资源简介

优秀教案系列
第四章　物质结构　元素周期律复习课
教学目标
1.理解和掌握原子核外电子的排布规律,能够正确书写前20号元素的原子结构示意图,能够熟练书写常见物质的电子式。
2.了解元素周期表的结构,理解元素周期表与原子结构的关系,会应用元素周期表。
3.巩固元素周期律的实质及内容,通过自主学习过程,培养学生总结问题、归纳问题的能力。
4.使学生具有总结元素递变规律的能力,提升推测原子结构和元素性质的能力,能把“位、构、性”初步联系起来,并熟练运用。
5.提高逻辑推理能力、论证能力,从而发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养。体会量变到质变的过程,感悟科学发现和科学理论对科学实践指导的重要意义。
评价目标
通过元素及其性质推测,诊断学生对“位、构、性”三者之间的规律及其应用的掌握情况。
重点、难点
“位、构、性”三者之间的规律及其应用。
教法、学法
归纳整理、质疑探究、讲练结合、问题引导。
课时安排
建议1课时。
教学准备
多媒体课件。
　　【课题引入】同学们,物质结构和元素周期律是中学化学重要的理论基础知识,今天我们一起来深化、概括、综合复习本章内容。
　　【自主学习】(2019·北京)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(　　) A.In是第五周期第ⅢA族元素 BIn的中子数与电子数的差值为17 C.原子半径:In>Al D.碱性:In(OH)3>RbOH 【教师总结】解决元素化合物题目的方法:结构—性质。 本知识点设计说明:由简单的高考题入手,引导学生建立解决物质结构、元素周期律题目的基本模型。 一、原子结构、元素的性质及元素在周期表中的位置之间的关系 1.原子结构及原子核外电子的排布规律 【提出问题】原子如何构成,如何表示原子的结构 【学生回答】原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。用原子结构示意图表示原子结构。 【教师总结】质子数决定元素的种类。中子数决定质量数。核外电子数决定元素的性质,电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数。举例理解X的含义、原子的符号及相关计算。课件展示。 【提出问题】核外电子如何排布,排布规律是什么 画出N、Cl、Ca原子的结构示意图。 【学生回答】核外电子分层排布,排布规律如下: ①每个电子层最多排2n2个电子; ②最外层排小于等于8个电子(K层只有2个电子),次外层排小于等于18个电子,倒数第三层排小于等于32个电子; ③先排能量低的电子层,后排能量高的电子层。 展示原子结构示意图。 【教师总结】电子层的划分及核外电子的排布规律。课件展示。
　　【例1-1】课件展示。 例题分析:该题是高考中的常见题型,重点考查学生对原子组成以及组成粒子之间数量关系的熟悉程度。 例题解答:B　在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数,左上角表示质量数,据此可知该核素的质子数=86,质量数=222。又因为中子数+质子数=质量数,核外电子数=质子数,所以该粒子中中子数与电子数之差为222-86-86=50,答案选B。 【教师总结】(1)质量数、质子数、中子数的关系;(2)原子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系;(3)阳离子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系;(4)阴离子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系。课件展示。 本知识点设计说明:从原子结构出发,深入理解质量数、质子数、中子数之间的关系,深化结构决定性质的化学思维。 2.核素、同位素 【提出问题】什么是核素、同位素 如何区分元素、核素、同位素 【学生回答】学生举例回答。 【教师总结】质子数相同的原子,则同属一种元素,质子数决定元素种类。相反,元素种类确定,则质子数可根据原子序数获得。 引领学生区分元素、核素、同位素,并举例对比。课件展示。 规律总结:元素、核素、同位素三者之间的关系。课件展示。 【追问】我们又是如何确定元素的相对原子质量 【学生交流】元素的平均相对原子质量:A=A1·x1+A2·x2+A3·x3……。