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第2课时元素的性质与原子结构课时教案教学目标知识与技能1.通过有关数据和实验事实，让学生了解原子结构与元素性质之间的关系。2.让学生认识原子结构相似的一族元素在化学性质上表现出的相似性和递变性。过程与方法1.引导学生由原子结构理论分析推导出元素性质的递变规律。2.让学生亲自动手实验来研究物质化学性质的变化规律。情感、态度与价值观1.培养学生辩证唯物主义理论联系实践的观点及方法。2.加深学生对物质世界对立统一规律的认识。3.让学生体会辩证唯物主义量变质变的观点。重点难点教学重点1.元素的性质与原子结构的关系。2.同主族元素性质的递变规律。教学难点同主族元素性质的递变规律。教具准备教具内容主要用途金属钾、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳、滤纸、镊子、小刀、火柴、玻璃片(每4人一组)学生分组实验：钾在空气中燃烧试管、胶头滴管、氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液、四氯化碳(每4人一组)学生分组实验：实验1-1多媒体课件、投影仪多媒体教学课内探究案学生课堂学习使用教学过程教学环节教师活动学生活动导入新课方案一活泼的金属单质钠的性质是我们所熟知的。现象是本质的反映，宏观是微观的体现。现在让我们从原子结构这一微观角度来研究微观结构与宏观性质的关系。聆听。方案二纵观化学史，在元素周期律的发现过程中，不论是拉瓦锡的最初尝试，还是德贝莱纳、纽兰兹、门捷列夫等人的具体探索，无不浸透着科学家对化学的探究。这些探究不仅表现在元素周期律的外部形式，而且深入它的内部联系之中。科学家的探究途径中化学实验贡献甚大，化学实验是化学基石，是检验化学理论的标准。那么，如何通过实验来探究元素的性质与原子结构的关系呢？聆听、思考。对新知识的学习产生期待。方案三元素周期表中为什么把锂、钠、钾等元素编在一个族呢？它们的原子结构和性质有什么联系呢？思考。新知学习学习探究二、元素的性质与原子结构1.碱金属元素(1)碱金属元素的原子结构请同学们阅读课本第5页“科学探究”，并填写第5页表格。观察表中数值，找出碱金属原子结构的相同点和不同点。阅读，完成课本表格内容。讨论、交流。归纳【投影】整理实验探究(2)碱金属单质的化学性质指导学生完成实验：操作：将一干燥的坩埚加热，同时取一小块钾，擦干表面的煤油后，迅速投到热坩埚中，观察现象。同钠与氧气的反应比较。分组完成实验，并记录实验现象。比较钠、钾与氧气反应的剧烈程度。【播放】实验录像——钠、钾与水的反应观看并记录实验现象。归纳整理问题探究通过回忆和观察钠和钾的实验，思考并讨论钠和钾的性质有什么相似性和不同。其余碱金属的性质又如何？思考、讨论。交流。归纳整理①与氧气反应4Li+O22Li2O4Na+O2═2Na2O2Na+O2Na2O2K、Rb、Cs都能与氧气反应，生成更为复杂的产物，如K与O2在不同条件下反应可生成K2O、K2O2、KO2。②与水反应2Na+2H2O═2NaOH+H2↑2K+2H2O═2KOH+H2↑Rb、Cs都能与水反应，但更剧烈。碱金属(R)与水反应的通式：2R+2H2O═2ROH+H2↑问题探究请认真思考，怎样解释碱金属元素在性质上的这种相似性和递变性？思考并讨论。交流。归纳整理相似性：碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似，都易失电子表现强还原性，如都能与氧气、水等反应。递变性：碱金属元素从上到下(Li、Na、K、Rb、Cs)，随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强，它们与氧气、水的反应越来越剧烈，生成的氧化物越来越复杂。最高价氧化物对应水化物的碱性越来越强。问题探究结合课本第7页注释，思考元素金属性强弱的比较有哪些方法？思考、讨论。交流。归纳整理元素金属性强弱的比较方法：①根据金属单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度。金属置换出氢越容易，则元素的金属性越强。如已知金属A可与冷水反应，金属B和热水才能反应，金属C和水不能反应，则金属性：A＞B＞C。②根据金属元素的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来比较。氢氧化物的碱性越强，则金属元素的金属性越强。如已知NaOH为强碱、Mg(OH)2为中强碱、Al(OH)3为两性氢氧化物，则Na、Mg、Al的金属性：Na＞Mg＞Al。③可以根据对应阳离子的氧化性强弱来比较。金属阳离子的氧化性越弱，则元素的金属性越强。氧化性：Al3+＞Mg2+＞Na+，则元素的金属性：Na＞Mg＞Al。或者根据金属单质的还原性强弱来比较。金属单质的还原性越强，则元素的金属性越强。如A+B+═A++B，则A、B元素的金属性：A＞B。学习探究请认真阅读课本第7页表1-1，比较碱金属元素单质的物理性质有何相似性和递变性？阅读、思考。交流。归纳整理(3)碱金属单质的物理性质①相似性：除铯(略带金色光泽)外，其余均呈银白色，较柔软，有延展性，密度较小，熔点较低，导热性和导电性都很好。②递变性：从锂到铯密度逐渐增大(钾反常)，熔沸点逐渐降低。新知学习学习探究例1下列有关碱金属的说法中，正确的是()A.金属锂应保存在煤油中B.金属钠着火应用泡沫灭火器灭火C.它们都能在空气里燃烧生成R2O(R表示碱金属)D.碱金属单质随着核电荷数的递增与水反应的剧烈程度逐渐加剧思考、讨论。解析：金属锂的密度比煤油小，应保存在石蜡中；Na在空气中燃烧生成的Na2O2能与泡沫灭火器喷洒出来的CO2和H2O反应生成O2，使燃烧更剧烈，不能达到灭火的目的；碱金属在空气中燃烧，根据其金属性不同，生成的氧化物不同，如Na在空气中燃烧生成Na2O2，而K则更复杂。