元素周期律
【教学过程】
活动一:找一找原子最外层电子数的变化规律
[试一试]找出1~18号元素原子的最外层电子数,将对应点画在坐标系中恰当的位置。
[分析与讨论]
1.“点”观察:像2He、10Ne、18Ar这样的原子核外电子排布属于稳定的电子层结构,它们的最外层分别是多少?
2.“线”观察:随着元素核电荷数的递增,同一横行元素的原子最外层电子数呈现怎样的变化趋势?
3.“面”观察:随着元素核电荷数的递增,不同横行元素的原子核外电子排布呈现怎样的变化趋势?
活动二:找一找元素主要化合价的变化规律
核电荷数为3~9和11~17号元素的主要化合价
ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
3~9号元素 | 3Li | 4Be | 5B | 6C | 7N | 8O | 9F |
最高正价 最低负价 | +1
| +2
| +3
| +4 —4 | +5 —3 |
—2 |
—1 |
11~17号元素 | 11Na | 12Mg | 13Al | 14Si | 15P | 16S | 17Cl |
最高正价 最低负价 | +1
| +2
| +3
| +4 —4 | +5 —3 | +6 —2 | +7 —1 |
[分析与讨论]
1.“点”观察:元素最高正价、最低负价的数值与原子最外层电子数之间有何关系?
2.“线”观察:随着元素核电荷数的递增,同一横行元素的最高正价、最低负价呈现怎样的变化趋势?
3.“面”观察:随着元素核电荷数的递增,不同横行元素的主要化合价呈现怎样的变化规律?化合价的变化与原子核外电子排布有怎样的因果关系?
活动三:找一找元素的原子半径的变化规律
核电荷数为3~9和11~17号元素的原子半径
3~9号元素 | 3Li | 4Be | 5B | 6C | 7N | 8O | 9F |
原子半径/pm | 152 | 111 | 88 | 77 | 70 | 66 | 64 |
11~17号元素 | 11Na | 12Mg | 13Al | 14Si | 15P | 16S | 17Cl |
原子半径/pm | 186 | 160 | 143 | 117 | 110 | 104 | 99 |
[试一试]根据表中提供的数据,将3~9和11~17号元素的原子半径对应的点画在坐标系中恰当的位置。
[分析与讨论]
1.“点”观察:不同元素原子的半径大小相同吗?
2.“线”观察:随着元素核电荷数的递增,同一横行元素的原子半径呈现怎样的变化趋势?
3.“面”观察:随着元素核电荷数的递增,不同横行元素的原子半径呈现怎样的变化趋势?
【科学探究】以11~17号元素为例探究同一横行元素的金属性和非金属性强弱
探究1:Na、Mg、Al的金属性强弱
[信息提示]
判断元素金属性强弱的依据:通常情况下,元素的金属性越强,它的单质越容易从水或酸中置换出氢,该元素最高价氧化物的水化物的碱性越强。
学生根据信息设计实验,视频演示实验
规律:Na、Mg、Al的金属性逐渐 减弱
探究2:Si、P、S、Cl的非金属性强弱
[信息提示]
判断元素非金属性强弱的依据:通常情况下,元素的非金属性越强,它的单质越容易与氢气反应形成气态氢化物,气态氢化物越稳定,该元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强。
学生根据阅读信息与查阅资料
规律:Si、P、S、 Cl的非金属性逐渐 增强
【提炼归纳】
元素原子最外层电子
元素主要化合价
随着元素核电荷数的递增, 呈现周期性变化
元素原子半径
元素金属性、非金属性
元素周期律: 元素性质 随着 核电荷数的 递增而呈周期性变化的规律。
元素周期律是 原子核外电子排布 发生周期性变化的必然结果。
【拓展提升】预测元素的性质
左表是元素周期表的一部分,请
参考X周边四种元素的性质数据(见已
知信息),预测元素X的最外层电子数、
主要化合价、原子半径、元素的金属
性或非金属性的强弱。
【教学反思】
本节课通过数据分析与推理,发现元素的原子核外电子排布、元素主要化合价、原子半径的周期性变化规律,认识其发生周期性变化的本质原因,形成“结构决定性质”的观念。通过建立模型和科学探究,了解元素金属性和非金属性的周期性变化规律,初步培养证据推理的能力和严谨求实的科学态度。运用模型推测和解释化学现象,体会元素周期律的重要指导意义。通过了解科学家对元素周期律的探索历程,知道元素周期律是许多科学家共同努力的结果,体会人类对客观事物的认识是随着科学的发展而不断走向深入的。