资源简介

基础信息
（一）核心基础信息
项目 内容
课题 人教版（2019）高中化学必修第一册 第四章 第一节 第二课时 元素周期表、核素
课时 1课时（45分钟）
授课年级 高一年级
课型 新授课
授课教师
授课时间
（二）课标要求
认识原子结构与元素在元素周期表中位置的关系，了解元素周期表的结构；知道元素、核素和同位素的含义，认识同位素的应用价值。具体要求：
掌握元素周期表的编排规则，能描述周期、族的分类与结构，建立“电子层数=周期序数、最外层电子数=主族序数”的结构-位置对应关系；
理解元素、核素、同位素的概念，能辨析核素与同位素、同位素与同素异形体的区别；
了解元素周期表的发展历程，体会科学理论的发展与完善过程；结合同位素在生产、生活中的应用，认识化学的社会价值；
能解读元素周期表方格中的信息，能根据原子序数推断元素在周期表中的位置。
二、教学设计依据
（一）教材分析
本节是高中化学必修第一册第四章《物质结构元素周期律》的核心过渡内容，承接原子结构的微观知识，开启元素周期律的宏观规律学习，是连接“原子结构”与“元素性质递变”的关键纽带。
教材内容分为两大核心板块：
核素：在原子构成的基础上，深化质子数、中子数与原子种类的关系，引入核素、同位素的概念，辨析元素、核素、同位素、同素异形体的差异，并结合同位素的应用体现知识的实用价值，是对原子结构知识的完善与延伸；
元素周期表：以科学史引入周期表的发展，明确原子序数与原子结构的定量关系，讲解周期表的编排规则与整体结构，梳理周期、族的分类与特点，解读周期表方格信息，是后续学习元素周期律的工具性基础。
本节内容既完成了原子结构从“定性”到“分类”的深化，又为元素周期律、化学键等理论知识搭建了认知框架，同时蕴含丰富的科学史与应用素材，兼具知识基础性与育人价值。
（二）学情分析
知识基础：高一学生已掌握原子的构成、质量数与质子数中子数的关系，能书写1～20号元素的原子结构示意图；初中阶段对元素周期表有初步印象，但对周期表的编排逻辑、周期与族的分类、核素与同位素的概念完全陌生，易将同位素与同素异形体混淆。
能力特点：学生具备一定的图表观察与信息提取能力，但对分类概念的辨析能力较弱；对门捷列夫与元素周期表的故事有兴趣，但对周期表的结构细节、位置与结构的对应关系理解存在困难。
认知规律：学生的概念学习遵循“直观感知→定义提炼→对比辨析→应用巩固”的路径，结构学习遵循“整体感知→局部拆解→规律总结→定位应用”的逻辑，教学中需借助周期表实物、对比表格等载体降低认知难度。
三、教学目标与重难点
（一）教学目标
1.宏观辨识与微观探析
能从宏观的元素周期表结构，对应微观的原子电子层排布，理解周期表的编排规律，建立元素“位置-结构”的对应关系；能从质子、中子的微观差异出发，区分元素、核素、同位素的概念，辨析不同概念的研究范畴。
2.变化观念与平衡思想
认识元素周期表中元素的排列随原子序数递增呈现周期性变化，理解这种变化与原子电子层结构周期性变化的内在联系；体会原子结构的细微差异（中子数不同）会形成不同核素，但元素种类保持稳定，形成结构决定分类的观念。
3.科学态度与社会责任
通过元素周期表的发展历史，感受科学家不断探索、勇于创新的科学精神，认识科学理论在实践中逐步完善的发展规律；结合同位素在考古、医疗、能源等领域的应用，认识化学知识对推动社会发展的价值，增强社会责任感。
（二）教学重难点
教学重点
元素周期表的整体结构，周期与族的分类、数量与特点；
原子序数与原子结构的定量关系，周期序数、主族序数与电子排布的对应关系；
核素、同位素的概念与相互联系。
教学难点
元素周期表中周期、族与原子结构的深层对应关系，同周期相邻主族原子序数差的规律；
同位素的本质理解，元素、核素、同位素、同素异形体的概念辨析。
四、教学准备
多媒体资源：本节配套教学PPT、元素周期表发展历程科普短视频、同位素应用介绍短片、周期表结构动态演示课件；
教具模型：大型元素周期表挂图、周期表结构拼插教具、核素模型卡片；
学习资料：随堂练习题单、元素周期表空白填图、概念辨析对比练习单；
前置任务：布置学生提前观察元素周期表，数一数周期表有多少横行、多少纵列，找出3种自己熟悉的元素并记录其位置。
五、教学过程设计
（一）新课导入（5分钟）
教师活动：展示门捷列夫的画像与早期元素周期表图片，讲述门捷列夫预言未知元素的化学史故事，提出驱动问题：“为什么元素周期表能精准预言未发现的元素？它的编排隐藏着怎样的原子结构规律？同样是氢元素，为什么会有氕、氘、氚三种不同的原子？”