答案：D解题指导：在分析有关碱金属元素单质及其化合物的题目时，既要注意应用碱金属元素的相似性、递变性，还要注意其个体差异。①Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。②碱金属还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li。③碱金属阳离子氧化性最弱的是Cs+，最强的是Li+。④碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他元素与O2反应的产物至少有两种。⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。⑥碱金属元素从Li→Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。2.卤族元素(1)卤族元素的原子结构卤族元素的原子结构如下所示：观察、思考。交流。根据卤族元素的原子结构，请你试着推测一下卤素单质在化学性质上所表现的相似性和递变性。你推测的依据是什么？归纳整理①相似性：卤素原子结构的最外层电子数均为7，因此，它们在化学反应中易获得1个电子而表现氧化性。②递变性：卤素从上到下(F、Cl、Br、I)，随着核电荷数的递增，原子的电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子得电子的能力逐渐减弱，即元素的非金属性逐渐减弱。学习探究(2)卤素单质的物理性质课本第8页“资料卡片”中，体现出卤素单质的物理性质有哪些递变性？阅读、思考。交流。归纳整理递变性：从氟到碘，单质的颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔沸点逐渐升高。学习探究(3)卤素单质的化学性质①卤素单质与氢气反应结合课本第8页“卤素单质与氢气反应”的信息，完成卤素单质与氢气反应的表格。阅读课本相关内容。完成课内探究案中相关表格。归纳整理问题探究从卤素单质与氢气的反应中，你得到什么结论？思考、讨论。交流。新知学习归纳整理卤素单质与氢气反应的规律：剧烈程度：逐渐减弱生成的氢化物的稳定性：逐渐减弱反应通式：H2+X2═2HX实验探究②卤素单质间的置换反应指导学生完成课本第8页实验1-1。分组实验，观察实验现象。填写课本第９页表格，写出反应的化学方程式。根据反应方程式和氧化还原反应的规律，比较卤素单质的氧化性。【投影】学习探究根据上述实验，排出Cl2、Br(2)、I2的氧化性强弱顺序及Cl−、Br−、I−的还原性强弱顺序。完成并交流。归纳整理结论：氧化性：Cl2＞Br2＞I2还原性：Cl−＜Br−＜I−问题探究元素的非金属性强弱有什么判断依据呢？思考、讨论。交流。归纳整理元素的非金属性强弱判断依据：①根据非金属单质与氢气化合的难易程度以及氢化物的稳定性判断。与氢气化合越容易或氢化物越稳定，则元素的非金属性越强。②根据非金属元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱判断。元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则元素的非金属性越强。③根据对应阴离子的还原性强弱判断。非金属元素阴离子的还原性越弱，则元素的非金属性越强。也可以根据非金属单质的氧化性强弱判断。非金属单质的氧化性越强，则元素的非金属性越强。问题探究3.元素的性质与原子结构的关系通过学习碱金属单质与氧气、水的反应，以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应，思考元素的性质与原子结构有何关系？思考、讨论。交流。归纳整理碱金属元素：原子最外层电子数同为1，都很少，元素都有很强的金属性。随着原子电子层数的增加，元素的金属性逐渐增强。卤族元素：原子最外层电子数同为7，都很多，元素都有很强的非金属性。随着原子电子层数的增加，元素的非金属性逐渐减弱。总之，元素的性质取决于原子的结构，主要取决于原子最外层上的电子数。原子结构不同，元素性质不同；原子结构相似，元素性质相似；原子结构发生规律性递变，元素性质发生规律性递变。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。学习例2下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是()①单质的氧化性增强②单质的颜色加深③气态氢化物的稳定性增强思考、讨论。探究④单质的沸点升高⑤阴离子的还原性增强A.①②③B.②③④C.②④⑤D.①④⑤解析：卤族元素由上到下(由F到I)，单质的颜色依次加深，沸点依次升高，单质的氧化性依次减弱，阴离子的还原性依次增强，气态氢化物的稳定性依次减弱，故C项正确。答案：C例3X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是()A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B.Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定C.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来D.X在暗处可与H2反应，Y在加热条件下才能与H2反应思考、讨论。解析：X原子比Y原子的电子层数多，X在Y的下方，则非金属性X比Y弱，A项不正确；元素氢化物越稳定，其非金属性越强，B项不正确；Y能置换NaX中的X，则非金属性X比Y弱，C项不正确；单质与H2化合越容易，其非金属性越强，D项正确。答案：D巩固练习具体见本课时的课时学案。课堂小结至此，我们可以看到同一主族元素，无论是金属还是非金属在性质方面都具有一定的相似性和递变性。【投影】图1-1-5布置作业具体内容见本课时的课时学案。