《元素周期律》說(shuō)課稿
一、教材分析。
（一）教材內(nèi)容。
本節(jié)內(nèi)容選自全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(shū)（必修）化學(xué)第一冊(cè)第五章《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》第二節(jié)。教材以1——18號(hào)元素為例，從原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)和元素金屬性、非金屬性幾個(gè)方面，闡述元素性質(zhì)的周期性變化，導(dǎo)出元素周期律。
（二）教材的地位和作用。
本節(jié)教材的教學(xué)安排在原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)之后，由于元素周期律主要是在原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上歸納得出的，原子結(jié)構(gòu)知識(shí)是研究元素周期律的理論基礎(chǔ)，如此安排，既有利于學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)元素周期律，又有利于鞏固原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)。將本節(jié)教材的教學(xué)安排在元素周期表的教學(xué)之前，由于元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，它建立在元素周期律的基礎(chǔ)之上。
本節(jié)教材內(nèi)容屬于基礎(chǔ)理論的教學(xué)，在學(xué)生學(xué)習(xí)了氧、氫、碳、鐵等元素及一些化合物；堿金屬、鹵素知識(shí)；原子結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)等基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生探索元素性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，揭示元素周期律的實(shí)質(zhì)。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，既能鞏固原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)，又能過(guò)渡引出元素周期表的教學(xué)，因此在本章教材中起承前啟后的作用；通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以促使學(xué)生對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行概括、綜合，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)；同時(shí)也能使學(xué)生以此為理論指導(dǎo)，來(lái)探索研究以后將要學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)。
（三）教學(xué)目標(biāo)。
1、知識(shí)目標(biāo)。
（1）使學(xué)生了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)和元素金屬性、非金屬性的周期性變化。
（2）了解兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念。
（3）認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)的周期性變化是原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果，從而理解元素周期律的實(shí)質(zhì)。
2、能力目標(biāo)。
（1）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大量數(shù)據(jù)、事實(shí)進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)的能力。
（2）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
（3）通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察和分析問(wèn)題的能力。
3、德育目標(biāo)。
使學(xué)生了解元素周期律的重要意義，認(rèn)識(shí)事物變化由量變引起質(zhì)變的規(guī)律，對(duì)他們進(jìn)行辯證唯物主義教育。
（四）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
1、重點(diǎn)：
（1）元素原子的核外電子排布規(guī)律。
（2）元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律。
（3）元素周期律的實(shí)質(zhì)。
2、難點(diǎn)：元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律。
由于元素原子的核外電子排布規(guī)律是其他規(guī)律的基礎(chǔ)，元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律為判斷元素金屬性強(qiáng)弱提供了理論基礎(chǔ)，因此是本節(jié)教材的重點(diǎn)。
二、學(xué)情分析。
到目前為止，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧、氫、碳、鐵等元素及一些化合物；還學(xué)習(xí)了堿金屬、鹵素知識(shí)；初步接觸了原子結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)，這些為學(xué)好本節(jié)創(chuàng)造了必要條件。但本節(jié)教材內(nèi)容較抽象，理論性強(qiáng)，為使學(xué)生真正理解及靈活運(yùn)用，須加強(qiáng)演練。
三、教學(xué)方法。
為增強(qiáng)啟發(fā)性，教材不是直接給出周期律，而是通過(guò)課堂討論和邊講邊做實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)大量數(shù)據(jù)和事實(shí)進(jìn)行分析，總結(jié)歸納出周期律。
本節(jié)教材可分五步進(jìn)行：
1、研究核外電子排布變化的規(guī)律性
將質(zhì)子數(shù)1~18的元素，仿照表5—5的形式，取原子序數(shù)、元素符號(hào)和原子結(jié)構(gòu)示意圖三項(xiàng)，依次在黑板上列出。然后向?qū)W生提問(wèn)：從電子層數(shù)、最外層電子數(shù)兩個(gè)方面分析，同一橫行元素的原子結(jié)構(gòu)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？同一縱行元素的原子結(jié)構(gòu)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？已學(xué)過(guò)的堿金屬和鹵素按上述規(guī)律應(yīng)排入表格的什么位置？教師組織學(xué)生討論這些問(wèn)題，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結(jié)論，并在小結(jié)時(shí)指出：如果對(duì)質(zhì)子數(shù)大于18的元素繼續(xù)研究，同樣可以發(fā)現(xiàn)，每隔一定數(shù)目的元素，也會(huì)出現(xiàn)原子最外層電子數(shù)象Na到Cl一樣從1個(gè)遞增到7個(gè)，最后到8個(gè)電子的現(xiàn)象，從而揭示核外電子排布規(guī)律的普遍性。
