内容正文:
化学元素 教案
一、基本信息
学科:化学
年级:九年级
课时:1 课时
教材版本:北京 2024 版
对应课标:《义务教育化学课程标准(2022 年版)》
课题:第一节 化学元素
二、2022 版课标要求
认识物质是由元素组成的,知道质子数相同的一类原子属于同种元素。
记住并能正确书写一些常见元素的名称和符号;能说出元素符号表示的含义。
初步认识元素周期表,能根据元素的原子序数在元素周期表中找到指定元素。
能从元素组成上对物质进行简单分类,区分单质、化合物,识别氧化物。
认识化学反应前后元素种类不变,初步建立元素观。
了解地壳、人体中元素的分布,知道某些元素对人体健康的重要作用。
三、教学目标
(一)化学观念
知道元素是质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称,理解元素与原子的区别与联系。
记住常见元素名称、符号;理解元素符号的两层含义。
认识元素周期表,能读懂单元格包含的信息(原子序数、元素符号、名称、相对原子质量)。
能依据元素组成区分单质、化合物、氧化物;知道化学变化前后元素种类不变。
了解地壳中元素含量,认识部分元素与人体健康的关系。
(二)科学思维
通过元素概念发展史,体会科学家对元素概念不断完善的过程,学会用发展的视角认识科学概念。
通过表格数据分析,区分同种元素不同原子(同位素),建立 “元素看质子数,不看中子数” 的思维。
学会从元素组成角度对纯净物分类,建立物质分类的逻辑框架。
(三)科学探究与实践
完成教材表格填写,通过对比原子、离子的粒子数据,自主归纳元素定义的核心要点。
通过交流分享活动,构建物质、元素、分子、原子、离子之间的逻辑关系。
(四)科学态度与责任
通过化学史(五行学说、四元素说、波义耳、拉瓦锡、门捷列夫、莫塞莱、徐寿)感受化学学科发展的曲折性。
认识元素与人体健康关系,建立合理营养、关注元素均衡的健康意识。
四、教学重难点
重点
元素的概念;元素符号的书写与意义。
单质、化合物、氧化物的区分。
元素周期表单元格信息读取;化学变化前后元素种类不变。
难点
区分元素(宏观)与原子(微观);理解同种元素可以有不同中子数的原子。
宏观物质组成(元素)和微观粒子构成(分子、原子、离子)的表述区分。
五、教学准备
教材素材、PPT、课堂任务单(含教材表格)
六、教学过程
环节 1 情境导入(5min)
展示素材:英文单词由 26 个字母组成、乐谱由 7 个音符组成。
提出问题:多种多样的物质,是否也由少数基本 “组分” 组成?引出元素话题。
过渡:人类对元素的认识经历漫长发展,下面跟随化学史,认识元素概念的演变。
环节 2 任务一:元素概念的提出与发展(8min)
阅读【史实在线】元素概念的提出与发展:
战国《尚书》五行学说;古希腊 “四元素说”
17 世纪波义耳、18 世纪拉瓦锡:元素是最简单、化学方法不能再分的物质
道尔顿、门捷列夫:按原子质量分类原子
1913 莫塞莱:元素特征是原子的核电荷数;1923 确定现代元素定义
阅读资料思考 4 个问题:
古希腊 “四元素说”:火、气、水、土组成万物。能否用四元素说解释燃烧?
参考答案:不能。燃烧是物质与氧气发生化学反应,四元素说属于古代朴素猜想,没有实验依据,无法科学解释燃烧本质。
波义耳、拉瓦锡定义:元素是化学方法不能分的最简单物质。如何解释电解水及水的组成?
参考答案:水可以通过电解分解为氢气、氧气,说明水不是元素;氢气、氧气在当时条件下不能用化学方法继续拆分,属于元素。
道尔顿、门捷列夫以原子质量作为分类原子标准,是否认同?
参考答案:不认同。同种元素可以存在中子数不同、质量不同的原子,不能依靠原子质量划分元素。
基于质子数(核电荷数)分类对比原子质量分类,优势是什么?
参考答案:质子数是原子固有本质属性;同种元素原子质子数一定相同,不受中子数影响,分类标准唯一、准确。
元素现代定义:化学元素是原子中质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称。
举例:质子数为 8 的原子统称氧元素;质子数为 6 的原子统称碳元素。
元素分类:金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
金属元素:钠、钾、钙、铁、铜
非金属元素:氢、氧、氮、碳、硅、硫、磷、氯
稀有气体元素:氦、氖、氩
环节 3 任务二:观察・思考,完善表格(12min)
资料 1:氢有氢 - 1(氕)、氢 - 2(氘)、氢 - 3(氚),原子核都含 1 个质子,中子数依次 0、1、2。
资料 2:碳有碳 - 12、碳 - 13、碳 - 14,原子核都含 6 个质子,中子数依次 6、7、8。
表 1 同种元素不同原子信息表
原子名称
质子数
核电荷数
中子数
核外电子数
相对原子质量
元素名称
氢 - 1(氕)
1
1
0
1
1
氢
氢 - 2(氘)
1
1
1
1
2
氢
氢 - 3(氚)
1
1
2
1
3
氢
碳 - 12
6
6
6
6
12
碳
碳 - 13
6
6
7
6
13
碳
碳 - 14
6
6
8
6
14
碳
表 2 原子、离子粒子信息表
粒子名称
质子数
核电荷数
中子数
核外电子数
元素名称
钠原子()
11
11
12
11
钠
钠离子()
11
11
12
10
钠
氯原子()
17
17
18
17
氯
氯离子()
17
17
18
18
氯
思考问题:通过资料,你对元素定义有什么更深认识?
