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《元素周期律》教学案例
（创设情境）： 18世纪中叶至19世纪中叶，随着生产和科学实验的大发展，大量元素被发现，化学语言的字母表——元素表上的成员在快速增加，到19世纪中叶，已有63中元素被发现，而且还以每两年半发现一个的速度向上递增。与此同时，人类对这些元素及其化合物的研究越来越广泛、深入，关于各种元素的物理及化学性质的研究成果积累得越来越丰富。化学的这种发展不仅向人们提出了整理和概括这些经验材料的要求，而且也为这种整理工作使之上升为理论提供了相当充分的条件。
（活动与探究）：让我们回到19世纪，也来体验一下科学探究的艰辛和喜悦，感受一下化学世界的奇妙与和谐。下面是18种元素，它们的原子量、化合价及主要物理化学性质已在卡片上，以四人小组为单位，试着寻找元素间内在规律，并编排一张化学元素表。
（卡片模板）
（评价）：元素间的内在规律像一个巨大的黑洞吸引着科学家前行，他们从荒诞、错误的泥潭中挣扎出来，又在不完善的小道上艰难跋涉之后，终于离真理的光辉越来越近了。让我们记住这一个个令人起敬的名字和他们的发现。
（flash播放）
（交流与讨论）：在同一横行内，原子半径和化合价又是怎样递变的呢？（完成书上P4上的交流与讨论）
（总结交流）：同一横行内：随核电荷数的递增，原子半径渐小；元素的最高化合价随核电荷数的递增，从+1递增到+7；从第四列开始出现负价，负价从-4逐渐递增到-1。
（板书）：略。
（过渡）：这些发现使门捷列夫激动得双手不断颤抖，他跳下高凳，以新得发现的眼光再一一审视那些卡片，终于发现了不仅使化合价，就是元素的金属性和非金属性也都有着那种奇妙的周期性变化。
（活动与探究）：主题：探究11~17号元素金属性和非金属性的递变规律。
参考信息提示，设计实验证明Na、Mg、Al的金属性强弱。
实验探究Na、Mg、Al单质的金属性强弱
（实验1）切取绿豆般大小的一小块金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油。在一只250mL烧杯中加入少量的水，在水中滴加两滴酚酞溶液，将金属钠投入烧杯中，观察并记录实验现象。
（实验2）将已用砂纸打磨除去氧化膜的一小段镁条放入试管中，向试管中加入适量的水，再向水中滴加酚酞溶液，观察实验现象。然后加热试管，观察并记录实验现象。
（实验3）在两支试管中，分别放入已用砂纸打磨除去氧化膜的一小段镁条和一小块铝片，再向试管中各加入2mol/L盐酸2mL，观察并记录实验现象。
（3）完成书本P6的探究活动2和探究活动3。
（板书）：略。
（评价）：恩格斯曾高度评价周期律的发现：“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量变转化为质变的规律，完成了科学上的一个勋业。”
（过渡）：在元素周期律的探索者中，门捷列夫的确是站得最高、想得最深、看得最远的出类拔萃的杰出人物。但是，对周期律的认识还刚刚开始。为什么元素性质会随着原子量的递增而周期性的变化？为什么原子量上一些很小的变动会引起元素性质上的极大变动？例如化学性质最活泼的氟，它的原子量（19.00）跟最不活泼的氖的原子量（20.2）只相差1，这是什么缘故呢？19 世纪末，X射线、放射性、电子等一系列新发现，打开了原子的大门，为从微观上揭开周期律的秘密提供了大好机会。
（提问）：观察1~18号元素的原子结构示意图，思考微观上是什么的改变导致了元素性质的递变。
（讨论）：是元素最外层电子的改变。（找到真正的实质）
（板书）：略。
（评价）：然而年已六七十岁的门捷列夫却成了新发现的固执的反对派了。他否认原子的复杂性和可分性，否定元素转化的可能性。他曾说：“我们应当不再相信我们已知单质的复杂性 ”，并宣称“关于元素不能转化的概念特别重要，……是整个世界观的基础。”同一个门捷列夫，早期依靠正确的哲学思想开创了发现周期律的勋业；晚期却因形而上学自然观的束缚而堵塞了发展周期律的道路。
（总结）：了解一段历史；
找到元素的内在规律；
体验量变引起质变的哲学思想存在的普遍性；
体验门氏的功和过。
碳 C
原子量：12
原子半径:170nm
主要化合价：+4、-4
化学性质：
C + O2 CO2
△画图纸