展示。 【例1-2】课件展示。 例题分析:考查了核素、同位素的相关知识。质子数相同、质量数不同的核素,也就是说中子数不同的核素,应互为同位素。同素异形体是指同种元素形成的不同单质。 例题解答:BSe和Se为Se元素的不同原子,属于不同的核素,A错误Se和Se是同一元素的不同原子,互为同位素,B正确Se和Se的中子数分别为44和46,C错误Se和Se的质子数都为34,D错误;故选B。 本知识点设计说明:将元素、核素、同位素三个概念放在一起分析,通过理解三个概念之间的相互联系,让学生建立整体与局部相互联系的意识,进一步区分三个概念。 3.元素周期表与原子结构的关系 【提出问题】元素周期表是如何编制的 元素周期表的结构又是怎样的 【学生回答】把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,再把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上而下排成纵列。元素周期表的结构:7个周期(3个短周期、4个长周期)和16个族(7个主族、8个副族、1个0族)。 【教师总结】元素周期表的结构。课件展示。 【例1-3】课件展示。 例题分析:本题考查了元素周期表的特点及其原子结构示意图的应用。根据图中元素周期表方格可以获得的信息:左上角的数字表示原子序数;字母表示该元素的元素符号;中间的汉字表示元素名称;汉字下面的数字表示相对原子质量;结合原子结构示意图的信息(电子层数=周期序数)进行分析判断。 例题解答:(1)23　2　(2)金属　50.94　(3)四 解析:(1)由元素周期表方格的信息可知,钒的原子序数为23,原子序数=质子数,所以质子数为23;在原子中,质子数=核外电子数,所以x=23-8-11-2=2。 (2)由元素名称的偏旁“金”字可知,该元素属于金属元素;由元素周期表方格的信息可知,其相对原子质量为50.94。 (3)电子层数=周期序数,故填四。 【教师总结】利用元素的原子结构推断元素位置:电子层数=周期序数。 最外层电子数=主族序数=最高正化合价数(O、F除外),课件展示。 本知识点设计说明:元素周期表的结构是学习和解决元素周期表和元素周期律问题的基础,元素周期表的结构受原子结构的影响,原子结构决定了元素在周期表中的位置,同时元素位置反映了原子结构,让学生充分理解“位”与“构”的关系。 二、原子的结构、元素性质的周期性变化(难点) 【提出问题】元素周期表中元素的排列呈现出周期性的变化规律,元素的性质也呈现出了周期性的变化规律,主要表现在哪些方面 出现这些变化的原因是什么 【学生回答】元素周期律的内容、元素化合价、原子半径等变化规律,原因是元素原子的核外电子排布呈周期性变化。 【教师总结】元素化合价、原子半径等的变化规律,点明结构决定性质。课件展示。 【例2-1】课件展示。 例题分析:本题考查元素的化合价,根据化合物中正、负化合价的代数和为0来计算最高正化合价,元素在氢化物中的化合价为最高正化合价-8是解答本题的关键。 例题解答:B　由元素最高价氧化物对应的水化物的化学式是H2XO4,则元素X的最高正化合价为+6价,其最低负化合价为6-8=-2价,即元素在气态氢化物中的化合价为-2价。HX中X的化合价为-1价,A错;H2X中X的化合价为-2价,B正确;XH3中X的化合价为-3价,C错;XH4中X的化合价为-4价,D错;故选B。 【提出问题】元素的性质与元素在周期表中的位置有什么关系 请完成表格。 【学生展示】展示表格。 【教师总结】同一主族元素,原子结构相似,元素性质相似;同一周期元素从左到右,性质递变。课件展示。
　　【例2-2】课件展示。 例题分析:本题由性质反推元素在周期表中的位置,再由位置推测性质。突破口是元素非金属性强弱的判断方法——最高价氧化物对应的水化物的酸性越强则非金属性越强,再依据同周期元素的非金属性从左到右逐渐增强,确定X、Y、Z的位置。 例题解答:A　由酸性:HXO4>H2YO4>H3ZO4可知,X、Y、Z的非金属性强弱顺序是X>Y>Z,则三种元素在周期表中从左到右的顺序是Z、Y、X。同周期元素从左到右,原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,最外层电子数逐渐增多,最高正化合价逐渐升高,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。