内容正文:
第二节 元素
新课导入
[复习导入] 相对原子质量是以一个碳-12原子实际质量的为基准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比值。碳-12原子是指原子核内含有6个质子和6个中子的碳原子。这说明是不是还有其他的碳原子呢?这些碳原子之间有什么相同点和不同点呢?
[谜语导入] 本非荤菜(打一化学术语)——元素
石旁停留六十天(打一元素名称)——硼
孙女不辞而别,奶奶怎不生气(打一元素名称)——氖
有钱的讨饭者(打一元素名称)——钙
此物能滚动,非水比水重,外观银白色,失水变成工(打一元素名称)——汞
[问题导入] 日常生活中常接触到“含氟牙膏”“高钙牛奶”“加碘盐”等用品,这里的氟、钙、碘指的是什么?
[旧知导入]
“你虽然失去了一个电子,但是得到了更稳定的存在方式。钠原子也好,钠离子也罢,只要你守住自己的本心,就不会迷失自我,你依然是钠元素家族中不可或缺的一员。”你知道元素的含义吗?
[情境导入] 笑笑同学最近腿总是抽筋,而且上体育课时膝盖痛,都跑不动。针对笑笑的情况,医生确诊她是缺“钙”,请你为笑笑建议缺“钙”吃什么好呢?
想一想:图中的“钙”“锌”指的是什么?
[图片导入] 中国元素:出示世博会东方之冠、戏曲脸谱、上海迪士尼的花木兰人物形象、服饰旗袍等有中国元素的图片。社会广泛使用的元素与我们化学上使用的元素含义是否相同?
教学建言
[建言1] 元素概念的处理策略
1.教学时应从具体的物质入手,使学生知道不同的物质里可以含有相同种类的原子,然后再指出这些原子之所以相同是因为它们具有相同的质子数,并由此引出元素的概念。得出元素的概念后应及时进行元素与原子的比较,使学生清楚元素与原子的区别和联系。
名称
元素
原子
区别
表示一类原子(质子数相同)的总称
只讲种类,不讲个数,是宏观概念
是微观概念,既表示种类,又表示数量含义
化学变化中,元素的种类不变,但存在形式可能发生变化
化学变化中,原子的种类和数目不变,但最外层电子数可能发生变化
联系
元素是具有相同质子数的一类原子
2.可以通过类比的事例进行讲解:1、2、3、4、5、6、7几个音符可以任意组成不同的音调和音乐,这7个音符就是音乐乐谱的基本元素;26个字母就是英文的基本元素。目的是让学生知道元素是组成物质的基本成分,一切物质都是由元素组成的,建立世界是由物质组成的,物质是由元素组成的科学观。
3.教师讲述“元素”概念时,要帮助学生归纳此概念的关键词:质子数相同、一类原子。以便帮助学生理解与记忆。
[建言2] 元素符号的识记和意义
教学过程中可组织一些有趣的活动,如“大家来找碴”“元素符号接力赛”等。最后在总结学生对本课认识的基础上,再做一些针对性的练习。
[建言3] 有关元素周期表
在引入元素周期表这个化学学习工具前,可以不直接介绍元素的周期性规律,而从日常生活中为了取用存放的方便而将物品有序摆放引入。例如,超市的商品需要分门别类、有序地摆放,那么为了便于研究元素的性质和用途,也需要科学地有序排列。
[建言4] 单质、化合物的判断
先让学生回忆学过的物质,老师将物质名称或化学符号板书在黑板上,然后让学生根据组成元素的种数将其分类,得出单质和化合物的概念,并归纳其特点。最后通过小游戏“为迷路的化学物质找家”进行巩固练习。
情境素材建议
【新课标情境素材建议1】
元素概念的提出与发展
化学兴趣小组的同学阅读了化学史相关书籍,概括出元素概念的发展过程。
考查点:
(1)古希腊人提出“四元素说”,认为火、气、水、土组成世间万物。主要观点有:元素是组成物质最简单、最基本的部分;复杂物质由简单元素组成;元素具有一定的性质。你可以用“四元素说”解释燃烧吗?