A、表示3-18号元素的原子半径与原子序数的关系曲线
总结原子半径与原子序数的关系:________________________
_____________________________________________________
B、表示3-18号元素的最高正价和最低负价与原子序数的关系曲线
总结元素的最高正价和最低负价与原子序数的关系：________
_____________________________________________________
0.2
0.175
0.15
125
径0.075
0.025
0123456789101112131415161718原子序数
最高正价
6789101112131415161718原子序数(共38张PPT)
化学的这种发展不仅向人们提出了
整理和概括这些经验材料的要求，而且
也为这种整理工作使之上升为理论提供
了相当充分的条件。
18世纪中叶至19世纪中叶，随着
生产和科学实验的大发展，大量元素
被发现，化学语言的字母表——元素表
上的成员在快速增加。
课题:探索元素间的内在规律
任务:编排化学元素表；
目的:寻找元素间内在规律；
活动与探究一:
提示:按一定的方法先给元
素分类,再找寻规律.
每隔8个元素
元素性质就出现周期性的重复
门捷列夫
门氏手稿
Ti=50
Zr=90
？=180
V=51
Nb=94
Ta=182
Cr=52
Mo=96
W=186
Mn=55
Rh=104.4
Pt=197.44
Fe=56
Ru=104.4
Ir=198
Ni=Co=59
Pd=106.6
Os=199
H=1
Cu=63.4
Ag=108
Hg=200
Be=9.4
Mg=24
Zn=65.2
Cd=112
B=11
Al=27.4
=68
Ur=116
Au=197
C=12
Si=28
=70
Sn=118
N=14
P=31
As=75
Sb=122
Bi=210
O=16
S=32
Se=79.4
Te=128
F=19
Cl=35.5
Br=80
I=127
Li=7
Na=23
K=39
Rb=85.4
Cs=133
Tl=204
Ca=40
Sr=87.6
Ba=137
Pb=207
=45
Ce=92
Er=56
La=94
Yt=66
Di=95
In=75
Th=118
门捷列夫的第一张周期表
氢 氦
锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖
钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩
＋1
0
化 合 价
0
＋4
＋1
＋2
＋3
＋5
－4
－3
－2
－1
第一行
－4
－3
－2
－1
＋1
0
＋2
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
第二行
第三行
探究元素化合价的变化规律
探究元素化合价的变化规律
结论：随原子序数的递增元素化合价呈现周期性变化
原 子 半 径
元素 原子半径的变化
Li～F
Na～Cl
152pm 64pm
大 小
186pm 99pm
大 小
信息提示！
元素的金属性与非金属性强弱判断方法
元素
金属性：
单质越容易从水或酸中置换出氢气，或该元素最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性越强。
设计实验证明Na、Mg、Al的金属性强弱。
活动与探究二:
（实验1）取一小块绿豆般大小的金属钠，用滤纸吸干其
表面的煤油。在一只250mL烧杯中加入少量的
水，在水中滴加两滴酚酞溶液，将金属钠投入
烧杯中，观察并记录实验现象。
完成下列实验。
1.用镊子夹取一小块金属钠
2.用滤纸吸干钠表面的煤油
（小心，金属钠有腐蚀性，不要接触到皮肤!）
（实验2）取两个试管,将已用砂纸打磨除去氧化膜的两小
段镁条和一片铝片分别放入试管中，向试管中
加入适量的水，再向水中滴加酚酞溶液，观察
实验现象。
Na Mg Al
单质与水（或酸）反应 与冷水反应: 与酸反应：
最高价氧化物对应水化物碱性强弱
剧烈
与冷水反应缓慢.与酸反应剧烈，放出氢气
比镁与酸反应慢
探究钠、镁、铝单质的金属性强弱
NaOH
强碱
