29（必修1）4.2.2 元素周期表和元素周期律的应用（1）（教案2）

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4.2.2　元素周期表和元素周期律的应用


本课时是教材第四章第二节第二课时的内容，该课时是在学习了元素周期表和元素周期律的基础上，对周期表和周期律的内在联系进行深入研究和强化的课时。通着这一课时的学习，让学生对同周期、同主族元素性质的相似性和递变性建立较为清晰的概念，能够通过元素周期表对于元素的原子结构、原子半径、化合价、金属性、非金属性等进行大致的判断，进而充分理解元素周期律的应用价值。同时教材中还介绍了在具体的科学研究中元素周期律的应用，让学生可以感受化学在生活中的具体作用，增强学生学习化学的兴趣。


宏观辨识与微观探析：从微观上理解元素周期律的形成原因是原子核外电子排布的周期性变化结果。明确宏观上的元素性质（包括原子半径、化合价、金属性和非金属性）与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。
证据推理与模型认知：建立元素原子半径、化合价、金属性和非金属性变化的微观模型，理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。
科学精神与社会责任：学习元素周期律在化学研究中的具体应用，培养学生的科学精神，理解化学在社会发展中的重要作用。


元素周期律和元素周期表的具体应用。


学生复习原子结构、元素周期表、元素周期律的知识，预习本课内容；教师准备多媒体课件。


【引入】在上面的学习中，我们知道门捷列夫预言未知元素的性质的根据是同周期、同主族元素性质的递变规律。这节课我们来具体研究一下门捷列夫是如何进行推测的，元素周期律和元素周期表在化学研究中的具体的应用又是什么？
【板书】元素周期律
二、元素周期表和元素周期律的应用
【投影】元素周期律
二、元素周期表和元素周期律的应用
【设疑】通过之前的学习，同学们掌握的元素周期表中同周期和同主族元素的原子半径的变化规律是什么？（同周期元素由左向右原子半径依次减小（不包括稀有气体），同主族元素由上向下原子半径依次增大）
【设疑】所有元素中，原子半径最小的元素是什么？（氢元素）短周期元素中，原子半径最大的元素是什么？（Na）
【练习】A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小，B和E是同族，则下列推断中不正确的是：
A．A、B、E一定不在同一周期                                B．A、D可能在同一主族
C．C的最高氧化物的水化物可能显碱性                D．C和D的单质可能化合成D2C2
【投影】第三周期元素化合价的变化表


【学生活动】观察上图，同学们归纳总结一下主族元素的最高正价和最低负价与元素原子的核外电子排布以及主族序数之间的关系？
【讲解】根据上面的图示，可以总结出来主族元素的化合价的规律有：

• 同周期由左向右主族元素的最高正价逐渐有+1价升高至+7价（O和F一般不呈现正价）
  

• 同主族元素的最高正价和最低负价相同（注意O和F）
  

• 主族元素的最高正价等于该元素的原子最外层电子数，也等于其主族序数
  

• 非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和等于8（H的最低负价为-1）
  

【练习】某主族元素R的最高正化合价与负化合价的代数和为4，下列有关叙述正确的是

• R一定是第四周期元素                        
  

B、R的气态氢化物分子式为H2R
C、R的气态氢化物比同周期其他元素的气态氢化物稳定        
D、R的气态氢化物的水溶液显碱性
【练习】五种短周期元素的原子半径、最高正化合价及负化合价见下表（    ）

元素代号	L	M	Q	R	T
原子半径／nm	0.160	0.089	0.143	0.102	0.074
化合价	+2	+2	+3	+6，-2	-2

下列叙述正确的是
A．L的金属性比M的金属性弱     
B．Q、T两元素间可形成两性化合物
C．T的单质是黄绿色气体   
D．L、R两元素的简单离子的核外电子数可能相等
【设疑】根据之前的学习，同周期、同主族元素的金属性和非金属性变化的规律是什么？（同周期元素由左向右金属性减弱，非金属性增强；同主族元素由上向下金属性增强非金属性减弱）
【设疑】短周期主族元素金属性最强的元素是什么？（Na）非金属性最强的元素是什么？（F）
【学生活动】根据之前的学习，总结比较元素的非金属性和金属性强弱的方法。
【讲解】证明金属性强弱的方法有：

• 单质与水（或酸）反应生成氢气的难易（金属性越强反应越容易）
  

• 最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱（金属性越强氢氧化物的碱性越强）
  

【讲解】证明非金属性强弱的方法有：
1、单质与氢气反应生成气态氢化物的难易（非金属性越强反应越容易）
2、最高价氧化物的水化物的酸性强弱（非金属性越强酸性越强）
3、气态氢化物的稳定性（非金属性越强气态氢化物越稳定）
【设疑】短周期主族元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是什么？（HClO4）？碱性最强的是什么？（NaOH）气态氢化物稳定性最强的是什么？（HF）
【练习】已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是

• 铍的原子半径大于硼的原子半径                    
  

B．氯化铍分子的化学式为BeCl2
C．氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱                   
D．单质铍跟冷水反应产生氢气
【练习】电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是：HXO4>H2YO4>H3ZO4。下列判断中不正确的是（    ）
        A、原子序数：X<Y<Z                         B、元素的原子半径：X>Y>Z
        C、元素的非金属性：X>Y>Z                   D、气态氢化物的稳定性：X>Y>Z
【过渡】根据上面的总结，我们对于元素周期表和元素周期律的应用已经有了一个基本的认识了。门捷列夫就是根据这样的规律，对于还未发现的元素进行了预测，知道了化学学科的研究。下面我们来模拟一下门捷列夫的研究过程，尝试着对未知元素进行预测。
【学生活动】根据元素周期表和元素周期律，互相交流讨论，填写下表：

元素名称	硒	元素符号	Se
原子序数	34	金属还是非金属？
原子结构示意图
最高正价		最低负价
常见中间价		气态氢化物化学式
最高价氧化物		最高价氧化物对应水化物
与硫酸比较酸性		与硫化氢比较稳定性

【讲解】在生产生活中，周期表和周期律还有更广泛的应用。由于周期表中位置相近的元素的性质相似，所以在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法。
【投影】在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料，如硅、锗、镓等。


【投影】通常农药所含的氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中位置靠近，对这个区域内的元素进行研究，有助于研制出新品种的农药。科学家还在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金元素以及制造催化剂的元素。
【投影】本节小结。