4.2.1 元素周期律 教案-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

探周期密码探秘：解锁元素性质的周期性之旅 课 题 必修一第四章第二节第一课时 元素周期律 教材分析 本节课为高中化学人教版第四章“位置结构元素周期律”第二节“元素周期律”新授课。对于高中化学必修阶段不仅仅在于记忆元素周期律本身，更在于发展学生对于元素及其化合物的认识，实现基于“位-构-性”认识元素性质。 元素周期律是化学学科的重要基础理论，它揭示了元素性质随原子序数递增而呈现周期性变化的规律，在化学知识体系中具有核心地位。先通过回顾碱金属元素、卤族元素的原子结构和性质上的相似性和递变性，引导学生思考同一周期元素的性质变化规律。然后，让学生观察表格数据，探究原子最外层电子排布、原子半径和化合价随原子序数递增的变化规律，并通过绘制折线图直观呈现这些规律。最后，总结出元素周期律，探讨元素金属性和非金属性的周期性变化以及判断依据。这一编排符合学生的认知规律，从具体到抽象，逐步引导学生建构元素周期律的概念。 学情分析 学生知道了原子的基本结构，并且学习了碱金属元素和卤族元素的部分性质。但对于元素性质之间的内在联系和变化规律还缺乏系统的认识。 在思维能力方面，高一学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、具体的事物比较容易理解，而对于抽象的概念和规律的理解存在一定困难。学生在学习过程中可能会遇到一些困难 1、机械性记忆知识，缺乏“位-构—性”系统化知识 2、对给出元素的认识停留在代表物水平，不能解释元素之间的关系或者不能预测未知物质的性质，忽视结构，缺乏系统分析和推理能力 教学目标 教学目标 1、引导学生深入理解元素周期律的原理和规律，形成系统的知识体系。 2、培养用所学知识应用于实际问题中，培养他们解决问题的能力 3、通过实验逐步建立起“位-构-性”的认知模型，运用认识模型解释同周期元素性质的递变规律，实现“证据推理和模型认知”核心素养的培养 教学重点 元素原子半径、化合价、金属性和非金属性的周期性变化规律。 教学难点 从原子结构（核外电子排布）的角度理解元素性质周期性变化的实质。 教学方法 合作探究法、讲练结合法、任务驱动法、实验教学法 教学过程 环节一：引入——强化对元素周期表的认识 教师活动 学生活动 设计意图 【导入】：电池发展史 回顾同主族元素（如碱金属 Li, Na, K... 和卤素 F, Cl, Br...）的性质递变规律。 规律： 从上到下，原子半径增大，失电子能力增强（金属性增强），得电子能力减弱（非金属性减弱）。 提出问题： 同周期元素（从左到右）的性质又是如何变化的？ 【学生活动】请分析课本107页表格4-5，完成,个坐标图——折线图和柱状图。思考：元素原子最外层电子数、最高正化合价、最低负化合价、原子半径是如何变化的？以上变化是连续的还是呈现一定的周期性？ 17 原子序数 12 13 14 15 16 18 【问题】原子结构是否呈周期性变化 【学生活动】通过观察和讨论，我们发现，原子的最外层电子数、原子半径等随着原子序数的递增呈现周期性变化规律。 【规律总结】 回答问题 认真聆听 学生完成表格内容，绘制图像 观察表格，自主探究图表规律，并总结回答 以旧知识为基础引导学生思考新问题，激发学生的探究欲望，为后续学习原子最外层电子排布的变化规律做铺垫。 培养学生分析整理数据的能力。让学生以第三周期元素绘制折线图，使抽象的概念可视化。从直观的数据图表中更加清晰感知元素的性质呈周期性变化。 让学生通过观察表格和绘制折线图，自主探究原子最外层电子排布的规律，培养学生的观察能力、数据分析能力和动手能力。 环节二：探究——发展“位-构-性”能力 教师活动 学生活动 设计意图 【知识构建】一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水（或酸）的反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性来判断 【学生实验 1】金属单质与水/酸的反应 实验试剂：酚酞、镁条、蒸馏水、稀盐酸、铝片、热水、冷水 实验仪器：砂纸、试管、胶头滴管、烧杯 【分组讨论】结合以上三个问题，请各小组利用所给材料进行实验实验一：镁与水反应 取两支试管，往里面放打磨好的镁条，分别加入热水和冷水，滴加几滴酚酞，对照，观察实验现象。 