学年高中化学 第三册 第九章 初识元素周期律 92 元素周期表的应用第4课时教案 沪科版docWord下载.docx

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四．教学流程

1．流程图

2．流程说明

引入1：

介绍学习周期律和周期表的作用，明确学习目的。

位置、结构与性质关系2：

复习旧知，明确周期表位置、结构和性质之间存在密切关系，激发探究的欲望。

位置—结构3：

通过周期表中周期、主族划分的依据等知识的回忆，建构位置—结构之间关系，并加以巩固。

结构—性质4：

通过结构决定性质的思想，证实结构与性质存在依存关系。

以第三周期和ⅦA族元素为例，引导学生分析总结原子结构与元素性质之间的关系。

位置、结构和性质之间的关系5：

通过位置—结构、结构—性质关系的构建，引导学生总结位置、结构和性质之间的关系，形成关系网络。

应用6：

通过典型例题巩固位置、结构和性质之间的关系，使学生学会应用。

通过典型事例，引导学生关注周期表在科学研究、工农业生产中应用。

五．教学案例

1．教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

说明

[引入]元素周期律和周期表，无论在过去、现在和将来对化学的研究、工农业生产以及我们学习化学都具有一定的指导作用。

今天，我们一起重温元素周期律和元素周期表，看看它究竟有哪些应用。

[板书]第四节元素周期表的应用

明确学习目的

元素周期表中“位置、结构、性质“之间的关系探究

[过渡]元素周期律和周期表告诉我们，元素的性质随原子序数的递增呈现出周期性变化，元素的性质周期性是原子核外电子排布周期性变化的结果；

元素在周期表中位置与原子结构又密切相连。

这说明元素的性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者有着密切的关系。

元素周期表中这个关系将指导我们更好地学习化学。

[板书]一.周期表中“位置-结构-性质”之间的关系

位置与结构的关系

[提问]元素的原子结构与该元素在周期表中的位置有何关系？

[练习]某元素的原子序数为19，试画出该原子的原子结构示意图，并指出该元素属于哪一周期，哪一主族，是什么元素？

[提问]原子结构与元素性质又有什么关系呢？

[板书]结构与性质的关系

[展示]第三周期元素原子结构示意图。

[提问]总结出第三周期元素原子结构的相同点和递变性。

[讨论]由第三周期元素的原子结构的递变推测第三周期元素及其物质性质的递变。

[设问]那么同主族元素的性质与

原子结构之间有何联系呢？

[讨论1]同主族元素原子的核外电子排布有什么特点？

它对元素的性质有何影响？

[追问]同主族元素的性质有何不同吗？

[投影]卤族元素单质与氢气化合的反应事实。

F2Cl2Br2I2

反应条件暗处光照或点燃加热不断加热

反应程度爆炸剧烈缓慢缓慢

氢化物稳定性很稳定稳定较稳定不稳定

[讨论2]根据F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主族元素性质的递变规律。

[小结]同主族元素性质既有相似性，也有递变性；

同周期元素性质有递变性。

与原子结构的特点正好一致。

[讨论]

①原子序数=核电荷数；

②周期序数=电子层数；

③主族序数=最外层电子数。

[回答]该元素的原子结构示意图为，第四周期，ⅠA族，钾。

[回答]最外层电子数、原子半径决定元素性质。

[回答]相同点：

电子层数相同。

递变性：

核电荷数依次增多；

最外层电子数依次增多；

原子半径依次减小。

[回答]第三周期元素性质递变：

金属性：

Na＞Mg＞Al碱性：

NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3

Na、Mg、Al失电子能力依次减弱。

氢化物稳定性：

SiH4＜PH3＜H2S＜HCl

酸性强弱顺序：

H4SiO4＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4

Si、P、S、Cl四种非金属元素原子得电子能力逐渐增强。

[回答]同主族元素原子的最外层电子数相同，因而化学性质具有相似性。

[回答]从上到下，同主族元素原子核外电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力减小，元素原子得电子能力减弱，失电子能力增强。

