高中化學《原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)》教案10 新人教版選修3（通用）

原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(第1課時)知識與技能 1、進一步認識周期表中原子結(jié)構(gòu)和位置、價態(tài)、元素數(shù)目等之間的關系2、知道外圍電子排布和價電子層的涵義3、認識周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布的規(guī)律4、知道周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子結(jié)構(gòu)和位置間的關系教學過程復習必修中什么是元素周期律？元素的性質(zhì)包括哪些方面？元素性質(zhì)周期性變化的根本原因是什么？課前練習寫出鋰、鈉、鉀、銣、銫基態(tài)原子的簡化電子排布式和氦、氖、氬、氪、氙的簡化電子排布式。一、原子結(jié)構(gòu)與周期表1、周期系： 隨著元素原子的核電荷數(shù)遞增，每到出現(xiàn)堿金屬，就開始建立一個新的電子層，隨后最外層上的電子逐漸增多，最后達到8個電子，出現(xiàn)稀有氣體。然后又開始由堿金屬到稀有氣體，如此循環(huán)往復這就是元素周期系中的一個個周期。例如，第11號元素鈉到第18號元素氬的最外層電子排布重復了第3號元素鋰到第10號元素氖的最外層電子排布從1個電子到8個電子；再往后，盡管情形變得復雜一些，但每個周期的第1個元素的原子最外電子層總是1個電子，最后一個元素的原子最外電子層總是8個電子。可見，元素周期系的形成是由于元素的原子核外屯子的排布發(fā)生周期性的重復。2、周期表 我們今天就繼續(xù)來討論一下原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)是什么關系？所有元素都被編排在元素周期表里，那么元素原子的核外電子排布與元素周期表的關系又是怎樣呢？說到元素周期表，同學們應該還是比較熟悉的。第一張元素周期表是由門捷列夫制作的，至今元素周期表的種類是多種多樣的：電子層狀、金字塔式、建筑群式、螺旋型(教材p15頁)到現(xiàn)在的長式元素周期表，還待進一步的完善。首先我們就一起來回憶一下長式元素周期表的結(jié)構(gòu)是怎樣的？在周期表中，把能層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，稱之為周期，有7個；在把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按能層數(shù)遞增的順序由上而下排成縱行，稱之為族，共有18個縱行，16 個族。16個族又可分為主族、副族、0族。思考元素在周期表中排布在哪個橫行，由什么決定？什么叫外圍電子排布？什么叫價電子層？什么叫價電子？要求學生記住這些術語。元素在周期表中排在哪個列由什么決定？閱讀分析周期表著重看元素原子的外圍電子排布及價電子總數(shù)與族序數(shù)的聯(lián)系?？偨Y(jié)元素在周期表中的位置由原子結(jié)構(gòu)決定：原子核外電子層數(shù)決定元素所在的周期，原子的價電子總數(shù)決定元素所在的族。分析探索每個縱列的價電子層的電子總數(shù)是否相等?按電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區(qū)，除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號。s區(qū)、d區(qū)和p區(qū)分別有幾個縱列?為什么s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬?元素周期表可分為哪些族?為什么副族元素又稱為過渡元素？各區(qū)元素的價電子層結(jié)構(gòu)特征是什么？基礎要點分析圖1-16s區(qū)p 區(qū)d 區(qū)ds 區(qū)f 區(qū)分區(qū)原則縱列數(shù)是否都是金屬 區(qū)全是金屬元素，非金屬元素主要集中 區(qū)。主族主要含 區(qū)，副族主要含 區(qū)，過渡元素主要含 區(qū)。思考周期表上的外圍電子排布稱為“價電子層”，這是由于這些能級上的電子數(shù)可在化學反應中發(fā)生變化。元素周期表的每個縱列上是否電子總數(shù)相同？歸納S區(qū)元素價電子特征排布為S12，價電子數(shù)等于族序數(shù)。區(qū)元素價電子排布特征為（-1）d110ns12；價電子總數(shù)等于副族序數(shù)；ds區(qū)元素特征電子排布為(n-1)d10ns12，價電子總數(shù)等于所在的列序數(shù)；p區(qū)元素特征電子排布為ns2np16；價電子總數(shù)等于主族序數(shù)。原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置是有一定的關系的。原子核外電子總數(shù)決定所在周期數(shù)周期數(shù)=最大能層數(shù)（鈀除外）46Pd Kr4d10,最大能層數(shù)是4，但是在第五周期。外圍電子總數(shù)決定排在哪一族如：29Cu 3d104s1 10+1=11尾數(shù)是1所以，是IB。 元素周期表是元素原子結(jié)構(gòu)以及遞變規(guī)律的具體體現(xiàn)。課堂練習1、下列說法正確的有（ ） A26 號元素鐵屬于d 區(qū)B主族族序數(shù)=其價電子數(shù)=最外層電子數(shù) C在周期表中，元素周期數(shù)=原子核外電子層數(shù)D最外層電子數(shù)=8的都是稀有氣體元素E主族共有7列，副族共有7列F元素周期表中第四周期第VA主族的元素與第三周期IIA元素核電荷數(shù)相差132、在元素周期表中存在著許多的規(guī)律。