《元素周期表和元素周期律的應(yīng)用》教案一、教材分析“元素周期表和元素周期律的應(yīng)用”是《新課標(biāo)》中必修課程主題3“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”中二級標(biāo)題“原子結(jié)構(gòu)與元素周期律”的內(nèi)容。本節(jié)課的知識為今后學(xué)生學(xué)習(xí)元素化學(xué)知識、記憶原子結(jié)構(gòu)、形成有力支持，也為“宏觀辨識與微觀探析”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展提供有力保障。本節(jié)課在新人教版教材中位于第四章“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”的第二節(jié)“元素周期律”。與舊人教版相比，新人教版最大的區(qū)別在于把整個的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”部分從必修二轉(zhuǎn)移到了必修一，置于“非金屬化合物”之前。這樣的結(jié)構(gòu)安排給了學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)知識的同時，運(yùn)用元素周期律（表）的空間與機(jī)會。而在內(nèi)容上，與舊教材差別不大。二、學(xué)情分析本節(jié)課所授內(nèi)容是建立在學(xué)生已初步了解元素周期表的結(jié)構(gòu)以及初步掌握元素周期律的內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行展開，教材安排本授課內(nèi)容旨在要求學(xué)生能運(yùn)用周期表和周期律知識解決實(shí)際問題，并由堿金屬、鹵族、第三周期元素的性質(zhì)規(guī)律進(jìn)行推廣和延伸，力求突出元素的“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”之間的聯(lián)系。素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1．能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)分析、預(yù)測、比較元素及其化合物的性質(zhì)。2．體會元素周期表（律）在學(xué)習(xí)元素及其化合物知識及學(xué)科研究中的重要作用。3．加深對分類法、歸納法等科學(xué)方法的認(rèn)識，提高邏輯推理能力、論證能力，從而發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)?！驹u價目標(biāo)】1．通過復(fù)習(xí)之前學(xué)過的同主族和同周期元素核外電子排布的特點(diǎn)，診斷并發(fā)展學(xué)生對于周期表中元素位置和結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系的理解。2．通過原子核外電子排布和元素性質(zhì)的關(guān)系，診斷并發(fā)展學(xué)生對于周期表中元素位置和性質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系的理解。3．通過對周期表在實(shí)際研究中的指導(dǎo)作用的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)學(xué)科價值的認(rèn)識。四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1．教學(xué)重點(diǎn)：元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；元素周期律（表）的應(yīng)用2．教學(xué)難點(diǎn)：“位、構(gòu)、性”的推導(dǎo)五、教學(xué)方法1．講授法2．探究法3.歸納法六、教學(xué)設(shè)計思路以門捷列夫預(yù)言并發(fā)現(xiàn)“類鋁”的故事為引，探究原子核外電子排布、元素的最高正價和最低負(fù)價與主族序數(shù)的關(guān)系，并聯(lián)系之前所學(xué)過的同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，掌握元素的在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系。進(jìn)而通過其結(jié)構(gòu)的遞變規(guī)律來尋找它們化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律，讓學(xué)生感受元素“位-構(gòu)-性”的聯(lián)系，并最終通過元素的化學(xué)性質(zhì)推出其應(yīng)用。