对比钠与水的反应回答问题一 【问题 1】金属钠和金属镁的金属性强弱比较 实验二：氯化镁、氯化铝和盐酸的反应 取两只试管，分别加入打磨好的铝片和镁片于试管中，加入两毫升的稀盐酸，观察现象回答问题二 【问题 2】金属镁和金属铝的金属性强弱比较 总结归纳回答问题三 【问题 3】元素的金属性，是否会随着原子序数的增加而发生周期性的变化？ 【小组汇报】选择部分小组进行成果展示、汇报结果根据表格以及相关知识回答问题 【过渡】随着原子序数的增加，金属性减弱，非金属性增强？怎么证明？ 【知识构建】一般情况下，元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱来判断 非金属元素 最高价氧化物对应的水化物（含氧酸）的酸性强弱 Si H2SiO3（硅酸）弱酸 P H3PO4（磷酸）中强酸 S H2SO4（硫酸）强酸 Cl HClO4（高氯酸）强酸（酸性比H2SO4强） 【问题四】非金属硅、磷、硫、氯非金属性强弱判断 【教师归纳】随着原子序数的增加，金属性减弱，非金属性增强 实验操作，记录实验现象，交流并思考。 对老师提出的问题进行思考、回答 对老师提出的问题思考并对老师提出的问题进行思考、回答 让学生掌握判断元素金属性和非金属强弱的依据，提高学生运用知识解决问题的能力。 通过实验探究的过程，学生预测规律，通过实验证，得出结论，并运用“结构决定性质”的模型来解决题，从而提升逻辑思维能力。 在“探究”环节进一步发展学生“位-构-性”思维，落实 “实验验证—— 类比迁移——总结规律”的认知模型层级进阶。 环节三：解释——寻找元素之间的联系与共性 教师活动 学生活动 设计意图 【学生实验 2】氢氧化镁、氢氧化铝碱性强弱比较试剂：氯化镁溶液、氯化铝溶液、氢氧化钠溶液仪器：试管、胶头滴管 根据所给的试剂和仪器设计实验，验证随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强实验步骤：实验现象：实验结论： 【问题一】实验现象分别是什么？造成该现象的原因是？ 【问题二】根据实验现象可以得到什么结论 实验操作，记录实验现象，交流并思考。 对老师提出的问题进行思考、回答 教师解释变化原因，实质变化 通过实验解释第三周期金属氢氧化物的碱性强弱，帮助学生找到元素之间的内在联系与共性；运用实验探究的方式解决元素性质强弱较， 提升学生的问题解决能力 环节四：总结——归纳“位-构-性”之间的周期性变化联系 教师活动 学生活动 设计意图 【知识展示】 1、元素周期律 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化 2、实质 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。 【模型展示】 知识展示，阐释概念 师生活动，一起推导模型 引导学生从实验探究视角分析元素性质， 分析推导模型，培养学生证据推理与模型认知素养。 环节五：评价——课堂练习，课后任务， 深化认知 教师活动 学生活动 设计意图 课堂练习 练习 1： 下列叙述不符合第三周期主族元素性质特征的是( ) A. 从左到右原子半径逐渐减小 B. 从左到右元素的非金属性逐渐增强 C. 从左到右金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱 D. 从左到右非金属元素的氧化物对应水化物的酸性逐渐增强 练习 2．下图表示 1～18 号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中纵坐标表示( ) A．电子层数 B．最外层电子数 C．最高化合价 D．原子半径练习 3： 下列叙述正确的是( ) A. Si、P、S 的氢化物的稳定性依次增大 B. C、N、O 的原子半径依次增大 C. Na、Mg、Al 与水反应的剧烈程度逐渐增强 D. Li、Na、K 的金属性依次减弱 课堂练习，学生回答 通过课堂检测，进一 步证明本节课是否落实化学核心素养，以及学生的认知模型建构情况。 板书设计 第一节 元素周期律 一、规律 二、金属性和非金属性 Na→Al金属性减弱 Si→Cl非金属性增强 随原子序数增加，金属性减弱，非金属性增强 三、元素周期律 1、定义 2、实质 作业设计 【课后微项目】人类对元素周期表的理解已经有了悠久的历史，我们可以通过查阅相关资料来更好地了解这一领域，并从中体验科学研究的过程。通过绘制元素周期律的概念图来分享我们的收获。 通过绘制总结概念图，课后练习进行总结性评价 教学反思与改进 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $