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1、第四章物质结构 元素周期律4.1.2原子结构与元素的性质一、教材分析本课时是教材第四章第一节第二课时的内容，该课时是在学习了原子结构和元素周期表的基础上，以碱金属和卤族元素为代表，深入研究两个主族元素的原子结构、元素性质的相似性和递变性。通过该课时的学习，可以让学生对于同主族元素性质有较清晰的认识，对于常见的活泼金属和活泼非金属有一定的了解。通过对碱金属元素和卤族元素性质的研究来探究元素性质与原子结构的关系，能够知道金属和非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。在新教材的编排中，更加注重概念理论知识的建构过程和各部分知识间的联系。核心教学活动凸现了概念理论的建构过程，更注重科学学习方法的
2、教育。二、学情分析在之前的学习中，学生已经知道了原子核外电子排布的规律，能够给出主族元素的核外电子排布；学生也知道元素周期表中元素的排列是由该元素原子的核外电子排布决定的，能够明确主族元素的电子层数、最外层电子数与其在周期表中的位置之间的关系；同时在第二章的学习中，学生知道了金属钠和非金属氯的基本性质。但是，学生没有清晰的元素变化规律的认识，还不能将周期表与元素的原子结构以及元素性质相联系。通过本课时的学习，学生可以建立同主族元素性质的相似和递变的简单模型，为今后元素周期律的学习打下坚实的基础。三、素养目标【教学目标】1.通过展示-探讨-总结的教学环节，初步掌握元素的性质与原子结构的关系、初步
3、学会总结元素的性质递变规律的能力。 2.通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法。 3.通过对同主族元素性质的探究，使学生融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。 【评价目标】1.通过对碱金属及卤族元素性质递变性的实验探究，诊断并发展学生实验探究的水平（定性水平和定量水平）。2.通过对原子结构影响化学性质的分析及总结，诊断并发展学生对元素“位-构-性”的认识进阶（物质水平、元素水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。3.通过对陌生元素性质的探究及应用的预测及验证，诊断并发
4、展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角）。四、教学重难点1. 碱金属元素、卤族元素化学性质变化规律2. 原子结构决定元素性质的思想方法的确定五、教学方法归纳、实验探究、演绎六、教学设计思路提出问题实验探究理论结论（碱金属的原子结构特点和性质递变规律）理论预测（卤素的原子结构特点和性质递变规律）实验验证总结规律应用规律。符合学生从实践到理论，再以理论指导新的实践的认知规律，有效建构学生的知识体系。七、教学流程 以元素周期表的排布原则为导入，引入原子结构与元素性质存在相关性。以典型金属元素所在IA族的碱金属元素为研究对象，通过实验探究，对比钾和钠性质上的相同点和不同点；在此基础上，引导学生从原子
5、结构层面分析性质差异的原因；从局部到整体，总结出碱金属一族元素性质的相似性及递变性，并进行碱金属元素的性质预测。利用已学碱金属的研究方法，预测卤族元素结构和性质的关系；利用已有的科学事实，证明卤族元素结构和性质的关系；逐步累积演进，实现学习进阶，利用已有的科学事实，证明卤族元素结构和性质的关系。结合碱金属及卤族元素，总结得出元素性质与原子结构的关系。学生对结构决定性质这一原则有了进一步的整体认识，既保证了知识关联结构化，同时建构了完整的假设-验证-归纳-总结-预测的学习过程。本节课应用视频、演示实验、学生分组实验、小组合作讨论等多种教学方式激发学生学习兴趣，培养学生思维的深刻性、观察、动手能力
6、及合作意识。八、教学过程教学环节教师活动学生活动碱金属元素性质的相似性和递变性环节一：实验探究，总结异同我们知道，第一张元素周期表是俄国化学家门捷列夫发表的，但是门捷列夫并不是第一个尝试给各种化学元素排序的科学家，但为什么门捷列夫绘制的周期表轰动了整个科学界呢？门捷列夫的伟大之处就是他在元素周期表中，给当时的未知元素留出了空位。更令人惊讶的是，他准确的预言了其中很多未知元素的性质。那么门捷列夫是根据什么预言未知元素的性质的呢？通过本节课的学习，同学们就能找到答案。观看短视频，感知物质性质与结构之间的微妙关系研究元素时，人们经常把周期表中同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在某种内在联系。这种