Mg(OH)2
中强碱
Al(OH)3
两性
氢氧化物
金属性：Na>Mg>Al
信息提示！
元素的金属性与非金属性强弱判断方法
元素
非金属性：
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，该元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性越强。
书本P6的表1-4和表1-5，探究硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱。
非金属性：Cl>S>P>Si
活动与探究三:
11~17号元素金属性的递变规律:
Na Mg Al Si P S Cl
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
元素周期律的发现者
——门捷列夫
元素周期律是化学元素的第一个科学分类法
门捷列夫依据元素周期律大胆指出了当时某些元素相对原子质量的测定是不准确的
门捷列夫依据元素周期律还大胆预言了当时尚未发现的11种元素
门捷列夫—化学之父
恩格斯高度评价：
门捷列夫完成了科学
史上的一个勋业。
将那些看似无序的元素理为有序，从而奠定了
现代无机化学的基础。
元素性质发展变化的过程是由量变到质变的过程。
氢 氦
锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟
19.0 氖
20.2
钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩
Ca
K
核外电子排布
第一行
1
2
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
第二行
第三行
稳定结构
稳定结构
稳定结构
第四行
1
稳定结构
随着原子序数的递增
小结：
元素周期律
实 质
周期性
周期性
周期性
元素原子半径呈现 变化
元素化合价呈现 变化
原子的最外层电子数呈现 变化
元素的金属性和非金属性呈现 变化
周期性
研究性课题:
生活中哪些现象也有周期变化性.
门捷列夫预言的依据是什么呢？
元素间到底存在什么样的
内在联系呢？
现象和结论：
结论
与热水反应
与冷水反应
Al
Mg
Na
跟冷水剧烈反应滴
入酚酞溶液变红色
反应缓慢产生少量气泡
滴入酚酞溶液不变红
Na与冷水剧烈反应
Mg能与沸水反应
Al与沸水难反应
金属性
无明显现象
无明显现象
表面出现较多气泡 溶液变为浅红色
Na > Mg > Al
实验探究一:镁、铝与水反应
元素性质呈周期性变化的根本原因，是由元素原子核外电子排布的周期性变化引起的。
当一回门捷列夫
活动一：
18种元素可以排成几行、几列？并说明理由。
活动二：
分析所给信息寻找元素间的变化规律？
半径
化合价
电子
1789年 法国 拉瓦锡提出四类元素分类法
让我们记住这一个个令人起敬的名字和他们的发现
让我们记住这一个个令人
起敬的名字和他们的发现
1864年 德国 迈耶尔发表六元素表
1869年 俄国 门捷列夫发现元素周期律
让我们记住这一个个令人
起敬的名字和他们的发现
1829年 法国 德贝莱纳提出三元素组学说
能力提升
方法线
结构
性质
实验
验证
决定
反映
随着原子序数的递增
核外电子排布呈周期性变化
元素性质呈周期性变化
元素周期律
最外层电子数 1→8
原子半径
化合价
决定了
归纳出
引起了
元素化学性质（金属性、非金属性）变化
知识线
＋1
0
化 合 价
＋1
0
＋2
＋3
－4
＋4
＋5
－3
－2
－1
第一行
＋1
0
＋2
＋3
－4
＋4
＋5
－3
－2
－1
＋6
＋7
第二行
第三行
探究元素化合价的变化规律
板书设计：
一、随着原子序数的递增
原子核外电子排布（结构）
元素 原子半径 体现 决定 呈现周期性变化
化合价 （性质）
金属性和非金属性
二、元素周期律实质：
【预习成果展示】
学生依据数据绘制出函数图像，以便直观地显示数据中隐含的规律，将抽象的概念具体化，形象化，使学生直观体验原子半径的变化规律。
原子的最外层电子排布
谢谢，再见！

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