内容正文:
教学设计
1.2.2 元素周期律(1)
基本课程信息
年级
高二
课题
元素周期律
课时
1课时
授课教师
学情分析
学生在必修阶段已初步掌握元素周期律的表面规律,知道同周期、同主族元素金属性、非金属性、化合价的变化趋势;前序课时已系统学习核外电子排布、原子轨道、元素周期表的结构,具备了从微观结构解释宏观性质的知识基础。但学生对性质变化的本质原因理解肤浅,不清楚原子半径、电离能等结构参数与元素性质的内在联系;对第一电离能的反常现象难以理解,容易混淆 “第一电离能” 与 “金属性” 的对应关系;对逐级电离能的突跃与元素化合价的关联缺乏认知,数据处理和证据推理能力有待提升。
教材分析
本节课是《物质结构与性质》模块元素周期律主题的核心内容,承接前序 “原子结构与元素周期表” 的知识,从原子半径、电离能两个微观结构参数出发,深入揭示元素性质周期性变化的本质,是对必修阶段元素周期律知识的本质深化和理论升级。它既是 “结构决定性质” 化学核心思想的集中体现,又为后续学习电负性、元素性质的递变规律及化学键的形成奠定了理论基础,在整个模块中起到了承上启下的关键作用。教材编排遵循 “现象→本质→应用” 的逻辑:先回顾必修阶段元素性质的周期性变化现象,再从原子结构的两个核心参数(原子半径、电离能)入手,通过数据图表、实验事实归纳其周期性变化规律,结合电子排布的特点解释规律的本质及反常现象,最后拓展电离能在判断金属性强弱、元素化合价中的应用。教材注重通过数据图表培养学生的证据推理能力,通过规律与特例的对比培养学生的辩证思维,落实 “宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知” 的核心素养。
教学目标
宏观辨识与微观探析:能从原子的电子层数、核电荷数等微观结构因素,解释原子半径的周期性变化;能从电子排布的稳定性角度,理解第一电离能的变化规律及反常现象,建立 “微观结构→结构参数→宏观性质” 的认知逻辑。
证据推理与模型认知:通过分析原子半径、第一电离能的数据图表,归纳其周期性变化规律,建立元素性质递变的结构模型;能运用电离能数据推断元素的化合价和金属性强弱,发展证据推理能力。
科学态度与社会责任:体会元素周期律在预测元素性质、指导化学研究中的重要作用,感受结构化学对材料科学、生命科学的支撑价值,增强科学服务社会的责任感。
教学重难点
重点
原子半径的变化规律及影响因素。
第一电离能的概念及周期性变化规律。
电离能在判断金属性强弱、元素化合价中的应用。
难点
第一电离能反常现象的本质(电子排布的全满、半满稳定结构)。
逐级电离能突跃与元素化合价的关联。
原子半径、电离能与元素金属性、非金属性的内在联系。
教学方法
讲授法、讨论法、多媒体辅助教学法
教学过程
【导入】
教师活动:回顾必修阶段元素周期律的内容,提出问题:为什么碱金属元素从上到下金属性越来越强,与水反应越来越剧烈?为什么卤素单质从上到下氧化性逐渐减弱?这些宏观性质的差异本质上是由原子的什么结构决定的?结合学生的回答,引出本节课将从原子半径、电离能两个微观结构参数,深入探究元素周期律的本质。
学生活动:回顾必修阶段学习的元素性质变化规律,思考教师提出的问题,产生探究性质变化本质的兴趣,明确本节课的学习任务。
【活动1——原子半径】
教师活动:首先讲解原子半径的定义,说明原子半径是原子大小的一种度量,其大小取决于两个相互竞争的因素:电子的能层数和核电荷数。电子能层数越多,电子间的排斥作用越大,原子半径越大;核电荷数越大,核对电子的吸引作用越强,原子半径越小。
然后展示主族元素原子半径的周期性变化示意图,引导学生观察总结变化规律,分别解释两个规律的本质。
接着讲解微粒半径比较的 “三步法”。
学生活动:理解原子半径的两个影响因素,观察示意图总结变化规律;记录微粒半径比较的方法,独立完成课堂练习,通过教师点评纠正错误。
【活动2——电离能】
教师活动:首先给出第一电离能的定义,强调定义中的三个关键条件。
然后展示元素第一电离能的周期性变化曲线图,引导学生观察总结变化规律。
最后总结电离能的两个主要应用:判断元素的金属性强弱;根据逐级电离能的突跃判断元素的化合价。
学生活动:理解第一电离能的概念及意义,观察曲线图总结变化规律;结合电子排布式分析第一电离能反常的原因;观察逐级电离能数据表,寻找数据突跃点,推导元素的化合价;记录电离能的应用。
板书设计
元素周期律
一、原子半径
影响因素:电子能层数、核电荷数
变化规律
微粒半径比较:一看电子层数,二看核电荷数,三看电子数
二、电离能
第一电离能:气态基态原子失去 1 个电子的最低能量
变化规律
逐级电离能:逐渐增大,突跃点对应元素化合价
应用:判断金属性强弱、推断元素化合价等
作业设置
1. 完成教材课后习题,整理原子半径、第一电离能的变化规律;
2. 分析第二周期元素第一电离能的变化曲线,解释 Li、Be、B、C、N、O、F、Ne 第一电离能的大小顺序;
3.查阅资料,了解电离能在半导体材料掺杂中的应用。
教学反思
课后
反思
优点:
不足:
改进措施:
课堂
评价
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