七、教學(xué)流程八、教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入講述門捷列夫預(yù)言“類鋁”的故事：門捷列夫在研究元素周期表時，科學(xué)地預(yù)言了11種當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)的元素，并為它們在周期表中留下了空位。比如他認(rèn)為在鋁的下方會有一個與Al性質(zhì)相似的元素——“類鋁”。門捷列夫不但準(zhǔn)確地預(yù)言了“類鋁”的化學(xué)性質(zhì)，甚至預(yù)言了“類鋁”相對水的密度為5.9-6.0。直到1875年法國化學(xué)家布瓦博得朗發(fā)現(xiàn)了金屬鎵，并且測定了其基本性質(zhì)。果然和Al性質(zhì)相似：（相對密度5.96）2Al+6HCl=22Al+2NaOH+222Ga聽故事，回想Al的化學(xué)性質(zhì)。環(huán)節(jié)一：規(guī)律分析，預(yù)測結(jié)構(gòu)那么門捷列夫這位“預(yù)言家”為什么能這么精準(zhǔn)的驗(yàn)出鎵這個元素呢？這就得益于元素周期表這個化學(xué)家的“神器”！而通過今天的學(xué)習(xí)，我們也可以成為這樣的“預(yù)言家”。通過前面的學(xué)習(xí)，我們應(yīng)該明白，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。那么元素周期表中，某一位置的元素具有什么結(jié)構(gòu)上的共同性呢？首先我們一起復(fù)習(xí)一下之前學(xué)過的堿金屬的核外電子排布圖，請大家自行畫出。大家畫好之后來核對一下答案。那么接下來請同學(xué)們結(jié)合前面學(xué)過的堿金屬的化學(xué)性質(zhì)，找出堿金屬元素在核外電子排布上的共同點(diǎn)，并且思考，這樣的特點(diǎn)是如何影響堿金屬性質(zhì)的？沒錯，它們最外層都只有一個電子，而且這個電子極易失去，從而在化合物中顯示+1價。那么這樣的規(guī)律在其他主族是否也存在呢？我們再看其他主族，是否也存在這個規(guī)律呢？我們來看一下ⅢA族元素。請同學(xué)們畫出B、Al的核外電子排布，并推測其氯化物的化學(xué)式應(yīng)該如何書寫。除了這些元素以外，我們所熟悉的ⅤA族的N、ⅣA族的C的最高正價也分別是+5和+4。之所以這里要加上最高正價，是因?yàn)榉墙饘僭剡€有其他較低的價態(tài)，我們會在后面第五章詳細(xì)學(xué)習(xí)。至此我們可以總結(jié)規(guī)律：主族元素的最高正化合價等于它所處的族序數(shù)，因?yàn)樽逍驍?shù)與最外層電子數(shù)相同①畫出堿金屬的核外電子排布圖②根據(jù)上面畫出的堿金屬核外電子排布圖，思考堿金屬核外電子排布的特點(diǎn)以及這樣的特點(diǎn)帶來的影響③畫出B、Al的核外電子排布圖，推測其氯化物的化學(xué)式如何書寫④總結(jié)同主族元素最高正價的規(guī)律除了最高正價，主元素的最低負(fù)價和元素的族序數(shù)之間又有怎樣的關(guān)系呢？已知在NH3和PH②結(jié)合NH3、PH3、HNO3總結(jié)：非金屬元素的最高正化合價，等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)；而它的負(fù)化合價，則等于使原子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。①根據(jù)NH3和PH②根據(jù)NH3和PH環(huán)節(jié)二：結(jié)構(gòu)分析，預(yù)測位置①在之前的討論中我們得出結(jié)論，同一主族最外層電子數(shù)相等，最高正價相等（O、F除外，同時思考下，為什么O、F除外），那么如果給出一個主族元素的最外層電子數(shù)或形成化合物時的最高正價，我們能否推斷出它位于第幾主族呢？（給出Ba、C、S、Cl）②結(jié)合電子層數(shù)與周期數(shù)的關(guān)系，進(jìn)一步推斷元素處于第幾周期，從而確定元素在周期表中的具體位置。根據(jù)所給出原子核外電子排布判斷其在元素周期表中的位置（第幾周期第幾主族）環(huán)節(jié)三：溫故知新，預(yù)測性質(zhì)通過上面的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)確定了元素在周期表中的位置與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系，但是這樣還不足以使我們稱為像門捷列夫一樣的預(yù)言家。我們還需要元素的性質(zhì)與這二者的關(guān)系。