。 此時，學生并沒有理解原子結構與周期、族等元素周期表的構成之間的深層關系。
教材分析 本節內容的功能價值是通過對元素周期表發展史的了解，認識科學家對元素周期表探索的過程，培養學生的科學態度與社會責任，通過對構造原理與元素周期表分區關系的分析，了解元素周期表是微觀上核外電子排布的宏觀表達方式，培養學生宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養。 與舊版的人教版教材相比，新版教材一開始，就借助元素周期律的發展史（1869年，門捷列夫發現元素周期律，但認為原子序數是按元素的相對原子質量由小到大的順序編號的；1913年，莫塞萊證明原子序數即原子核電荷數），引入元素周期律、元素周期表、元素周期系這三個概念，并闡明三者之間的關系。又通過【科學史話】欄目中介紹了三張有重要歷史意義的周期表，進一步說明元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。教學中充分利用相關科學史作為教學資源，展示人類對元素周期表的認識過程，進一步明確元素的原子結構與元素周期表的關系，元素的原子結構與元素性質的關系，促進學生對科學本質的理解，并激發學生學習的興趣。
設計理念 設置“元素原子核外電子排布與元素周期表周期和族的劃分有什么關系？”引導學生分析元素周期表的模型，“為什么過渡元素都是金屬元素？”引導學生積極探索，使學生的認識得到升華，一步步加深對元素周期表結構的認識，有助于培養學生的分析歸納能力和語言表達能力。
教學目標 【教學目標】 1. 了解元素周期律、元素周期系和元素周期表的關系。 2. 熟知原子結構與元素周期表的關系，進一步認識元素周期表的基本結構。 3. 能從原子價電子數目和價電子排布的角度解釋元素周期表的分區、周期和族的劃分，促進對“位置”與“結構”關系的理解。 【評價目標】 1．通過認識元素周期律、元素周期系和元素周期表三者之間的關系，了解科學家對元素周期表探索的歷程，診斷并發展學生對元素周期表的認知水平。 2．通過對元素周期表基本結構的進一步認識，診斷并發展學生的提出問題的能力。 3．通過對元素周期表中“位置”與“結構”關系的理解，診斷并發展學生對知識的歸納和概括能力。
教學重點 重點：元素的原子結構與元素周期表結構的關系。
教學難點 難點：原子核外電子排布與元素周期表分區的關系
教學方法 1. 教法：①問題導學②學案激學③習題測學④活動助學 2. 學法：①觀察思考②交流討論③活動探究
課前準備 實驗視頻、PPT、相關習題等。
教 學 過 程 教師主導活動 學生主體活動 設計意圖
【導入新課】現代化學的元素周期律是1869年俄國科學家門捷列夫首先創造的，他將當時已知的63種元素依相對原子質量大小并以表的形式排列，把有相似化學性質的元素放在同一列，制成元素周期表的雛形。經過多年修訂后才成為當代的周期表。在化學教科書和字典中，都附有一張“元素周期表”。這張表揭示了物質世界的秘密，把一些看來似乎互不相關的元素統一起來，組成了一個完整的自然體系。它的發明，是近代化學史上的一個創舉，對于促進化學的發展，起了巨大的作用。 感知元素周期表的由來及重要作用。 引入本節課課題
【設疑】元素周期表經歷了怎樣的發展才變成書末的樣子呢？請同學們閱讀教材中的“科學史話”。 【閱讀并思考】感知元素周期表的由來。體會人類由表及里探索化學知識的過程，從原子層面上逐步增進對科學本質的理解。 引入元素周期表的發展歷程，學生觀察思考，感知元素周期表的由來，讓學生體會人類由表及里探索化學知識的過程。
【提問】元素周期律、元素周期系和元素周期表三者之間的關聯？ 【思考并回答】元素周期律是指元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生的周期性遞變規律。元素周期系是指按元素的原子核電荷數遞增排列的序列，元素周期表是呈現元素周期系的表格。 了解元素周期律、元素周期系和元素周期表的關系。
引導學生分析元素周期表的形式可以多種多樣，但元素周期系只有一個。 傾聽、思考。
【提問】現今元素周期表的結構與原子結構又有怎樣的關系呢？ 交流、討論。 分析總結元素原子核外電子排布與元素周期表周期和族的關系，理解元素“位置”與“結構”的關系。
請同學們結合構造原理，寫出1~36號元素的基態原子價電子排布式。 書寫基態原子價電子排布式。
【提問】元素原子核外電子排布與元素周期表周期的劃分有什么關系？ 【思考并回答】除了第一周期外，其余周期都是從ns能級開始再到np能級結束，而從ns能級開始到np能級結束遞增的電子數即核電荷數就等于各個周期里的元素數。 對教材中的“再探元素周期表”進行探究，重構對元素周期表的認識，培養學生對知識的歸納能力。