参考答案:元素只看质子数(核电荷数);同种元素,中子数、电子数可以不同;离子质子数不变,仍然属于同种元素。
【交流・分享】
任务:以 “物质、元素、原子、分子、离子” 为核心词,绘制关系图,并举例说明。
示例:氧气,宏观上由氧元素组成;微观上由氧分子构成,氧分子由氧原子构成。
环节 4 任务三:元素符号(7min)
书写规则:国际统一用拉丁文首字母大写;首字母相同,第二个字母小写。例:、、、、。
元素符号含义:①表示一种元素;②表示该元素的一个原子。例::表示碳元素;表示 1 个碳原子。
化学史:徐寿创造中文元素名称,分类命名规则。
展示表 4-1 常见元素名称、符号、相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
氢
1
铝
27
氦
4
钾
39
氮
14
钙
40
氧
16
钛
48
氟
19
锰
55
氖
20
铁
56
氯
35.5
铜
64
氩
40
锌
65
碳
12
银
108
硅
28
钡
137
磷
31
铂
195
硫
32
金
197
钠
23
汞
201
镁
24
铅
207
环节 5 任务四:元素周期表(6min)
化学史:门捷列夫 1869 年,按原子量排序,发现元素性质周期性,预测未知元素;现代周期表按核电荷数排列。
基本概念:横行 = 周期;纵列 = 族;原子序数 = 原子核内质子数。
单元格信息(氧元素示例):
原子序数 8;元素符号;元素名称氧;相对原子质量 16.00。
交流分享问题:
元素周期表划分哪些区域,各区域特点?
参考答案:分为金属、非金属、稀有气体区域;金属集中在周期表左下方;非金属集中在右上方;稀有气体在最右侧一列。
元素中文名称偏旁与分类关系?
参考答案:“钅” 为金属元素(汞除外);“气” 字头、“石” 字旁、“氵” 旁为非金属;“气” 字头稀有气体。
和 1~18 号原子结构示意图对比,你发现什么?
参考答案:周期数 = 原子核外电子层数;同族元素最外层电子数相同,化学性质相似。
环节 6 任务五:元素与物质,物质分类(8min)
交流分享:填写下表,从元素组成角度分类纯净物
物质名称
组成元素
元素种类
氢气()
氢元素
1 种
氧气()
氧元素
1 种
铁()
铁元素
1 种
磷()
磷元素
1 种
水()
氢元素、氧元素
2 种
五氧化二磷()
磷元素、氧元素
2 种
高锰酸钾()
钾元素、锰元素、氧元素
3 种
概念梳理:
单质:由同一种元素组成的纯净物。例:、、。分为金属单质、非金属单质、稀有气体单质。
化合物:由不同种元素组成的纯净物。例:、、。
氧化物:两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。例:、。
物质分类框架:
物质分为混合物、纯净物;纯净物分为单质、化合物;化合物分为氧化物、其他化合物。
元素存在形态:
游离态:以单质形式存在
化合态:以化合物形式存在
地壳元素含量(质量分数,由高到低):氧 > 硅 > 铝 > 铁 > 钙。
元素与人体健康
表 4-2 无机盐及其缺乏症状
无机盐的种类
缺乏时的症状
含钙的无机盐
儿童缺钙易患佝偻病;中老年人缺钙易患骨质疏松症
含磷的无机盐
厌食、贫血、肌无力、骨痛等
含铁的无机盐
缺铁性贫血(乏力、头晕、抵抗力下降等)
含碘的无机盐(微量)
地方性甲状腺肿,儿童的智力和体格发育出现障碍
含锌的无机盐(微量)
生长发育不良,味觉发生障碍
思考问题:
表中钙、磷、铁、碘、锌指原子、单质还是元素?
参考答案:指元素,描述物质组成,宏观层面。
查阅资料,了解人体元素含量,举例钙元素在自然界存在物质。
参考答案:自然界碳酸钙、磷酸钙等含钙化合物。
环节 7 任务六:从元素角度认识化学变化(4min)
交流分享任务:
列举含有氧元素的物质。
用箭头和连线绘制物质转化网络图。
思考问题:
化学变化中,元素的种类和组合方式是否变化?
参考答案:元素种类不变;元素组合方式发生改变,实现物质转化。
元素从单质到化合物转化,一般是什么反应类型?
参考答案:化合反应。
从元素、分子原子两个角度分析电解水。
参考答案:
微观(分子原子):水分子分裂为氢原子、氧原子,氢原子结合成氢分子,氧原子结合成氧分子。
宏观(元素):水由氢元素、氧元素组成;反应前后,氢、氧元素种类不变。
核心结论:化学变化中,元素种类不会改变,仅改变元素的组合方式。
环节 8 课堂小结与作业(2min)
小结:回顾元素定义、元素符号、周期表、物质分类、化学变化元素守恒。
作业:
熟记教材常见元素名称与符号。
整理本节课表格,完成交流思考题。
七、板书设计
第一节 化学元素
元素:质子数(核电荷数)相同一类原子总称
宏观:只讲种类,不讲个数
原子:微观,讲种类、个数
元素符号:书写规则;两层含义
元素周期表:原子序数 = 质子数;单元格信息
物质分类
纯净物:单质(一种元素)、化合物(多种元素)
氧化物:两种元素,一种为氧
化学变化:元素种类不变,组合方式改变
地壳含量:氧、硅、铝、铁;元素与人体健康
八、教学评价
课堂观察:学生表格填写情况、课堂交流发言,评价化学观念构建。
任务单评价:检查物质分类、元素符号书写,判断是否区分宏观元素与微观粒子。
提问评价:通过电解水多角度分析,评价学生元素守恒观念建立情况。
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