结合学生的课前观察分享，总结元素周期表是化学的“元素地图”，由此引入本节课课题——元素周期表、核素。
学生活动：聆听化学史故事，分享课前观察的收获，思考问题，初步感知周期表的规律性与原子的多样性，进入学习情境。
（二）新课讲授：核素（15分钟）
1.元素与核素
教师活动：回顾元素的定义：质子数（核电荷数）相同的同一类原子的总称。
提出问题：“质子数相同的原子，一定是完全相同的原子吗？”引出核素的定义：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。
强调核心要点：
①核素是具体的某一种原子，由质子数和中子数共同决定，有多少种核素就有多少种原子；
②同一元素的不同核素，质子数一定相同，中子数、质量数不同；
③大多数元素都有多种核素，少数元素只有一种核素。
以氢的三种核素为例，对比其质子、中子、质量数的差异。
2.同位素
教师活动：讲解同位素的定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，即同一元素的不同核素互称同位素。
总结同位素的“六同三不同”：
六同：质子数相同、核电荷数相同、核外电子数相同、属于同一种元素、周期表中位置相同、化学性质几乎相同；
三不同：中子数不同、质量数不同、物理性质有差异。
结合实例介绍同位素的应用：
①用于考古断代；②是制造氢弹的原料；③是核反应堆燃料；④放射性同位素用于育种、肿瘤治疗等。
3.丰度与元素相对原子质量
教师活动：讲解丰度的概念：同位素中某核素在地壳中的原子个数百分含量。
推导元素相对原子质量的计算方法：元素的平均相对原子质量=各核素的相对原子质量×对应丰度之和，近似计算时可用质量数替代核素相对原子质量。
4.概念辨析
教师活动：以表格形式对比元素、核素、同位素、同素异形体四个概念，从研究对象、范畴、实例三个维度区分：
概念 研究对象 范畴 实例
元素 同类原子 宏观总称 H、O
核素 一种原子 微观原子
同位素 同种元素的不同原子 原子间关系
同素异形体 同种元素的不同单质 单质间关系 红磷、白磷
配合关系图梳理四者的联系，组织学生完成几组概念辨析的即时练习，纠正认知误区。
学生活动：理解核素、同位素的定义，记忆同位素的特征与应用，完成概念辨析，厘清易混概念的差异。
（三）新课讲授：元素周期表（20分钟）
1.元素周期表的发展历程
教师活动：梳理周期表的发展脉络：
诞生：1869年，门捷列夫编制第一张周期表，按相对原子质量排序，化学性质相似的元素同列；
发展：未知元素的发现填补了周期表空位，验证了周期表的科学性；
成熟：原子结构奥秘揭开后，编排依据改为原子序数，形成现行周期表。
引导学生体会：科学理论不是一成不变的，会随着实验与认知的发展不断完善。
2.原子序数与编排规则
教师活动：讲解原子序数的定义：按元素在周期表中的顺序给元素编的序号。
明确定量关系：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数（电中性原子）。
讲解周期表的两大编排规则：
周期（横行）：电子层数相同的元素，按原子序数递增从左到右排列；
族（纵列）：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增从上到下排列。
3.周期表的结构——周期
教师活动：结合周期表挂图，讲解周期的分类与元素种数：
周期类别 周期序数 元素种数 起止元素
短周期 第一周期 2 H～He
第二周期 8 Li～Ne
第三周期 8 Na～Ar
长周期 第四周期 18 K～Kr
第五周期 18 Rb～Xe
第六周期 32 Cs～Rn
第七周期 32 Fr～Og
思考讨论：为什么第六、七周期元素种数更多？
总结：第六周期含镧系（57～71号，共15种元素），第七周期含锕系（89～103号，共15种元素），因此元素种数更多。
4.周期表的结构——族
教师活动：讲解族的分类与数量：
主族（A）：共7个，ⅠA～ⅦA，由短周期和长周期元素共同构成；主族序数=最外层电子数（O、F除外，最高正价一般等于主族序数）。
副族（B）：共8个，ⅢB～ⅦB、Ⅷ族、ⅠB、ⅡB，完全由长周期元素构成；其中第8、9、10三个纵列共同组成第Ⅷ族。
0族：第18纵列，稀有气体元素，最外层电子数为8（He为2），化学性质稳定。
介绍常见族的别称：ⅠA（除H）为碱金属元素，ⅦA为卤族元素，0族为稀有气体元素，副族+Ⅷ族统称过渡元素（过渡金属）。