木头燃烧产生的火焰是火元素,生成的烟是气元素,剩余的灰烬和残渣是土元素,木头中还含有水,是水元素,在燃烧过程中也会释放出来(合理即可) 。
(老师提示:虽然“四元素说”在今天看来是错误的观点,但在当时是人们对物质组成的大胆猜测,具有重要的意义)
(2)波义耳和拉瓦锡用“化学方法不能分的最简单物质”定义元素。依据他们的理论,如何解释电解水及水的组成?
水可以被分解成氢气和氧气,说明水不是一种元素,氢气和氧气通过化学方法不能再拆分,因此水是由氢元素和氧元素组成的 。
(3)20世纪初,随着对原子结构研究的深入,科学家提出元素的新定义。基于质子数(核电荷数)分类与基于原子质量分类相比,有什么优势?
莫塞莱通过实验研究指出元素的特征是这个元素的原子的核电荷数,因此基于质子数(核电荷数)分类与基于原子量分类相比,具有更普遍的意义 。
【新课标情境素材建议2】
元素周期表的发现历程
1829年,德国化学家德贝莱纳提出了锂钠钾、钙锶钡、磷砷锑、氯溴碘等15种元素,他把这些元素称为“三元素组”。
1864年,德国化学家迈耶按相对原子质量递增顺序制定了一个“六元素表”。
1865年,英国化学家纽兰兹按相对原子质量递增顺序,将已知元素作了排列,他发现第八个元素与第一个元素性质相似(元素的排列每逢八就出现周期性)。这好像音乐上的八个音阶一样重复出现,于是提出“八音律”的理论(表1是“八音律表”的前部分)。
1869年,俄国化学家门捷列夫对当时已知的63种元素的相对原子质量和物理性质(熔点、密度等)进行了比较,直到19世纪末才制成了第一张元素周期表(表2是元素周期表的前部分)。事实上,在1869年,德国的迈耶和俄国的门捷列夫几乎同时发现了元素周期律。
考查点:
(1)八音律表中的“G”可能是元素周期表中相对应的 Be (填元素符号)。
(2)对比八音律表和门捷列夫的元素周期表,两者有什么不同? 八音律表没有稀有气体元素 。
(3)分析上述科学史料,判断下列观点正确的有 AE (可多选)。
A.研究复杂的现象往往需要寻找规律
B.科学家在研究元素周期规律时,不需要借助技术手段
C.随着科学的进步,我们现在所学的元素周期表已包含所有元素
D.纽兰兹的“八音律表”中没有稀有气体元素,说明他的理论是错误、没有作用的
E.人类对科学的认识是一个不断修正和完善的过程
板书设计
[设计1]
一、元素与元素符号
1.元素:具有相同质子数的一类原子的总称
2.元素与原子的比较
区别
①元素是宏观概念,只讲种类、不讲个数和大小
②元素只能组成物质,不能构成分子和原子
①原子是微观概念,既讲种类,又讲个数和大小
②原子可构成分子,也可直接构成物质
联系
①原子的质子数决定元素的种类,原子的最外层电子数决定元素的化学性质
②元素是同一类原子的总称,原子是构成元素的基本单元,两者是总体与个体的关系
3.物质的分类
(1)单质:只由一种元素组成的纯净物
(2)化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物
4.地壳中元素的含量:氧>硅>铝>铁>钙
5.元素符号
(1)概念:用来表示元素的符号
(2)书写:一大二小
(3)表示意义:①表示一种元素,②表示这种元素的一个原子
二、元素周期表简介
在原子中,原子序数=核内质子数=核电荷数=核外电子数
课后习题变式
1.[1题变式 考查形式] 拉瓦锡整理列出了33种元素的分类表,下表是分类表的部分摘录,你认为哪些元素的分类出错了?请找出来并说明理由。
非金属元素
硫、磷、碳、氧、氢、氮
金属元素
银、铋、汞、钴、铜、锡、锰、金、砷、铂、铅、钨、锌
[答案] 砷;砷带“石”字旁,属于固态非金属元素。
2.[2题变式 考查形式] 如图是元素周期表的一部分,请根据图中提供的信息按要求填空。
(1)分别写出①②处元素的符号:① ,② 。
(2)分别写出③④⑤处元素的名称:③ ,④ ,⑤ 。
(3)表示的粒子的符号为 。
(4)图中与镁元素的化学性质相似的元素为 。
(5)在元素周期表中,同一周期元素的变化规律:① ;② 。