因而化学性质具有递变性。

训练学生组织语言及表达能力。

培养学生归纳总结与演绎能力。

通过实验事实和结构分析得出结论。

位置、结构、性质之间关系的总结

[过渡]通过上面的探究，我们知道元素的性质是由其原子的结构所决定的；

元素在周期表中的位置反映了该元素的原子结构和一定的性质。

元素在周期表中位置与结构、结构与性质、位置与性质之间存在一定的关系。

下面请大家总结一下三者之间关系。

[练习1]2004年，某甲宣布发现了一种比F2氧化性更强的非金属单质，某乙宣布制得了一种比HF更稳定的气态氢化物。

试分析其可信度并体会应用了什么知识？

[练习2]R是元素周期表中第六周期ⅦA族元素,关于R的叙述,不正确的是（）A、R是一种非金属元素；

B、R的单质常温下是一种深颜色的固体；

C、R的氢化物稳定；

D、R的最高价氧化物对应水化物是一种酸；

[回答]

其中：

[解答]：

都不可信。

因为：

1、同周期元素中非金属性最强的是F，同主族元素中非金属性最强的是F，因此F是所有元素中非金属性最强的。

[解答]C

元素周期表的其它应用

[设问]门捷列夫在编制元素周期表时，人类只发现了六十多种元素，因此他做过很多大胆的预测，如他就预测在硅和锡之间存在一种元素—“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。

【投影】

相对原子质量

原子

体积

单质

比重

二氧化物

四氯化物

沸点

类硅

72

13

5.5

4.7

22

＜100℃

1.9

113

锗

72.6

13.22

5.47

4.703

22.16

86℃

1.887

113.35

[设问]你知道门捷列夫是如何做出如此准确预测的吗？

[讲述]上述现象表明科学理论的一个重要价值，在于它能预测未知的事实。

门捷列夫正是根据这个规律对某些元素的性质进行大胆预测的。

如周期表中第七周期的空缺位置为新的人工合成元素提供了线索。

[过渡]元素周期表对工农业生产也具有一定的指导作用。

由于在周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找特定性质的新物质。

[板书]二.元素周期表的重要意义

[设问]工农业生产上科学家是如何发挥周期表“位置相近性质相似”的指导作用的？

请大家阅读课本回答。

[讲述]历史上氟里昂的发现正是科学家利用周期表“位置相近性质相似”规律发现的，现在科学家又在周期律的指导下在努力寻找新一代致冷剂。

[小结1]科学工作者正是在元素周期律的指导下，对元素的性质进行了系统的研究，推动了物质结构理论的发展。

[板书]1.学习和研究化学的重要工具

[小结2]在自然科学方面，周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。

原子的电子层结构与元素周期表有密切关系，周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、甚至为指导新元素的合成、预测新元素的结构和性质都提供了线索。

[板书]2.探索科学研究和生产实际，如发现新元素、寻找新材料、寻找催化剂等

[小结3]元素周期表不仅对元素进行了分类，也揭示了一系列的科学观念，如结构决定性质、量变引起质变、复杂现象中蕴含简洁的规律等。

这对化学科学的发展起了积极的推动作用。

[板书]3.论证了“量变质变规律”

[回答]根据元素性质在同周期、同主族性质的递变规律作出的预测。

[回答]

①制造新农药—非金属F、Cl、S、P等。

②寻找新半导体材料—金属与非金属分界线附近Si、Ge等。

③寻找新催化剂—过渡金属。

④寻找耐高温、耐腐蚀材料—过渡金属。

开拓学生视野，体会化学对人类生活和社会发展的贡献。

2．主要板书

3．相关链接

（1）元素周期律和元素周期表的重要意义

元素周期律和周期表，揭示了元素之间的内在联系，反映了元素性质与它的原子结构的关系，在哲学、自然科学、生产实践各方面都有重要意义。

在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。

元素周期表是周期律的具体表现形式，它把元素纳入一个系统内，反映了元素间的内在联系，打破了曾经认为元素是互相孤立的形而上学观点。

通过元素周期律和周期表的学习，可以加深对物质世界对立统一规律的认识。

在自然科学方面，周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。

元素周期律和周期表在自然科学的许多部门，首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面，都是重要的工具。

