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§5—3元素周期表—2
教学目标
1．使学生理解同周期、同主族元素性质的递变规律，并能运用原子结构理论解释这些递变规律。
2．使学生了解原子结构、元素性质及该元素在周期表中的位置三者之间的关系，初步学会运用周期表。
教学重点 元素的性质、元素在周期表中的位置与原子结构的关系
教学难点 元素的性质、元素在周期表中的位置和原子结构的关系
教学方法 启发、诱导、阅读、讨论、练习、探究等
教学用具 投影仪、胶片、元素周期表挂图
教学过程
[引言]上节课我们认识了元素周期表的结构，那么，我们如何根据元素周期表中各元素所在位置来认识各元素的性质，从而使我们更好地认识自然，并指导我们的社会实践呢 这就是我们本节课所要讲的主要内容。
[板书] 第三节 元素周期表(第二课时)
二、元素的性质与元素在周期表中位置的关系
[师]我们知道，元素在周期表中的位置，由元素原子的结构决定，而元素原子的结构又决定了元素的性质，即元素的性质是元素在元素周期表中的位置的外在反映。因此，可以根据某元素在周期表中的位置，推测它的原子结构和某些性质；同样，也可以根据元素的原子结构，推测它在周期表中的位置。下面，我们就从元素的金属性和非金属性、元素的化合价两方面来研究元素的性质与元素在周期表中位置的关系。(中学化学里我们主要研究主族元素)
[板书] 1．元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系：
[师]请大家根据前面所学元素周期律的知识，回答下列问题：
[投影练习]
(1)电子层数越多—→原子半径越 大 —→核对电子引力越 弱 —→原子失电子能力越 强 —→得电子能力越 弱 —→金属性越 强 —→非金属性越 弱 。
(2)电子层数相同，质子数越多(即原子序数越大) —→原子半径越 小 —→核对电子的引力越 强 —→原子失电子能力越 弱 —→得电子能力越 强 —→金属性越 弱 —→非金属性越 强 。
(3)元素周期表中：周期序数 = 电子层数 ；主族序数= 最外层电子数 ；原子序数= 核内质子数 ；
[师]请大家看下列元素的原子结构示意图。
[投影]
[问]在元素周期表中，它们是否属于同一主族 为什么
不是。因为它们的最外层电子数不同。
[问]它们是否属于同一周期 为什么 是。因为它们的电子层数相同。
[问]它们是第几周期的元素 第三周期
[师]请大家分析它们的原子结构，判断其金属性与非金属性的强弱。
上述同一周期、不同主族的元素，元素原子核外电子层数虽然相同，但从左到右核电荷数依次增多，原子半径逐渐减少，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。因此，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
[师]由此，我们可得出如下结论：
[板书](1)同一周期，从左至右，各元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。(稀有气体元素除外)
[师]请大家口头判断下列各问题：
[投影练习] 1．稳定性强弱：H2S < HCl
2．碱性强弱：NaOH > AI(OH)3
3．酸性强弱：H3PO4 < H2SO4
[师]请大家再看下面3组元素的原子结构示意图。
[投影]
[师]上述三组元素分别属于同一周期还是同一主族 依据 分别属于第几周期(或主族)
同一主族。因为它们最外层电子数相同。分别属于第一主族，第五主族和第七主族。
[师]1、3组元素有无似曾相识之感 请分别写出它们的元素符号。
[师]请大家根据其原子结构分析其金属性的递变规律。
在同一主族的元素中，由于从上到下电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
[师]由此，我们可以得出以下结论：
[板书](2)同一主族，从上到下元素金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
[师]口答以下练习
[投影]
1．稳定性强弱；HF > HCl > HBr > HI NH3 < HF NH3 > PH3
2．碱性强弱：KOH > NaOH > Mg(OH)2
3．酸性强弱：HClO4 > HBrO4 HNO3 > H3PO4
[师]以上我们讨论的主要是主族元素性质的递变规律。副族元素性质的变化，规律比较复杂，中学化学中，我们暂不讨论。
[师]请大家观察附录中的元素周期表。
[学生活动]
[问]元素周期表中的表格底色有几种 为什么要这样表示
底色有两种，绿色和浅绿色。可以使我们很明显地区别出金属元素和非金属元素。
[师]而且，从表上我们可以看出，元素周期表中，金属元素和非金属元素的区域特别集中，沿着周期表中硼、硅、砷，碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条线，线的左面是金属元素，右面是非金属元素。由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线，因此，位于分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。
[师]我们可以把以上的内容用表5—12的形式简要地表示出来
[投影]
[师]请大家根据我们上面学过的知识，参考元素周期表，分析除稀有气体元素外，在周期表中什么元素的金属性最强 什么元素的非金属性最强 为什么
根据同周期同主族原子半径的变化规律可知，在周期表中，钫(Fr)元素的原子半径最大，氟(F)元素的原子半径最小，因此，钫元素的失电子能力应是最强的，钫元素的金属性也就最强，氟元素的得电子能力最强，氟元素的非金属性也就最强。
[师]氟元素也是自然界中存在的非金属性最强的元素，钫及其后面的元素均是放射性元素，在自然界稳定存在的元素当中，铯(Cs)的金属性是最强的。
[投影练习]
下列性质的递变中，正确的是………………………………………………………( AB )
A．O、S、Na的原子半径依次增大 B．LiOH、KOH、CsOH的碱性依次增强
C．HF、NH3 、SiH4的稳定性依次增强 D．HCl、HBr、HI的还原性依次减弱
解析：由元素周期表的知识可知：A项O位于第二周期，S、Na属于第三周期，故S、Na的原子半径大于O，又因为S的核电荷数16大于Na的核电荷数11，故Na的原子半径大于S，即三者顺序为ON>Si，故它们的氢化物稳定性顺序为：HF>NH3 > SiH4，C项错误，D项事实上是比较Cl—、Br—、I—的还原性，因Cl—、Br—、I—的半径逐渐增加，故它们失电子的能力逐渐增强，即HCl、HBr、HI的还原性逐渐增强，D项说法错误。
[过渡]下面我们来探讨元素的化合价与元素在周期表中的位置的关系。
[板书] 2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系。
[讲述]元素的化合价指的是该元素的原子和其他元素一定数目的原子化合时所表现出来的一种性质。元素的化合价与原子的电子层结构，特别是与最外电子层中电子的数目有密切关系，因此，元素原子的最外电子层中的电子，也叫做价电子。另外，有些元素的化合价与它们原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关，这部分电子也叫价电子。下面，我们主要来研究主族元素的化合价与其在周期表中位置的关系。
[师]请填写下表的空白处。
[投影] [学生回答，教师填写]
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA VA ⅥA ⅦA
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl
最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
最低负价 —4 —3 —2 —1
[问]根据上表回答，主族元素的族序数与元素原子的最外层电子数及最高正化合价有什么关系 相等
[师]据此，我们有以下结论：
[板书] 主族序数 ＝ 最外层电子数 ＝ 主族元素最高正价数
[师]其中，有个别元素比较特殊，如氧元素的化合价一般是—2价，而氟元素没有正化合价。
[问]非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和有什么规律 等于8
[师]这样，我们可以得到以下关系，即：
[板书] |最高正价| + |最低负价| = 8
[师]金属元素只有正化合价而无负价。
[投影练习]
1．主族元素的最高正化合价一般等于其 主族 序数，非金属元素的负化合价等于
8 — 主族序数或8 — 最高正价 。
2．卤族元素的原子最外层上的电子数是 7 ，其中，非金属性最强的是 F 。卤素的最高价氧化物对应水化物的化学式是 HXO4 (以X表示卤素)。
[注：教师需补充说明，氟元素无最高价氧化物及其水合物，因为氟元素无正化合价]
[师]从上面的学习，我们可以认识到：元素在周期表中的位置，反映了该元素的原子结构和一定的性质。因此，可以根据某元素在周期表中的位置，推测它的原子结构和某些性质，同样也可以根据元素的原子结构，推测它在周期表中的位置及性质。我们可以用下图来表示它们之间的这种关系。
[板书]
[师]这样，我们就可以利用元素的性质，它在周期表中的位置和它的原子结构三者之间的密切关系，来指导我们对化学的学习和研究。这也是元素周期律和元素周期表的意义所在。那么，元素周期律和周期表的意义是不是仅限于此呢 请大家阅读课本P107，有关“元素周期律和元素周期表的意义”的内容，并进行总结。
[板书] 三、元素周期律和元素周期表的意义
[学生活动]
[师]由我们所阅读的内容，可得出元素周期律及元素周期表的意义，主要表现在以下几个方面：
[投影板书]1．是学习和研究化学的一种重要工具。
2．为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了新的线索。
3．启发人们在周期表中一定的区域内，寻找新的物质。
4．为自然科学中的量变引起质变规律提供了有力的论据。
[师]请大家分别举例说明。
1、如我们学习碱金属时，主要是以Na为代表物来学的，而铷、铯却没有见过，但我们可根据其在元素周期表中的位置及与Na的相对位置判断出其还原性比钠强，其形成的碱的碱性比强碱NaOH还要强。
2、我们还可以预见，铷和铯与水的反应一定剧烈得很，所以，做实验时首先要做好安全保护工作。
3、从课本P109表5—13可以看出，人们为113、115、117号元素留下了空位，并根据其相邻元素的性质去发现和研究它们。
4、根据农药多数是含F、Cl、S、P等元素的化合物，而在一定区域内寻找新的农药。
5、在周期表里金属与非金属的接界处寻找半导体材料，如Ge、Si、Ga、Se等。
6、在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料．
[师]除此以外，元素周期律和周期表在自然科学的许多部门，如化学、物理学、生物学、地球化学等方面，都是重要的工具。
[小结]
本节课我们重点学习了元素的性质与元素在周期表中位置的关系，并了解了它们的意义所在，希望大家在以后的化学学习中，能很好地运用元素周期表来指导我们的学习，并使它成为我们学习中的益友。
[布置作业]
课本习题：一、2、3、7，三、1、2、3，四。
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