[答案] (1)C O (2)钠 铝 磷 (3)Na+ (4)铍
(5)原子的最外层电子数依次递增 原子的核外电子层数相同
3.[3题变式 应用情境] 地壳中部分金属元素的含量如下表,其中含量最多的是 ( )
金属元素
镁
钾
钠
钙
含量(质量分数)
2.00%
2.47%
2.74%
3.45%
A.镁 B.钾 C.钠 D.钙
[答案] D
4.[4题变式 考查角度] 根据下表信息可知碳-12、碳-14都属于碳元素,判断依据是 ( )
原子
质子数
核外电子数
最外层电子数
电子层数
碳-12
6
6
4
2
碳-14
6
6
4
2
A.质子数相同 B.核外电子数相同
C.最外层电子数相同 D.电子层数相同
[答案] A
[解析] 决定元素种类的是核内质子数,碳-12、碳-14都属于碳元素是因为核内质子数相同。
5.[5题变式 应用情境] 请回答下列问题。
(1)下列物质属于混合物的是 (填序号,下同),属于单质的是 ,属于化合物的是 。
①洁净空气 ②水 ③氧气 ④矿泉水 ⑤铁 ⑥水银 ⑦加碘食盐
(2)图中表示纯净物的是 (填字母,下同),表示化合物的是 。
[答案] (1)①④⑦ ③⑤⑥ ② (2)ACD A
6.[6题变式 考查角度] “元素”一词如今被广泛使用。如世博会中国馆——东方之冠,凝聚了“中国元素”,再如媒体经常使用的“音乐元素”“时装元素”“车元素”……请你思考以下问题。
(1)你认为“元素”一词的含义是什么?社会上广泛使用的“元素”与我们化学上使用的“元素”含义是否相同?
(2)小丽和小明就他们对元素概念的理解进行讨论:
小丽认为如果将元素比喻成英文字母,每一个英文单词就可以看作是一种物质。
小明认为如果把元素类比为小麦,那么麦粒就可以看作是原子。
你认为他们的比喻或类比合理吗?你还可以将物质与元素、元素与原子进行怎样的类比?
(3)再复杂的事物也是由简单的基本单元构成的,只要把握住它的基本单元及其构成的逻辑脉络,就可以化繁为简。这一点对你现在的学习和未来的生活、工作有哪些启示?
[答案] (1)元:基本。素:带有根本性的物质或事物的基本成分。生活中的“元素”或“要素”是指事物必须具有的实质或本质的组成部分;而化学元素是指组成物质的基本成分。可见不论是中国元素、音乐元素、时装元素、车元素,还是化学元素,其基本含义是相同的。
(2)为加深学生对元素概念的理解,可让学生模仿小丽和小明多举些类似的例子。如将蔬菜看成一种物质,那么芹菜、白菜、西红柿等都是其组成元素,而一个西红柿可以看作是原子;如果把水果看成物质,那么苹果、梨、桃等都是其组成元素,而一个苹果可以看作一个原子;如果把每一个汉字看作一种物质,那么点、横、竖、撇、捺等就是组成元素;等等。
(3)善于把复杂的事物简明化,办事又快又好,效率高。无论在工作中,还是在生活里,为了提高办事效率,就必须下决心放弃不必要的或者不太重要的部分,用简便的活动代替那些费时费力的活动。
课后习题答案
[P43练习与应用·参考答案]
1.单质是固态金属的元素,汉字名称都带“钅”字旁;单质是气态的元素,汉字名称都带“气”字头;等等。
2.S Si Mg Ca K 氯 碘 铜 铝 磷
3.
(1)
(2)
元素名称
氧
铝
元素符号
O
Al
原子序数
8
13
相对原子质量
16.00
26.98
元素种类
非金属元素
金属元素
4.A
5.混合物:空气 单质:氧气、镁 化合物:水、氯化钠、氧化镁、二氧化碳
6.(1)元旦、要素等。
(2)元:基本。素:带有根本性的物质或事物的基本成分。
(3)生活中的“元素”或“要素”是指事物必须具有的实质或本质的组成部分;而化学“元素”是指组成物质的基本成分。可见无论是中国元素、音乐元素、时装元素,还是化学元素,其基本含义是相同的。此题意在辨析化学“元素”与生活中“元素”含义上的异同,从而加深对化学元素概念(内涵)的理解;融入传统文化,激发民族自豪感。
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