在之前的學(xué)習(xí)中我們知道，同一周期，從左到右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。那么我們能否類比此規(guī)律，總結(jié)同主族元素的遞變性呢？請同學(xué)們補(bǔ)全下面的空白。同一主族，從上到下，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸，失電子能力逐漸，得電子能力逐漸，金屬性逐漸，非金屬性逐漸?？偨Y(jié)上面得出的，金屬性和非金屬性在同周期和同主族的遞變規(guī)律，我們可以得到下面這張圖。對于周期表上的元素，越靠近左下角，金屬性逐漸增強(qiáng)，約靠近右上角，非金屬性逐漸增強(qiáng)。而所謂金屬性，即金屬的性質(zhì)，比如和酸反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽和氫氣；非金屬性，即非金屬的性質(zhì)，比如可以形成酸根離子（如NO3?、我們在繪制元素周期表的時候，根據(jù)元素主要表現(xiàn)出的性質(zhì)，將元素分為金屬和非金屬，并且可以畫出一條二者的分界線。但是事實(shí)上由于同主族與同周期的元素性質(zhì)都是遞變的，因此并沒有絕對的界限。因此處于這條分界線周圍的元素，將同時具有這兩種性質(zhì)。這也就是為什么門捷列夫可以預(yù)測出在Al的下方還有一個與其性質(zhì)相近的Ga。首先二者同主族，最外層電子數(shù)相同，最高正價相同。而且又都處在金屬元素和非金屬元素的交界處，自然化學(xué)性質(zhì)相近。根據(jù)之前學(xué)習(xí)的同周期元素結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，推測同主族元素的結(jié)構(gòu)、金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律。環(huán)節(jié)四：回扣主題，拓展應(yīng)用在目前的研究中，元素周期表發(fā)揮著相當(dāng)大的作用。元素的化學(xué)性質(zhì)與在周期表中位置的聯(lián)系，對于新材料的開發(fā)有著至關(guān)重要的作用。因?yàn)椋M管元素的性質(zhì)隨著其在周期表中的位置呈現(xiàn)周期變化，但是周期表中位置靠近的元素，它們的性質(zhì)依然有一定相近，尤其是同一主族的元素。因此我們可以在一定的區(qū)域?qū)ふ揖邆淠承┬再|(zhì)的元素。①比如尋找半導(dǎo)體材料：從導(dǎo)電性來看，金屬多數(shù)是導(dǎo)體，非金屬多數(shù)是絕緣體。而所謂半導(dǎo)體，即導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。因此如果想尋找半導(dǎo)體材料，就應(yīng)該在二者的交界處尋找。由于金屬與非金屬并沒有明顯的界限，因此處于二者交界處的元素將同時具備金屬與非金屬的部分性質(zhì)。而事實(shí)上，Si、Ge、Ga等等這些都是有潛力應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)的元素。②再例如，通常農(nóng)藥都含有F、Cl、S、P、As等元素，它們在元素周期表中的位置也非常接近。在這個區(qū)域附近的元素進(jìn)行研究，有助于開發(fā)新品種的農(nóng)藥。例如含As有機(jī)物作為農(nóng)藥對人的危害較大，因此人們在這個As的附近找到了與它性質(zhì)相似，且本身就存在于人體的元素——P。含P的有機(jī)物對人畜的毒性較低。③人們尋找催化劑的時候也更喜歡尋找過渡金屬元素，例如催化過氧化氫分解的Mn，催化合成氨的Fe，可以作為多種反應(yīng)催化劑的Pd、Pt等等。隨著老師一起在元素周期表中尋找對應(yīng)的元素，確認(rèn)其位置，強(qiáng)化“位”與“效”的聯(lián)系。板書設(shè)計十、課堂測評1.根據(jù)所給條件，寫出主族元素在元素周期表中的位置（1）最高正價為+5的元素，位于元素周期表族。（2）最低負(fù)價為-2的元素，位于元素周期表族。（3）核外電子排布為的元素，位于元素周期表周期族。2．已知某元素的最高化合價為+7價，下列說法正確的是（）A．該元素在元素周期表中一定處于第ⅦA族B．該元素可以是氟C．該元素的某種化合物可能具有漂白性D．該元素的單質(zhì)沒有還原性3．在一定條件下，RO3n?和I?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為RO3n?A．+5，第ⅦA族B．+5，第VA族C．+7，第ⅦA族 D．+7，第VA族4．下列說法錯誤的是（）A．作半導(dǎo)體材料的元素大多數(shù)位于周期表中金屬元素和非金屬元素的分界線附近-B．農(nóng)藥中常含有的元素通常在元素周期表的右上方區(qū)域內(nèi)C．構(gòu)成催化劑的元素通常在元素周期表的左下方區(qū)域D．