所以非金属性强弱顺序是X>Y>Z,非金属性越强,相应阴离子的还原性就越弱。答案选A。 【教师总结】[难点突破讲解] 1.粒子半径大小的比较规律 (1)同周期元素(稀有气体元素除外)的原子半径:从左到右,原子半径逐渐减小。 (2)同主族元素的原子半径和离子半径:从上到下,原子(离子)半径逐渐增大。 (3)电子层结构相同的离子:核电荷数越大,离子半径越小。 (4)同种元素的粒子半径:同一元素的阳离子半径<相应原子半径,阴离子半径>相应原子半径;同种元素形成的不同价态的离子,价态越高,离子半径越小。 2.元素的金属性和非金属性强弱的判断依据 金属性强弱的判断依据:(1)金属单质与水或者酸反应的快慢。 (2)最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。 (3)金属与盐溶液发生的金属间的置换反应。 非金属性强弱的判断依据:(1)非金属单质与氢气反应的难易。 (2)气态氢化物的稳定性强弱。 (3)最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。 (4)非金属单质间的置换反应。 【迁移应用】 1.推断元素位置、结构和性质 课件展示。 例题分析:元素的原子结构、在周期表中的位置及性质三者的关系是本章的重点之一。本题是一道综合三者关系的推断题:由表中位置及原子结构推断元素,再由元素或表中位置推断性质。 例题解答:A　因为质子数和中子数之和是质量数,若A的原子序数是x,则B的原子序数是x+9,C的原子序数是x+2。根据题意可知x+x+2+x+9=2×(x+9),解得x=7,则A、B、C分别是N、S、F。同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。同周期元素从左到右(稀有气体元素除外),原子半径逐渐减小,非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱。A不正确,原子半径的大小顺序应为B>A>C;硝酸是氧化性酸,B正确;硫酸和氢硫酸都属于酸,C正确;F是最强的非金属元素,D正确,所以答案选A。 2.比较或推断一些性质 课件展示。 例题分析:本题考查元素周期表中同一周期元素性质的递变规律,同一周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱,最高正化合价从+1价升高到+7价。 例题解答:B　同周期元素从左到右,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱,若R(OH)n为强碱,W(OH)n+1不一定为强碱,A错误;同周期元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强,若HnXOm为强酸,则Y一定是活泼的非金属元素,B正确;若Y的最低负化合价为-2价,则Y的最外层电子数为6,Z的最外层电子数为7,最高正化合价为+7价,所以Z可能为F或Cl,而氟元素无正化合价,C错误;如果R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的第三周期元素,若X的最高正化合价为+5价,即为P,则R为金属铝,D错误。故选B。 【教师总结】利用元素周期表及元素周期律我们可以比较或推断一些性质: 比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、氢化物的稳定性;比较同周期元素及其化合物的性质;比较不同周期元素的性质(先找出与其同周期元素作参照),推断一些未知元素及其化合物的性质。 【总结】“位—构—性”之间的关系。板书呈现,课件展示。 本知识点设计说明:元素周期律和元素周期表体现了对元素的科学分类法,以及结构决定性质的化学观念,它论证了事物变化中量变引起质变的规律。通过从同周期、同主族元素的原子结构及性质变化规律入手,挖掘“位置-结构-性质”之间的内在联系,建立模型,为解决问题提供依据。 三、从粒子间的相互作用来认识物质及其变化 【提出问题】原子间为什么能相互结合 【学生回答】原子结合的作用力:离子键、共价键。 【教师展示】化学键及其分类。课件展示。 【提出问题】哪些元素之间能形成离子键,哪些元素之间能形成共价键 又如何用电子式表示离子化合物和共价化合物 【学生回答】形成离子键和共价键的元素类别,以及用电子式表示离子化合物和共价化合物的方法。 【教师展示】强调并补充学生答案。课件展示。 【例3-1】课件展示。 例题分析:本题考查电子式的书写,从离子化合物和共价化合物的电子式书写方法来确定电子式的书写是否正确。