【提問】元素原子核外電子排布與元素周期表族的劃分有什么關系？ 【思考并回答】同族元素的價層電子數相同。對于主族元素來說，雖然從上到下電子層數逐漸增加，但同主族元素價電子排布完全相同，并且主族元素族序數與該元素原子的價電子數目相同。對于0族元素來說，除了氦是1s2電子構型，其余均為ns2np6電子構型。對于副族元素來說，第3列元素其價電子數目為3，因此它叫第IIIB族，第4、5、6、7列元素的價電子數目分別為4、5、6、7，因此分別叫做第IV、V、VI、VIIB族，對第IB和IIB族元素來說，其低能級已被填滿，它們s能級上的電子數目分別是1個和2個。對于第VIII元素來說，共包括8、9、10三列元素，其價電子數目分別為8、9、10。 通過展開各種活動討論，激發學生思維碰撞的火花，有助于培養學生的分析歸納能力和語言表達能力。
【分析】按照構造原理，將價層電子排布相似的元素集中起來劃分為一個區，可把周期表里的元素劃分成5個區：s區、p區、d區、ds區、f區。除ds區外，區的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號。 傾聽、思考。 總結歸納元素的原子結構與元素周期表分區的關系。
【組織討論】副族元素都是金屬元素，又稱過渡元素。為什么過渡元素都是金屬元素呢？ 【思考并回答】d區和ds區的元素原子最外層電子始終不超過2，在化學反應中容易失去電子達到相對穩定結構，呈現金屬性，屬于金屬元素。 學生通過積極地交流討論，一步步加深對元素周期表結構的認識。
【提問】為什么在元素周期表中非金屬元素主要集中在右上角三角區內？ 【思考并回答】右上角的p區元素，容易得到電子達到相對穩定結構，呈現非金屬性，屬于非金屬元素。
【講解】結合教材中的“思考與討論”，金屬鋰和鎂在過量的氧氣中燃燒，不形成過氧化物，只生成氧化物；金屬鈹和鋁的氫氧化物都具有兩性；硼和硅的含氧酸酸性的強度很接近，都是弱酸。這種相似性被稱為“對角線”規則，它是一種經驗規則。 【交流分享】體會對角線規則，并嘗試根據鋁及其化合物的化學性質預測鈹及其化合物可能發生的反應。 通過展開各種活動討論分享，培養學生的分析歸納能力和語言表達能力。
【小結】本節內容從構造原理得出的核外電子排布出發，進一步研究了元素周期表，重點包括兩個方面：（1）利用原子的核外電子排布，解釋元素周期系的基本結構，包括元素原子核外電子排布與元素周期表周期和族劃分的關系。（2）利用原子的核外電子排布，深入認識元素周期表，如元素周期表是如何分區的。在探究的問題中，既有學過的舊知識，也有要探究的新知識，教學中注重新舊知識的銜接，但重點突出的是新知識的探究。主要的新知識點包括元素原子核外電子排布與元素周期表周期和族的關系、元素周期表的分區等。通過探究活動，把有關元素周期表的知識與原子核外電子排布的知識進行了有機融合。
教學評價
作業設計 1．原子序數為83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③ⅣA族；④ⅤA族；⑤ⅡB族，其中正確的組合是(　　) A.①④　　　　B.②③　　　　C.②④　　　　D.①⑤ 2．下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的敘述中，正確的是(　　) A. 原子價電子排布為ns2np1~6的元素一定是主族元素 B. 基態原子最外電子層的p能級上有5個電子的元素一定是第ⅦA族元素 C. 原子的價電子排布為(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族 D. 基態原子N能層上只有1個電子的元素一定是主族元素 3．下列說法中正確的是(　　) A. 所有金屬元素都分布在d區和ds區 B. 原子最外層電子數為2的元素都分布在s區 C. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素 D. s區均為金屬元素 4．已知某元素基態原子的價電子排布為(n-1)dansb（a、b均為大于0的正整數），下列有關說法正確的是(　　) A. 該元素一定位于元素周期表中的d區 B. 該元素一定位于元素周期表中的ds區 C. 該元素的族序數為a+b D. 該元素一定為金屬元素 5．元素X、Y、Z在周期表中的相對位置如圖所示。已知Y元素原子的外圍電子排布式為nsn-1npn+1，則下列說法不正確的是 (　　) A. Y元素原子的價層電子排布式為4s24p4 B. Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族 C. X元素所在周期中所含非金屬元素種數最多 D. Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
板書設計
教學反思 通過對元素周期表發展史的了解，認識科學家對元素周期表經歷的探索過程，培養科學態度與社會責任。通過對原子結構與元素周期表的關系的認識，進一步熟悉元素周期表的結構，通過對構造原理與元素周期表分區關系的分析，了解元素周期表是微觀上原子核外電子排布的宏觀表達方式，能夠從原子結構的角度認識元素周期表中區的劃分。培養宏觀辨識與微觀探析科學素養。

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