设置两个思辨问题：
①“第Ⅷ族有3个纵列，所以是元素种类最多的族”，这种说法对吗？（不对，ⅢB族含镧系、锕系，元素种类最多）
②同周期的第ⅡA、ⅢA族元素，原子序数差一定是1吗？（不一定，短周期差1，第四、五周期差11，第六、七周期差25）
引导学生结合周期表结构分析，深化对周期表结构的理解。
5.周期表方格信息解读
教师活动：以氢、铀两种元素的方格为例，解读各部分信息的含义：原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量、价层电子排布；补充说明红色符号代表放射性元素，带*代表人造元素。
学生活动：跟随教师梳理周期表结构，完成周期、族的数量与特点记忆，参与思辨问题讨论，学会解读周期表方格信息。
（四）课堂小结与随堂练习（5分钟）
教师活动：带领学生梳理本节课知识框架：
核素部分：元素→核素→同位素（定义、特征、应用、概念辨析）
元素周期表：发展历程→原子序数→编排规则→周期结构（短3长4）→族结构（7主7副1Ⅷ10族）→方格信息解读
呈现4道随堂练习题，学生独立完成后核对答案，针对易错点讲解：
主族、副族的组成特点，最外层2个电子的元素不一定在ⅡA族；
同主族元素原子序数的差值规律，硒与硫的位置关系；
同位素与同素异形体的概念区分；
离子结构与周期表位置的对应关系。
学生活动：回顾知识体系，完成随堂练习，订正错题，巩固核心知识点。
（五）作业布置
绘制元素周期表框架图，标注7个周期、16个族的序数与位置，填入1～20号元素、0族元素的符号；
查阅一种你感兴趣的同位素的应用资料，撰写100字左右的介绍；
辨析下列各组物质的关系（填“同位素”“同素异形体”“同种元素”）：①与；②金刚石与C60；③Na与Na+。
六、板书设计
4.1.2元素周期表、核素
一、核素
1.元素：质子数相同的一类原子（宏观总称）
2.核素：具有一定质子、一定中子的一种原子（具体原子）
3.同位素
定义：同元素不同核素互称
特点：六同三不同
应用：考古、能源、医疗等
4.概念辨析：元素、核素、同位素、同素异形体
二、元素周期表
1.编排依据：原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数
2.周期（7个横行）
短周期：1、2、3周期（2、8、8种）
长周期：4、5、6、7周期（18、18、32、32种）
周期序数=电子层数
3.族（18个纵列，16个族）
主族（7个，A）：主族序数=最外层电子数
副族（8个，B）：含Ⅷ族，过渡元素
0族：稀有气体
七、教学评价与反思
（一）教学评价
1.过程性评价
概念理解评价：通过即时辨析练习、课堂提问，评价学生对元素、核素、同位素概念的理解程度，及时纠正概念混淆；
结构掌握评价：通过周期表填图、思辨问题讨论，评价学生对周期表结构的熟悉程度与规律应用能力；
素养达成评价：通过化学史学习与同位素应用分享，评价学生对科学发展规律的认识与社会责任素养的落实情况。
2.终结性评价
随堂练习：通过4道配套习题，检测学生对核心概念、周期表结构、位置-结构关系的掌握情况，排查概念辨析、族序数判断等易错点；
课后作业：通过周期表绘图、资料查阅与概念辨析作业，评价学生的知识落实能力、信息搜集能力与规范表达能力。
（二）教学反思
成功之处
1.采用对比表格、关系图等形式呈现易混概念，直观清晰地帮助学生区分元素、核素、同位素、同素异形体，有效突破概念辨析难点；
2.结合化学史与思辨问题开展周期表结构教学，既激发了学习兴趣，又引导学生主动思考周期表的编排逻辑，避免机械记忆；
3.知识点讲解层层递进，从微观核素到宏观周期表，从定义到结构再到应用，符合学生的认知规律。
不足之处
1.周期表的细节规律（如同主族原子序数差、相邻周期元素序数差）训练不足，学生在根据原子序数推断位置时容易出错；
2.元素相对原子质量的计算仅做了简单介绍，部分学生对丰度的含义与计算逻辑理解不透彻。
改进措施
1.增加“原子序数推位置”的专项练习，总结“稀有气体定位法”等解题技巧，帮助学生快速判断元素位置；
2.补充1道元素相对原子质量的计算例题，结合具体数值演示计算过程，加深学生对丰度与平均相对原子质量的理解；
3.课后开展“元素周期表趣味记忆”活动，如族序数口诀、周期元素顺口溜，帮助学生熟悉周期表结构。

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