同一主族元素的原子序數(shù)之間也有一定的規(guī)律，填寫下列問題：第一、二、三、四周期中包含的元素數(shù)目分別為 ， 鹵族元素中F、Cl、Br的原子序數(shù)分別為 ，堿金屬元素中Li、Na、K的原子序數(shù)分別為 ；體會上述數(shù)字之間的關系，找出同族元素原子序數(shù)與周期中元素數(shù)目之間的關系。 。3、門捷列夫當年提出的元素周期律是 ，和現(xiàn)在的元素周期律比較，其主要的區(qū)別是 。到元素周期表中找一個與門捷列夫元素周期律不符合的元素 。4、根據(jù)外圍電子排布的不同，元素周期表也可以 分成不同的區(qū)域，右圖是元素周期表的區(qū)域分布示意圖。請說出這樣劃分的依據(jù)，同時寫出 S區(qū)、d區(qū)和p區(qū)的外圍電子排布式。5、用電子排布式表示Al、Cr(原子序數(shù)為24)、Fe(原子序數(shù)為26)、As(原子序數(shù)為33)等元素原子的價電子排布，并由此判斷它們屬于哪一周期哪一族。 Al： Cr： Fe： As： 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(第2課時)知識與技能：1、掌握原子半徑的變化規(guī)律2、能說出元素電離能的涵義，能應用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)3、進一步形成有關物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，初步認識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關系4、認識主族元素電離能的變化與核外電子排布的關系5、認識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關系，了解元素周期系的應用價值教學過程：二、元素周期律 (1)原子半徑探究觀察下列圖表分析總結(jié)：元素周期表中同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？元素周期表中，同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？歸納總結(jié)原子半徑的大小取決于兩個相反的因素：一是電子的能層數(shù)，另一個是核電荷數(shù)。顯然電子的能層數(shù)越大，電子間的負電排斥將使原子半徑增大，所以同主族元素隨著原子序數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。而當電子能層相同時，核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引力也越大，將使原子半徑縮小，所以同周期元素，從左往右，原子半徑逐漸減小。(2)電離能基礎要點概念1、第一電離能I1； 態(tài)電 性基態(tài)原子失去 個電子，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的 叫做第一電離能。第一電離能越大，金屬活動性越 。同一元素的第二電離能 第一電離能。2、如何理解第二電離能I2、第三電離能I3 、I4、I5 ？分析下表：科學探究1、原子的第一電離能有什么變化規(guī)律呢？堿金屬元素的第一電離能有什么變化規(guī)律呢？為什么Be的第一電離能大于B，N的第一電離能大于O，Mg的第一電離能大于Al，Zn的第一電離能大于Ga？第一電離能的大小與元素的金屬性和非金屬性有什么關系？堿金屬的電離能與金屬活潑性有什么關系？2、閱讀分析表格數(shù)據(jù)：NaMgAl各級電離能(KJ/mol)49673857845621415181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376202042170323293為什么原子的逐級電離能越來越大？這些數(shù)據(jù)與鈉、鎂、鋁的化合價有什么關系？數(shù)據(jù)的突躍變化說明了什么？歸納總結(jié)1、遞變規(guī)律周一周期同一族第一電離能從左往右，第一電離能呈增大的趨勢從上到下，第一電離能呈增大趨勢。2、第一電離能越小，越易失電子，金屬的活潑性就越強。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強。 3氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用I1表示)，從一價氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個電子所需消耗的能量叫做第二電離能(用I2表示)，依次類推，可得到I3、I4、I5同一種元素的逐級電離能的大小關系：I1I2I3I4Cl-酸性 HClOH2SO4 ，堿性：NaOH Mg(OH)2第一周期有2*12=2，第二周期有2*22=8，則第五周期有2*52=50種元素元素的最高正化合價=其最外層電子數(shù)=族序數(shù)4、元素的電離能與原子的結(jié)構(gòu)及元素的性質(zhì)均有著密切的聯(lián)系，根據(jù)下列材料回答問題。氣態(tài)原子失去1個電子，形成1價氣態(tài)離子所需的最低能量稱為該元素的第一電離能，+l價氣態(tài)離子失去1個電子，形成+2價氣態(tài)離子所需要的最低能量稱為該元素的第二電離能，用I2表示，以此類推。下表是鈉和鎂的第一、二、三電離能（KJmol1）。元素I1I2I3Na4964 5626 912Mg7381 4517 733（1）分析表中數(shù)據(jù)，請你說明元素的電離能和原子結(jié)構(gòu)的關系是： 元素的電離能和元素性質(zhì)之間的關系是： （2）分析表中數(shù)據(jù)，結(jié)合你已有的知識歸納與電離能有關的一些規(guī)律。 （3）請試著解釋：為什么鈉易形成Na，而不易形成Na2+？ 