資源簡介

《元素周期律》教學設計
課題 1.2.2元素周期律（第2課時） 課 型 新課
學情分析 學生在必修階段已經學習過主族元素的原子半徑變化規律，元素的最高化合價、最低化合價的周期性變化，元素的金屬性性、非金屬性強弱等元素性質規律； 這些知識都只是定性分析原子得失電子能力的遞變規律，缺少定量分析的化學思想，本節課又深入學習原子半徑的遞變規律以及影響原子半徑的因素，詳細介紹元素的第一電離能和逐級電離能的含義，表示方法和意義，電離能與元素的金屬性、化合價的聯系等應用。
教材分析 本節內容分為兩部分：第一部分在復習原子結構及元素周期表相關知識的基礎上，從原子核外電子排布的特點出發，結合元素周期表進一步探究元素在周期表中的位置與原子結構的關系。第二部分在復習元素的核外電子排布、元素的主要化合價、元素的金屬性與非金屬性周期性變化的基礎上，進一步從原子半徑、電離能以及電負性等方面探究元素性質的周期性變化規律。教學過程中應注意幫助學生根據元素原子核外電子排布特點，以及從原子半徑、電離能及電負性等方面加深對元素周期律、元素周期表及元素“位一構一性”三者關系的理解。
設計理念
教學目標 【教學目標】 掌握原子半徑的變化規律和影響因素； 能說出元素電離能的含義，表示方法和意義； 能應用元素的電離能說明元素的金屬性強弱和化合價形成等性質，認識主族元素電離能的變化與核外電子排布的關系； 【評價目標】 1．通過對原子半徑遞變規律和影響因素的學習，診斷并發展學生分析歸納圖片信息能力； 2．通過對元素電離能概念、表示方法和意義的學習，診斷并發展學生對元素電離能的理解和定量分析能力。 3．通過交流討論元素電離能在元素金屬性、元素化合價等應用，診斷并發展學生構性思想和宏觀性質與微觀變析相結合的化學素養。
教學重點 1.元素的原子半徑、第一電離能的周期性變化。 2.元素的電離能與元素得失電子能力的關系。
教學難點 1.元素的電離能與元素的金屬性的關系； 2.元素電離能的綜合應用。
教學方法 1.教法：①問題導學②圖表助學③學案激學④習題測學⑤活動助學 2.學法：①觀察思考②交流討論③自主閱讀
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
同學們在必修階段學習過元素周期律知識有哪些？ 引入元素周期律，原子半徑、電離能隨核電荷數周期性如何變化？ 總結元素化合價、金屬性、非金屬性的周期性變化 引入新課
展示主族元素的原子半徑遞變圖 學生歸納同周期、同主族元素的原子半徑遞變規律以及影響原子半徑的因素 1.原子半徑的大小取決于電子的能層數和核電荷數。 2.同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小；同主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大。 3.同周期，核電荷數越大，核對電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小。同主族，電子的能層越多，電子之間的排除作用越大，將使原子的半徑增大。 同主族元素從上到下，電子能層增加，原子半徑增大； 同周期主族元素從左到右，核電荷數增加，原子核對電子的引力增加，從而使原子半徑減小 讀圖，總結規律
問題：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半徑的變化趨勢如何？ 問題引發思考
原子半徑的遞變規律及影響因素小結 【思考與討論】 1.原子半徑的大小取決于什么？ 2.元素周期表中同周期主族元素從左往右，原子半徑的變化趨勢如何？如何解釋這一趨勢？ 3.元素周期表中同主族元素從左往右，原子半徑的變化趨勢如何？如何解釋這一趨勢？ 小組內合作，交流討論，解決問題。
以第IA族堿金屬元素為例，價電子排布都是ns1，都具有強金屬性的相似化學性質，同主族從上到下，電子能層數遞增，原子半徑遞增，原子失電子能力增強，金屬性逐漸增強。 這是定性比較元素的原子失電子能力強弱，思考如何定量描述原子失電子能力強弱？ 引導學生思考原子半徑的變化規律及影響因素，啟發學生探討元素電離能的知識。
引出電離能的概念，講述電離能的含義，單位，表示方法及電離能的意義 理解“第一電離能”含義，逐級電離能，電離能與元素金屬性的關系