7、内在联系是什么呢？ 我们将从他们的结构和性质关系入手。根据表格信息，请总结碱金属的物理性质有什么相似性和规律性。【总结】单质的颜色，除铯外，都呈银白色，状态柔软，密度小，熔点低。展示碱金属元素问题1：金属钠与钾处于同一主族，他们的性质是否存在相似之处？交流讨论，得出假设：金属钠具有强还原性，可与水和氧气发生反应。金属钾与钠处于同一主族，具有相似的性质，也能与水和氧气发生反应。金属钾与水和氧气反应的现象与金属钠有何异同，我们通过一组对照实验来验证一下。播放视频（立足于旧知，激发学生的探究意识）请根据实验现象，总结金属钠与钾的性质差异观看实验视频，观察现象异同，总结性质差异。环节二理论分析，对比归
8、纳从实验现象可知金属钠与钾均能与水和氧气发生反应，表现为强还原性，并且金属钾的反应更加剧烈。问题2：结构决定性质，金属钠和钾的原子结构又存在什么异同之处？查阅元素周期表，填写教材P5中的表格，对比碱金属的原子结构示意图，归纳碱金属原子结构的相同点和不同点。【归纳】相同点：最外层只有一个电子不同点：随着核电荷数的增加，原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。【思考与交流】：通过观察和回忆钾和钠的实验，你认为钾和钠性质的相似性和不同点与它们的原子结构有什么关系呢？钾和钠都能与氧气和水反应，性质相似，是因为它们的最外层都是有1个电子，而钾比钠反应更剧烈，是因为钾原子比钠原子多一个电子层。环节三：归
9、纳总结，性质预测【思考与交流2】归纳整个碱金属元素性质与原子结构的关系，并预测锂和铷的性质。【学生归纳】碱金属元素最外层都有1个电子，它们的化学性质相似，都能与氧气、水反应。碱金属从锂到铯，随着电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，失电子越来越易，与氧气、水反应越来越剧烈。锂反应没有钠剧烈，铷反应比钾剧烈。【预测】已知镁分别能与氧气和水反应。1.请预测钙的性质2.请设计实验验证镁与钙金属性的强弱根据碱金属性质递变性及金属镁的性质合理推测钙的性质。卤族元素性质的相似性和递变性环节四：类比演绎，预测规律【过渡】通过碱金属的学习，我们已经知道了最外层电子数都为1个电子
10、的碱金属原子结构和性质的关系，那同学们能不能类推卤族元素结构和性质的相似性和递变性呢？【类推】相似性：最外层电子数都为7，都易得一个电子，都有氧化性。递变性：从氟到碘，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，得电子越来越难，氧化性逐渐减弱。【学与问】根据卤族元素的原子结构，请你试着推测一下氟、氯、溴、碘在化学性质上所表现的相似性和递变性。环节五：实验事实，验证规律如何证明我们的预测是否正确呢？除了实验，我们还可以通过一些科学家已经得出的客观事实来证明我们的结论？例如教材第8页卤素单质与氢气的反应。请根据反应事实，总结卤素与氢气反应的规律性变化。相似性：卤素单质均为
11、双原子分子，均能与氢气反应生成氢化物。递变性：从F2到I2，与氢气反应越来越难，氢化物稳定性逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。类似比较金属活泼性强弱，证明卤素元素的非金属性强弱也可以通过卤素单质间的置换反应。【实验4-1】完成下列实验，观察现象。写出有关反应的化学方程式。根据现象写出方程式，比较以上三个反应氧化剂、氧化产物的氧化性强弱。得出结论：Cl2Br2I2【教师】阅读教材P8资料卡片，卤素单质在物理性质上同样存在相似性和递变性。【归纳】从F2到I2，颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐增大，状态逐渐从气体液体固体归纳深化环节六：回扣主题，拓展应用【教师总结】通过比较碱金属和卤族元素，我们可
12、以看出，元素的性质与原子结构有密切的练习，特别是与最外层电子数有关，结构的相似的一族元素，在化学性质上表现出相似性和递变性。拓展到整个元素周期表，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。思考，总结，内化已知碱金属和卤族元素的递变性质，请根据已有科学事实，总结出判断金属性，非金属性强弱的依据。【学生归纳】（研究方法）元素的性质强弱比较九、板书设计元素的性质与原子结构（一）碱金属结构（从Li到Cs） 性质同：最外层为1e- 都能与氧气和水反应异：电子层数，原子半径， 与氧气和水反应反应越来与剧烈 失电子越来越来越容易 金属性逐渐增强（二）卤族元素结构（从F2到I2） 性质同：最外层为7e- 都能与氢气反应异：电子层数，原子半径， 与氢气反应越来越难,生成氢化物稳定性逐渐减弱 得电子越来越来越难 非金属性逐渐减弱