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(第3課時)知識與技能：1、能說出元素電負性的涵義，能應用元素的電負性說明元素的某些性質(zhì)2、能根據(jù)元素的電負性資料，解釋元素的“對角線”規(guī)則，列舉實例予以說明3、能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋一些化學現(xiàn)象，預測物質(zhì)的有關性質(zhì)4、進一步認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關系，提高分析問題和解決問題的能力教學過程：復習1、什么是電離能？它與元素的金屬性、非金屬性有什么關系？2、同周期元素、同主族元素的電離能變化有什么規(guī)律？(3)電負性： 思考與交流1、什么是電負性？電負性的大小體現(xiàn)了什么性質(zhì)？閱讀教材p20頁表同周期元素、同主族元素電負性如何變化規(guī)律？如何理解這些規(guī)律？根據(jù)電負性大小，判斷氧的非金屬性與氯的非金屬性哪個強？科學探究根據(jù)數(shù)據(jù)制作的第三周期元素的電負性變化圖，請用類似的方法制作IA、VIIA元素的電負性變化圖。電負性的周期性變化示例歸納志與總結(jié) 1、金屬元素越容易失電子，對鍵合電子的吸引能力越小，電負性越小，其金屬性越強；非金屬元素越容易得電子，對鍵合電子的吸引能力越大，電負性越大，其非金屬性越強；故可以用電負性來度量金屬性與非金屬性的強弱。周期表從左到右，元素的電負性逐漸變大；周期表從上到下，元素的電負性逐漸變小。電負性的大小可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”的電負性則在1.8左右，他們既有金屬性又有非金屬性。 2、同周期元素從左往右，電負性逐漸增大，表明金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。同主族元素從上往下，電負性逐漸減小，表明元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。思考5對角線規(guī)則：某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)相似，被稱為對角線原則。請查閱電負性表給出相應的解釋？2.在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的性質(zhì)有些相似，被稱為“對角線規(guī)則”。查閱資料，比較鋰和鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物，鈹和鋁的氫氧化物的酸堿性以及硼和硅的含氧酸酸性的強弱，說明對角線規(guī)則，并用這些元素的電負性解釋對角線規(guī)則。對角線規(guī)則課堂練習1、下列對電負性的理解不正確的是 （ ） A、電負性是人為規(guī)定的一個相對數(shù)值，不是絕對標準B、元素電負性的大小反映了元素對鍵合電子引力的大小C、元素的電負性越大，則元素的非金屬性越強D、元素的電負性是元素固有的性質(zhì)，與原子結(jié)構(gòu)無關2、應用元素周期律的有關知識，可以預測我們不知道的一些元素及其化合物的性質(zhì)。下列預測中不正確的是 （ ）Be的氧化物的水化物可能具有兩性，Tl能與鹽酸和NaOH溶液作用均產(chǎn)生氫氣，At單質(zhì)為有色固體，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，Li在氧氣中劇烈燃燒，產(chǎn)物是Li2O2，其溶液是一種強堿，SrSO4是難溶于水的白色固體，H2Se是無色，有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體A B C D總結(jié)同周期元素、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律。元素的金屬性與非金屬性隨核電荷數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化，在同一周期中，從左到右元素的金屬性遞減非金屬性遞增。例如，第三周期元素：根據(jù)Na、Mg、Al與水的反應越來越困難，以及NaOH、Mg(OH)2、A1(OH)3堿性遞減，說明Na、Mg、燦的金屬性逐漸減弱；根據(jù)Si、P、S、形成氫化物越來越容易，且生成的氫化物穩(wěn)定性依次增強，以及H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4酸性遞增，說明S、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強。 3、電負性數(shù)值的大小與元素原子得、失電子的能力之間具有一定的關系。試在乙、丙兩個坐標系中，按要求作出相應元素電負性的變化趨勢曲線。 甲 乙 丙 （1）元素的電負性和原子結(jié)構(gòu)的關系是 ；（2）元素的電負性和金屬、非金屬的關系是 ；（3）說出元素電負性的一些應用 4、元素電負性數(shù)值的大小可用于衡量元素的金屬性、非金屬性的強弱。一般認為，電負性大于18的元素為 元素，電負性小于18的元素是 。在短周期元素中電負性最大的是 元素，電負性最小的是 元素，在同一周期中，元素電負性的變化規(guī)律是 。5、電負性的數(shù)值能夠衡量元素在化合物中吸引電子能力的大小。電負性數(shù)值 的元素在化合物中吸引電子的能力 ，元素的化合價為 值；電負性數(shù)值 的元素在化合物中吸引電子的能力 ，元素的化合價為 值。請指出下列化合物中化合價為正值的元素。CH4 NaH NF3 NH3 SO2 H2S ICl HBr 6、比較下列各組元素電負性的大小以及非金屬性的強弱。并總結(jié)出其中的規(guī)律。 (