人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表教案设计

第四章 物质结构 元素周期律

   第一节 原子结构与元素周期表

    第3课时 教学设计

【教学目标】

1.了解碱金属元素和卤族元素在周期表中的位置及原子结构特征。

2.了解碱金属元素、卤族元素性质的相似性和递变性。

3.领悟同主族结构和性质的相似性和递变性。

【教学重难点】

1.碱金属元素的原子结构与性质的关系。

2.卤族元素的原子结构与性质的关系。

【教学过程】

1.新课导入

[引入]我们知道，金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以人们常说，原子结构决定元素的性质。经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为它们之间存在着某种内在的联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从它们的结构和性质的关系来进行探讨。

2.新课讲授

[师]请同学们填写课本P93页表中的信息，并思考和讨论下列问题。

（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？

（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？

[生]核电荷数从Li到Cs逐渐增多；原子半径逐渐增大。

电子层数依次增多，从2层增大到6层；最外层电子数都相同为1。

[归纳]①相似性：最外层电子数都是1。

②递变性：Li―→Cs，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大。

[师]阅读下表（教材P95），总结归纳碱金属单质的物理性质

[投影]碱金属单质的物理性质

[实验1]取钾、钠各一粒，分别放在石棉网上的左、右两边，同时加热。观察实验的现象。

[现象]钾首先熔化（熔点低），先与氧气发生反应，后钠再熔化与氧气反应。

[师]那由此可以得出钾和钠的活动性大小是怎么样的呢？

[生]金属活动性：K>Na

[小结]相同条件下，碱金属从Li到Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。

[过渡]我们知道金属钠除了与氧气反应外还能与水发生反应。

[实验2]钾、钠与水的反应：取两烧杯，放入相同量的水，然后分别取绿豆大的钾、钠各一粒同时分别放入两烧杯中，观察实验的现象。

[生]钾浮于水面；迅速熔化成银色小球；四处游动；反应剧烈；有轻微爆炸声并着火燃烧 ；反应后滴入酚酞；溶液变红。

钠浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后滴入酚酞；溶液变红。          

[讲解]碱金属都能与水反应，生成氢氧化物并放出氢气；由锂到铯与水反应越来越剧烈。

[小结]碱金属元素的化学性质具有递变性，随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数增多，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强。即从锂到铯，金属性逐渐增强。

[过渡]借鉴刚刚推导碱金属元素性质递变规律的方法，结合已学过的氯元素的性质，现在我们来进一步学习卤族元素，并比较与Cl2的相同与不同之处。

[师]我们先一起来认识一下卤族元素原子的结构，并总结原子结构特点

[师]卤族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。相似性：最外层电子数都是7。

递变性：Li→Cs，核电荷数增大，电子层数增多，原子半径增大。

[师]根据下表，总结卤素的物理性质有什么相似性、递变性。

相似性：都是双原子分子，有颜色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂（萃取原理）。

递变性：从氟到碘，单质的颜色逐渐加深，密度依次增大，熔点、沸点依次升高。

[实验3]卤族单质与H2的反应：根据实验，填写学案

[投影]

[归纳总结]随着核电荷数增加，卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐减弱，生成的气态氢化物的稳定性逐渐减小，卤素单质的氧化性逐渐减弱。即氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2。

[实验4]Cl2、Br2、I2间的置换反应：完成下列实验，观察现象。写出有关反应的化学方程式及结论。

[投影]

小结：单质间的置换反应：

①Cl2与NaBr溶液反应: Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2

②Cl2与KI溶液反应:   Cl2+2KI =2KCl+I2

③Br2与KI溶液反应:   Br2+2KI =2KBr+I2

Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序为: Cl2>Br2>I2

[思考]根据以上关于卤素单质的实验，你能看出卤族元素结构与性质的哪些相似性和递变性吗？

[投影]

①相似性(用X代表卤族元素)：

单质X2

化合物→最高价氧化物对应水化物(除氟外)都为强酸。

②递变性

具体表现如下：

a.与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：

稳定性：HF>HCl>HBr>HI；

还原性：HF<HCl<HBr<HI；

酸性：HF<HCl<HBr<HI。

b.最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。

【课堂小结】本节课的主要内容为碱金属元素、卤素的结构与性质，通过Na、K性质比较、卤素性质的学习，初步了解原字结构对性质的影响，初步形成利用元素周期表和周期律进行探究的素养。

【板书】

4.1.3原子结构与元素的性质

一、碱金属元素 [锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)]

1.碱金属元素的原子结构

2.碱金属单质的物理性质

3.碱金属单质的化学性质

(1) 钠、钾与氧气的反应

相同条件下，碱金属从Li到Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。

(2)  Na、K与H2O的反应

碱金属都能与水反应，生成氢氧化物并放出氢气；由锂到铯与水反应越来越剧烈。

碱金属元素结构与性质的相似性和递变性

二、卤族元素[氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)]

1.卤族元素的原子结构

2.卤族单质的物理性质

3.卤族单质的化学性质

(1)卤族单质与H2反应

(2)Cl2、Br2、I2间的置换反应

(3)卤族元素结构与性质的相似性和递变性

①相似性(用X代表卤族元素)：

单质X2

②递变性