1.2原子结构与元素的性质 教学设计 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选修性必修2

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 高二 学期 春季 课题 原子结构与元素周期表 教科书 书 名：化学选择性必修2 教学目标 1. 熟知原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。 2. 通过对构造原理的分析，了解元素周期表是微观上原子核外电子排布的宏观表达方式。 3. 通过对元素周期表发展史的了解，认识科学家对元素周期表经历的探索过程。 教学内容 教学重点： 构造原理解释元素周期表的基本结构 教学难点： 通过原子结构和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性质 教学过程 【创设情境】随着元素数目在十九世纪的增多，每一种元素都具有不同的特性，化学家们开始感到他们像是迷失在一座茂密的丛林中：自然界究竟有多少种元素？它们之间的内在关系怎样？有没有规律？怎样分类？ 【讲述】俄国化学家门捷列夫从杂乱无章的元素迷宫中理出了一个头绪。1869年，他正式提出元素周期律，但认为原子序数是按照元素的相对原子质量由小到大的顺序编号的。1913年，英国青年物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。 【教师】元素的性质跟其在周期表中的位置有相应的关系，所以要探究原子结构与元素的性质的关系首先得研究元素周期表。在必修1中我们已经对元素周期表做过探究，请同学们结合课本内容了解三张具有重要历史意义的周期表。 【学生回答】三张有重要意义的元素周期表分别是1869年门捷列夫制作了历史上第一张周期表、1905年配位化学鼻祖维尔纳制作了一张周期表和1922年，玻尔获诺贝尔奖时做了题为原子结构的报告，其中有一张元素周期表。 任务一 元素周期律、元素周期系、元素周期表概念辨析 【投影】元素周期律：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 【投影】元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多，元素周期系的周期发展就像螺壳上的螺旋。 【投影】元素周期表是呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。 【教师小结】1、元素周期律：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。2、元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多，元素周期系的周期发展就像螺壳上的螺旋。3、元素周期表是呈现元素周期系的表格，元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。 任务二 构造原理与元素周期表 【思考交流】 原子核外电子排布与周期的关系？ 【学生活动】交流讨论 【教师】小结：第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素； 其余各周期总是从ns能级开始，以np结束； 而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的元素种数。 【思考交流】原子核外电子排布与族的关系？ 【学生活动】填写表格各主族元素的价电子数、价电子排布式；以第四周期副族元素为例，填写价层电子排布式和价电子数目。讨论得出结论。 【教师】小结：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数与族序数相同； 稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6； 过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族不相同； 【思考讨论】为什么副族元素又称为过渡元素？过渡元素的价层电子数跟它们的族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。 【教师】副族元素处于金属元素区和非金属元素区之间，处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，副族元素又称为过渡元素。过渡元素价层电子数跟它们的族序数的关系是:第ⅢB族到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数；第Ⅷ族有3列元素,其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数；第IB族、第ⅡB族的族序数等于它们的最外层电子数。过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2 (除镧系和锕系)。 【思考讨论】处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？ 【教师评价小结】由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限,处于金属与非金属分界线上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,因此这些元素常被称为半金属或类金属。 【深度思考】在周期表里找出Cr和Cu的价层电子。它们的电子排布符合构造原理吗?此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理? 【教师评价】Cr的价层电子排布式为3d54s1,Cu的价层电子排布式为3d104s1,不符合构造原理(它们的3d轨道达到半充满或全充满结构,是一种能量较低的稳定结构)。此外, Mo、Ag、Au、Ru、Pd、Nb、Pt、Rh、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子排布均不符合构造原理。 【深度思考】预言119号元素基态原子最外层电子排布;预言第八周期有多少种元素。 【教师评价】119号元素的基态原子最外层电子排布为8s1。 第八周期应有50种元素。 【小试牛刀】1、某元素原子价层电子排布式为3d54s2，其在元素周期表中的位置为(　　) A． 第四周期ⅡA族 B．第四周期ⅡB族 C．第四周期ⅦA族 D．第四周期ⅦB族 2.下列说法正确的是（ ） A．最外层电子数大于4的一定是非金属元素 B．周期可能含有18种元素，也可能含有32种元素 C．第ⅠA族就是碱金属 D．长元素周期表有18纵列，7横行，故有18个族，7个周期 【延伸探究】 1.原子结构、元素周期律和元素周期表对于我们化学学习具有理论指导意义，下列有关说法正确的是 （ ） A．同周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小，它们形成简单的离子半径逐渐增大 B．可以根据主族元素原子的电子层数和最外层电子数确定其在周期表中的位置 C．由氟、氯两元素在周期表中位置关系推知，氟元素非金属性强于氯元素，所以氢氟酸的酸性应强于盐酸 D．在实际生产中，多在元素周期表的过渡元素区寻找新型半导体材料 2.指出下列元素在周期表中的位置： (1)基态原子的电子排布式为[Ar]4s1的元素：第___周期、__族。 (2)基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2的元素：第__周期、__族。 (3)基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1的元素：第__周期、__族。 (4)基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p5的元素：第__周期、__族。 【课堂小结】1、元素周期律、元素周期系、元素周期表。 2、 构造原理与元素周期表。 【下节提示】按照价层电子排布，可把元素周期表划分成哪5个区？ 学科网（北京）股份有限公司 $$