在元素周期表過渡元素中尋找作耐高溫和耐腐蝕的合金材料的元素5．A、B、C、D為短周期元素，在周期表中所處的位置如圖所示，A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B元素原子的質(zhì)子數(shù)。ACBD（1）寫出A元素的名稱：。（2）B位于元素周期表中第周期族。（3）C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。（4）D的單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為。題號（參考答案）1(ⅤA；ⅥA；第三；ⅥA)質(zhì)量水平L2SOLOM題號（參考答案）2(C)質(zhì)量水平L2SOLOM題號（參考答案）3(A)質(zhì)量水平L3SOLOR題號（參考答案）4(C)質(zhì)量水平L1SOLOU題號（參考答案）5（氮；第三；ⅥA；；Cl2+質(zhì)量水平L3SOLOR《元素周期表和元素周期律的應(yīng)用》作業(yè)設(shè)計一、單項(xiàng)選擇題=1\*ROMANI1．下列各組元素的原子隨著原子序數(shù)的遞增，有關(guān)遞變規(guī)律不正確的是（）A．原子半徑：Si>P>S>Cl B．金屬性：Na<K<Rb<Cs C．最高正價：C<N<O<F D．非金屬性：P<S<Cl【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素周期律A同周期元素原子半徑從左到右遞減L1B同主族元素，從上到下金屬性遞增L1CO和F沒有正價L2D同周期元素從左到右非金屬性遞增L12．已知下列均為短周期元素，根據(jù)下表信息，判斷以下敘述正確的是（）元素代號LMQRT原子半徑/nm0.1600.1430.1120.1040.066最高正價最低負(fù)價+2+3+2+6-2-2A．單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)的劇烈程度為L<QB．M單質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)，也能與氨水反應(yīng)C．與氫氣化合的難易程度為T單質(zhì)比R單質(zhì)難D．Q的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為兩性【參考答案】D【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平根據(jù)元素價態(tài)和原子半徑推斷元素種類，L、M、Q、R、T依次為：Mg、Be、Al、S、OA金屬性Mg>Be，金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)越劇烈L2BAl不與氨水反應(yīng)，故B錯誤L2C非金屬性O(shè)>S，非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與氫氣化合越容易L2DBe和Al處于周期表對角線位置，性質(zhì)相似，因此Be(OH)2L23．下列關(guān)于元素周期表和元素周期律的說法不正確的是（）A．第ⅦA族從氟到碘，簡單氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。B．因?yàn)殇X原子比鈉原子失去電子數(shù)目多，所以鋁比鈉的還原性強(qiáng)。C．第三周期從鈉到氯，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強(qiáng)。D．氧與硫?yàn)橥髯逶?，氧比硫的原子半徑小、非金屬性?qiáng)。【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素周期表與元素周期律及其應(yīng)用A同主族元素，從上到下非金屬性逐漸減弱，氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱L1B比較元素的金屬性強(qiáng)弱應(yīng)根據(jù)原子失電子的難易程度進(jìn)行比較，不能從電子的多少進(jìn)行判斷。L1C同周期從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強(qiáng)。L1D同主族元素從上到下，原子半徑增大，非金屬性減弱。L14．五種短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)與其一種常見化合價的關(guān)系入股所示，下列關(guān)系不正確的是（）A．元素X可能為Li。B．原子半徑大小：r（M）>r（W）。C．X2WD．元素的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>M。