在生产上的某些应用

由于在周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。

①农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。

②半导体材料都是周期表里金属与非金属接界处的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。

③催化剂的选择：

人们在长期的生产实践中，已发现过渡元素对许多化学反应有良好的催化性能。

进一步研究发现，这些元素的催化性能跟它们原子的d轨道没有充满有密切关系。

于是，人们努力在过渡元素（包括稀土元素）中寻找各种优良催化剂。

例如，目前人们已能用铁、镍熔剂作催化剂，使石墨在高温和高压下转化为金刚石；

石油化工方面，如石油的催化裂化、重整等反应，广泛采用过渡元素作催化剂，特别是近年来发现少量稀土元素能大大改善催化剂的性能。

④耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：

在周期表里从ⅢB到ⅥB的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。

它们是制作特种合金的优良材料，是制造火箭、导弹、宇宙飞船、飞机、坦克等的不可缺少的金属。

⑤矿物的寻找：

地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。

科学实验发现如下规律：

相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少；

偶数原子序的元素较多，奇数原子序的元素较少。

处于地球表面的元素多数呈现高价，处于岩石深处的元素多数呈现低价；

碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的最上部；

熔点、离子半径、电负性大小相近的元素往往共生在一起，同处于一种矿石中。

在岩浆演化过程中，电负性小的、离子半径较小的、熔点较高的元素和化合物往往首先析出，进入晶格，分布在地壳的外表面。

有的科学家把周期表中性质相似的元素分为十个区域，并认为同一区域的元素往往是伴生矿，这对探矿具有指导意义。

（2）元素周期表的应用

元素周期表可以找出元素之间的联系,也方便了一些元素知识的归纳,对学习元素和化合物的性质有帮助.,单质的晶体类型和熔点,元素的酸减性,单质的氧化性还原性,元素的气态氢化物,元素的最高氧化物水化物等重要的化学性质都在元素周期表中有所体现。

单质的颜色和状态

金属元素单质以银白色和灰白色为主。

有色的常见的有：

铜是红色的，金是黄色的。

但在第六周期下方的有些主族金属也略有浅的颜色，比如铯有微黄色，钡也有微黄色，钱兰白色。

非金属的颜色也有一定规律性，基本上常常是上边的浅货无色，越下边越深，但到与两性金属交界处的非金属常带有明显的金属颜色。

单质的晶体类型和熔点

气态的有氢、氮、氟、氯和惰气，在上方和右方。

液态的金属有汞，液态的非金属只有溴。

单质的固态时晶体基本类型在周期表中也有一定区域。

非金属中碳、硅、硼是高熔点的原子晶体。

其他非金属是分子晶体，金属一般全是金属晶体，只有锗有些特殊，它基本上是原子晶体。

元素的酸碱性

元素呈酸就是元素水化物的氧化物呈酸性，元素呈碱就是元素水化物的氧化物呈碱性。

两性元素是其氧化物既能与酸反应又能同碱反应。

单质的氧化性还原性

单质的氧化性主要体现在非金属，金属元素全是还原性的单质，非金属中有一部分在单质时体现出还原性，当然他们在某些时候也体现出氧化性。

元素的气态氢化物

用周期表可以归纳常见元素的气态氢化物的一些性质。

随元素的非金属性变化，氢化物的稳定性也相应变化，大体上向上，向右稳定性比向下向左的稳定性好。

从气态氢化物的可燃性也可以看出这一点。

可燃可燃不可燃不可燃自燃极易燃可燃不可燃

六．教学反思

本节课是从元素周期律和周期表的有关知识复习中引导学生总结位置、结构和性质之间的关系，采用演绎、归纳相结合的方式。

根据学生情况，教师也可从具体题目入手，在学生对元素的“位、构、性”之间的关系有直观的认识，采用归纳、抽象的方式，体会元素周期表中位置、结构和性质之间的关系以及在化学学习上的指导作用。

元素周期表在生产实践和科学研究等方面的重要作用，是学生感兴趣的内容，有条件的学校通过指导学生自己阅读、查找资料，寻找周期表在科学研究与工农业生产中的具体应用，开拓学生视野，使学生对周期表在科学研究、化学对人类生活和社会发展的贡献有深切的情感体验。