任務一：隨著原子序數遞增，同周期或者同族元素的第一電離能有什么樣的規律？ 學生分析圖表數據，歸納同主族、同周期元素的遞變規律 分析并解釋同周期元素第一電離能的變化趨勢，同主族元素第一電離能的變化趨勢。 【總結】 ①同周期元素從左到右，第一電離能逐漸增大。但同周期過渡元素第一電離能從左到右略有增加。 ②同主族元素自上而下，第一電離能逐漸減小。 ③同周期元素從左到右，原子半徑逐漸變小（稀有氣體除外），原子核對核外電子的引力越來越大，越來越難失去電子，因此元素的第一電離能呈遞增趨勢。每個周期的第一種元素（氫和堿金屬）第一電離能最小，稀有氣體元素的第一電離能最大。 ④同主族元素自上而下，原子半徑逐漸變大（稀有氣體除外），原子核對核外電子的引力越來越小，越來越容易失去電子，因此元素的第一電離能呈遞減趨勢。 鍛煉學生觀察分析圖標能力，輔助學生理解相關內容 學生通過交流討論，互相學習成長，探討元素原子半徑和電離能的變化規律。
任務二：分析第ⅡA族和第ⅢA族， 第ⅤA族和第ⅥA族第一電離能出現反常的原因 第ⅡA族元素的最外層p軌道全空，第ⅤA族元素的最外層p軌道半滿，全空和半滿狀態相對穩定。 學生自主閱讀教材，聯系原子的核外電子排布，微觀分析第一電離能反常現象 引導學生閱讀教材，從書本中尋找答案
【設疑】 原子的+1價氣態離子再失去1個電子所需的最低能量叫什么呢？ 【講解】逐級電離能：＋1價氣態正離子失去一個電子，＋2價氣態正離子所需要的最低能量叫第二電離能，用I2表示；依次類推。 思考，聆聽
【思考與討論】 1.堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯系？ 2.下圖是鈉、鎂、鋁的逐級電離能，為什么原子的逐級電離能越來越大？這些數據與是鈉、鎂、鋁的化合價有什么聯系？ 1.堿金屬越活潑，堿金屬的第一電離能越小。 2.逐級電離能增大原因：同一元素的逐級電離能是逐漸增大的，即I1＜I2＜I3，這是由于原子失去一個電子變成+1價陽離子，半徑變小，核電荷數未變而電子數變少，核對外層電子的吸引作用增強，使第二個電子比第一電子難失去，失去第二個電子比失去第一個電子需要更多的能量。 3.逐級電離能的突變可以判斷元素的化合價。 以任務驅動形式，設計連續交流探究活動，逐步引導學生掌握電離能的應用。
電離能的應用：（1）第IA族堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么關系？（2）為什么原子的逐級電離能越來越大 逐級電離能數據與鈉、鎂、鋁的化合價有什么關系 （3）逐級電離能數據的突躍變化說明了什么 學生通過分析電離能數據變化，總結電離能與元素金屬性、化合價的聯系，可以證明核外電子是分能層排布的。
展示練習題 通過題目對所學知識進行梳理鞏固 練習
課堂小結：主要學習原子半徑、第一電離能的遞變規律及其原因。
教學評價 分析原子結構中原子核對核外電子作用力的變化，理解原子半徑、第一電離能的遞變規律及其原因，培養宏觀辨析與微觀探析的核心素養。通過原子半徑、第一電離能的數據和規律圖示，培養證據推理與模型認知的核心素養。
作業設計 1．下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是( ) A．Na、K、Rb B．F、Cl、Br C．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－ 2．下列選項中的各組元素(從左到右)同時滿足下列兩個條件的是( ) ①原子半徑依次減小；②第一電離能逐漸升高； A．Na、Mg、Al B．C、O、N C．Li、Na、K D．F、Cl、I 3.下列關于稀有氣體的敘述不正確的是( ) A．各原子軌道電子均已填滿 B．其原子與同周期ⅠA、ⅡA族元素的陽離子具有相同的核外電子排布 C．化學性質很不活潑 D．同周期中第一電離能最大 4.已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結構，則下列敘述正確的是( ) A．原子半徑：A>B>C>D B．原子序數：d>c>b>a C．離子半徑：C>D>B>A D．元素的第一電離能：A>B>D>C 5.下表列出了某短周期元素R的各級電離能數據(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。 I1I2I3I4……7401 5007 70010 500……
下列關于元素R的判斷中一定正確的是( ) A．R元素的最高正價為＋3價 B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C．R元素的原子最外層共有4個電子 D．R元素基態原子的電子排布式為1s22s22p1
板書設計
教學反思 本節課在理解電離能和電負性概念的基礎上，運用相關的原子結構理論，分析并掌握元素的原子半徑、第一電離能及元素主要化合價等元素性質周期性變化的規律并建立模型，培養宏觀辨析與微觀探析、證據推理與模型認知的核心素養。

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