【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系A(chǔ)X最高正價為+1，可能為LiL2BM為P元素，W為S元素。同周期原子半徑從左到右依次減小，因此B正確L2CX為氫或鋰，因此X2L2D元素非金屬性Y>M，則元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y>ML25．科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦（49115In）等九種元素相對原子質(zhì)量的新值，被采用為國際新標(biāo)準(zhǔn)。銦與銣（37Rb）同周期，下列說法不正確的是A．In是第五周期ⅣA族元素 B．49115C．堿性：In(OH)3<RbOH【參考答案】A【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素的位置與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的關(guān)系A(chǔ)In與Rb同周期，故處于第五周期。In原子序數(shù)49，與Rb相比，需要再往后數(shù)21列，故為ⅢA族L2B49115L2CRb在周期表中與In同周期，且位于In的左側(cè)，因此金屬性Rb>In，因此堿性In(OH)L2D同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，則原子半徑In>AlL26．某元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，由此得到的結(jié)論錯誤的是（）A．該原子有三個電子層 B．該元素屬于金屬元素C．該原子在化學(xué)反應(yīng)中易得2個電子 D．該元素在周期表的第三周期ⅥA族【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平原子結(jié)構(gòu)與元素位置和性質(zhì)的關(guān)系A(chǔ)由圖可看出A原子有三個電子層L1B該元素核電荷數(shù)為16，是S，因此是非金屬元素L2C該原子最外層有6個電子，因此在反應(yīng)中容易得到2個電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。L2D由電子層數(shù)和最外層電子數(shù)可判斷，該元素在周期表的第三周期ⅥA族L17．已知某離子的結(jié)構(gòu)示意圖如下，下列說法中正確的是（）A．該元素位于第二周期第ⅡA族。B．該元素位于第二周期第Ⅷ族。C．該元素位于第三周期第ⅡA族。D．該元素位于第三周期0族?！緟⒖即鸢浮緾【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素位置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系圖中給出的是離子結(jié)構(gòu)示意圖，我們需要根據(jù)核電荷數(shù)推斷出其原子的結(jié)構(gòu)。由圖可知，該原子在形成離子的時候失去了兩個電子，因此該元素應(yīng)該位于第三周期第ⅡA族。L2【單項(xiàng)選擇題=2\*ROMANII】二、單項(xiàng)選擇題=2\*ROMANII8．科學(xué)家利用原子“組合”成一種具有高效催化性能的超分子，W、X、Y、Z四種短周期元素的原子序數(shù)依次遞增，其分子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示（短線代表共用電子對）。其中W、X、Z分別位于不同周期，Z是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素。下列說法不正確的是（）A．簡單離子半徑：Y>Z>W。B．Y與WXZ均能形成至少兩種化合物。C．W與X組成的化合物常溫下一定是氣態(tài)。D．1molZW與水發(fā)生反應(yīng)生成1molW2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為N【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點(diǎn)細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平元素周期律的應(yīng)用本題通過幾種元素形成共用電子對的數(shù)目可以推斷出這些元素最外層電子數(shù)：W為H或ⅦA族元素，X為ⅣA族元素，Y為ⅥA族元素。根據(jù)原子序數(shù)遞增以及Z在同周期中金屬性最強(qiáng)可以推斷，Z是Na，X是C，W是H，Y是O。AH+核外沒有電子，半徑最?。籒aL3BO與H可形成水和過氧化氫，與C可形成一氧化碳和二氧化碳，與Na可形成氧化鈉與過氧化鈉。L3C鹽酸是混合物，不是電