在以上教學(xué)過(guò)程中，適時(shí)引入“原子序數(shù)”的概念。
2、研究原子半徑變化的規(guī)律性
隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑依啟發(fā)學(xué)生根據(jù)電學(xué)知識(shí)，推測(cè)當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，原子內(nèi)正負(fù)電荷越多，靜電引力越大，因而次減小。然后對(duì)照教材表5—5，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并分析總結(jié)，得出結(jié)論。
3、研究元素主要化合價(jià)變化的規(guī)律性
組織學(xué)生根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖，推測(cè)Li到F、Na到Cl的主要化合價(jià)。然后組織學(xué)生對(duì)照教材表5—5，驗(yàn)證1~18號(hào)元素的主要化合價(jià)，并完成教材表5—8。
4、研究元素金屬性、非金屬性變化的規(guī)律性。
（1）借鑒已學(xué)堿金屬、鹵素的知識(shí)，介紹元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)。組織學(xué)生回憶分析，從哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)可以說(shuō)明堿金屬隨著原子序數(shù)的遞增金屬性逐漸增強(qiáng)；鹵素隨著原子序數(shù)的遞增非金屬性逐漸減弱，從而歸納總結(jié)出元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的.判斷依據(jù)。
（2）推測(cè)隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性、非金屬性變化的規(guī)律性。組織學(xué)生討論并指出：當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)從1遞增到8（或2），原子半徑逐漸減小，原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，因而失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，即元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。
（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)11~18號(hào)元素的金屬性、非金屬性變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析。建議增加金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。鎂、鋁與鹽酸的反應(yīng)為邊講邊做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)得出按鈉、鎂、鋁的順序，金屬性逐漸減弱的結(jié)論與上面的推論是一致的。教學(xué)中，通過(guò)Al2O3，Al（OH）3與酸、堿反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)引入兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，指出鋁雖是金屬，但已表現(xiàn)出一定的非金屬性，歸納教材表5—9。
在研究硅、磷、硫、氯等元素的性質(zhì)時(shí)，教師可和學(xué)生一起從元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱，以及跟氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物的難易程度歸納出表5—10，從而得出從硅到氯非金屬性逐漸增強(qiáng)的結(jié)論。
還應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)其他元素進(jìn)行研究，如從鉀到溴，從銣到碘，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)論：元素的金屬性和非金屬性隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化。
5、概括元素周期律。
組織學(xué)生將本節(jié)內(nèi)容歸納，總結(jié)得出元素周期律。
四、演示實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和建議。
［實(shí)驗(yàn)5—1］可以用鎂帶跟水反應(yīng)，不要用表面已氧化的鎂粉跟水反應(yīng)。反應(yīng)前要用砂紙擦去氧化膜，反應(yīng)時(shí)要加熱試管至水沸騰。鎂跟冷水的反應(yīng)相當(dāng)緩慢，這是由于鎂的化學(xué)性質(zhì)不如鉀、鈉活潑，并且鎂跟水反應(yīng)時(shí)在鎂的表面會(huì)形成一層難溶的氫氧化鎂薄膜，阻礙內(nèi)部金屬繼續(xù)跟水反應(yīng)。因此必須在加熱的條件下才能看到反應(yīng)迅速地進(jìn)行。
鎂跟水反應(yīng)生成的氫氣量較少，不易點(diǎn)燃。為清楚看到氫氣泡，而不是加熱時(shí)由于水沸騰而產(chǎn)生的氣泡，應(yīng)該在停止加熱，水不沸騰是立即觀(guān)察。
［實(shí)驗(yàn)5—3］制取Al（OH）3沉淀時(shí)，向AlCl3溶液中加入NaOH溶液的量要恰當(dāng)。如果NaOH的量不足，試管中殘留有AlCl3，當(dāng)Al（OH）3跟NaOH溶液作用時(shí)，將會(huì)看到沉淀先增加后減少的現(xiàn)象；如果NaOH過(guò)量，試管中有部分Al（OH）3沉淀溶解，生成了NaAlO2Al（OH）3跟H2SO4作用時(shí)，也會(huì)看到沉淀先增加后減少的現(xiàn)象。上述現(xiàn)象都會(huì)影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察，因此原則上AlCl3跟NaOH最好能完全作用，即所用3mol/LNaOH溶液和1mol/LAlCl3溶液的體積應(yīng)相等。
建議學(xué)生思考：如果將1mol/LAlCl3溶液逐滴滴加到3mol/LNaOH溶液中，將會(huì)觀(guān)察到什么現(xiàn)象？
五、布置作業(yè)：
課本第101頁(yè)第一、三大題。
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