　　(1)电荷:用电子式表示离子键形成物质的结构时,需标出阳离子和阴离子所带的电荷,而共价键形成物质时不标出电荷。(2)方括号:离子键形成物质时,阴离子及铵根离子需用方括号括起来,括号外在上角注明带的电荷,而共价键形成物质时不用方括号括起来。 例题解答:A　NH4Cl为离子化合物,氯离子需要标出最外层电子,正确的电子式为,B错误;氨中N的最外层应为8电子的稳定结构,应为,C错误;H2S为共价化合物,不带电荷。 【教师展示】强调电子式书写时的注意事项。 【例3-2】课件展示。 例题分析:本题考查组成元素与化学键的关系,化学键的形成及判断的一般规律为解答的关键,注意导电说明物质内存在自由移动的带电粒子。一般来说,活泼金属元素与活泼非金属元素形成离子键,非金属元素之间形成共价键。只含共价键的化合物为共价化合物,而熔融状态时和固态时,都能导电的为金属单质。 例题解答:(1)①　(2)③⑤⑥　(3)②④⑦　(4)⑩ 解析:①CaBr2中只含离子键;②H2O中只含共价键,为共价化合物;③NH4Cl中含离子键和共价键;④H2O2中含共价键,为共价化合物;⑤Na2O2中含离子键和共价键;⑥Ca(OH)2中含离子键和共价键;⑦HClO中只含共价键,为共价化合物;⑧I2中只含共价键,为单质,且常温下为固体;⑨He中不存在化学键,⑩Al为金属单质。 【教师总结】化学键判断中注意的问题。课件展示。 本知识点设计说明:在原子结构的基础上,巩固化学键的概念,使学生从粒子间相互作用的视角进一步认识元素的原子如何构成物质,以及化学反应中物质变化的实质。 【经典考题】课件展示。 例题分析:本题考查元素周期律的应用,依据原子最外层电子数与形成共价键数目的关系,分析题给化合物的结构示意图,同时利用化合物中正、负化合价代数和为零和题给信息逐一推断元素。 例题解答:C　由W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl,X为Si,由化合物中正、负化合价代数和为0可知,Y元素的化合价为-3价,则Y为P元素;由W所带的电荷数可知,W为Na元素。 氯化钠为强酸强碱盐,水溶液呈中性,A错误;同周期元素从左到右(稀有气体元素除外),非金属性依次增强,则非金属性的强弱顺序为Cl>P>Si,B错误;P元素的最高价氧化物对应的水化物为磷酸,磷酸是三元中强酸,C正确;新化合物中P元素的化合价为-3价,满足8电子稳定结构,D错误。故选C。 【评价反馈】1.宏观辨识与微观探析。 2.证据推理与模型认知。 【单元整合】引导学生利用思维导图或者框图构建知识体系。 【课堂小结】结合课件总结本章内容。课件展示。 【教学反思】在教学过程中充分挖掘本章所蕴含的学科核心素养,通过原子结构的组成、原子结构的示意图、电子式等表征物质的组成及变化,利用质量数、中子数、质子数等定量分析计算粒子间的关系,在原子结构的基础上,进一步认识化学键及化学反应中物质变化的实质,把握微观与宏观的联系。通过元素周期表、元素周期律知识解释物质的性质或变化规律,预测新物质的性质等巩固证据推理与模型认知的观念。
1.下列各组粒子中属于同位素的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A.16O和18O B.H2O和D2O C.H2和D2 D.24Mg和24Na
2.下列物质中,只含有离子键,不含有共价键的是(　　)
A.HCl B.KOH C.CaCl2 D.CO2
3.下列递变情况中正确的是(　　)
A.Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次减少
B.Si、P、S元素的最高正化合价依次降低
C.C、N、O的原子半径依次减小
D.Li、Na、K的金属性依次减弱
4.现有8种元素的性质、数据如下表所列,它们属于第二或第三周期。
项目 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 0.82
最高或最 低化合价 +2 +1 +5 +7 +1 +5 +3
-2 -3 -1 -3
回答下列问题:
(1)③的元素符号是　　　　,⑧的元素名称是　　　　。①在元素周期表中的位置是　　　　。
(2)在最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物的化学式是　　　　,名称是　　　　;碱性最强的化合物的电子式是　　　　,属于　　　　(填“离子”或“共价”)化合物。
(3)比较④和⑦的氢化物的稳定性:　　　　(用化学式表示)。
(4)用电子式表示①的氢化物的形成过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)写出⑦的最高价氧化物对应的水化物与它的氢化物反应的化学方程式:　　 　。
(6)写出②的最高价氧化物对应的水化物与⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式:　 。
参考答案:
1.A　2.C　3.C
4.(1)Li　硼　第二周期第ⅥA族
(2)HClO4　高氯酸　Na+H]-　离子
(3)NH3>PH3　(4)HHH (5)NH3+HNO3NH4NO3
(6)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
物质结构和元素周期律是中学化学的重要理论知识,也是中学化学的重要内容。本章内容通过本节的复习,学生可以在已有知识的基础上,进行深化、概括、综合,从理论上进一步认识物质的性质和化学反应的本质,实现从宏观到微观、从感性到理性的认识提升。
本章体现的学科核心素养有两个,一是宏观辨识与微观探析,二是证据推理与模型认知。本节通过归纳整理、讲
练结合,体会“结构—位置—性质”的综合运用,采用了知识的探究迁移、对比、应用,加强了学生对已有知识的再理解、再掌握,提高了学科素养,同时在由量变到质变的过程中,感悟科学发现和科学理论对科学实践指导的重要意义。
在教学中采取了多种教学手段,多媒体的应用在课堂上使抽象的内容直观化,课堂上,学生能根据教师对知识的铺垫,完成问题的分析讨论,学生的主体作用得到了很好的发挥。在教学过程中培养学生的归纳、综合、迁移应用能力,把握问题的本质,让课堂变得生动,让学习变得轻松。
第四章　物质结构　元素周期律复习课
　　
结构决定性质 性质反映结构
新周期表预测不同元素的“命运”
在元素周期表诞生150年之际,欧洲化学学会发布了一份新元素周期表,用“扭曲”的方式展示了地球上90种自然元素相对丰富或稀缺的储量,最后得出结论:人们仍然可以轻松地呼吸氧气,但氦气可能很快会消失。
欧洲化学学会会长戴维·科尔-汉密尔顿说,这幅生命基础元素图是一种重要的提醒,告诉人们地球上哪些元素将会因为人类的过度使用而面临消失的危险,“其中有些元素,可能会在百年内消失”。
这份新表指出,构成地球大气21%的氧气是地球上储量最丰富的元素,不会面临消失的危险,但许多用于制造电脑和智能手机等高科技设备的元素则岌岌可危。例如,铟是一种银色金属,被用于制造手机和电脑的触摸屏。全球只有少数几个地方供应铟,如果我们继续每隔几年就丢弃旧设备,铟可能很快就会枯竭。科尔-汉密尔顿补充道:“单单在英国,人们每月就要换掉100万部智能手机。如果我们按照现在的速度继续使用铟,其储备量只够我们再使用20年。”
此外,氦的命运也不容乐观。氦是宇宙中第二丰富的元素,但很大程度上,由于人们过多地放飞派对气球,氦在地球上可能只够使用数十年时间。
1.a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是 (　　)
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
【答案】B
2.W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径大小为WB.X的氢化物水溶液的酸性强于Z的
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下,W的单质状态与X的相同
【答案】D
3.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表第ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
【答案】D
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