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第二节原子结构与元素的性质


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第一章 原子结构与性质 第二节 教学目标: (一)知识与技能: 1、使学生了解电离能的概念及其内涵,认识主族元素电离能的变化规律, 知道电离能与元素化合价的关系。 2、 使学生知道主族元素电负性与元素性质的关系,认识主族元素电负性的 变化规律。 3、使学生体会原子结构与元素周期律的本质联系。 (二)过程与方法: 运用演绎推理和数据

分析掌握电离能和电负性在元素周期表中的变化规律。 (三)情感态度与价值观: 通过电负性电离能的逐步引入,感受科学家们在科学创造中的丰功伟绩,体 会量变引起质变,内因是变化的根据的辨证唯物主义思想。 本节知识框架: 原子结构与元素的性质

教学重点难点: 1、电离能、电负性的含义和它们的一般变化规律 2、核外电子排布与元素周期表周期、族的划分 3、元素的电离能、电负性、化合价的关系 教学媒介:多媒体演示 教学素材: 素材 1:主族元素原子得失电子能力的变化趋势

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素材 2、元素的化合价 化合价是元素性质的一种体现。观察思考:为什么钠元素的常见价态为+1 价,镁元素的为+2 价,铝元素的为+3 价?化合价与原子结构有什么关系?

素材 3、第三周期元素的第一电离能变化趋势图

素材 4、同主族元素的第一电离能变化示意图

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教学方法:诱导——启发式、演绎推理和逻辑探究相结合教学 教学过程: 教学环 节 复习引 入 教学活动 请同学们写出第 3 周期及 VA 族元素 原子的价电子排布; 请同学们根据写出的价电子排布分 析元素周期表中元素原子得失电子 能力的变化规律。 在科学研究和生产实践中,仅有定 性的分析往往是不够的,为此,人 们用电离能、电子亲和能、电负性 来定量的衡量或比较原子得失电子 能力的强弱。 可能出现的情况 学生写的是电子排布式, 没有抓住价电子。 设计意图 巩固第一节 的学习内容, 并为本节的 教学做准备 调动学生的 积极性,明确 学习目标。

过渡

学生思维活跃,什么是电 离能、电负性呢? 自己会猜想

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联想质 疑

电离能是元素的一种性质。表中写 学生可能会分析出是失电 出了某些元素的第一电离能数值。 子的能力;也有可能得出 从已经学过的知识出发,你能推测 是得电子的能力。 出电离能描述的是元素的哪种性质 吗?你能分析第一电离能的数值和 性质的关系吗? 展示: 表 第三周期元素(除 Ar)的第一电离 能的变化 Na Mg Al Si P S Cl 496 738 577 786 1012 999 1256 表 VA 族元素的第一电离能的变化 N P As Sb Bi 1402 1012 947 834 703

对比分析,再 次生成强烈 的疑惑感,既 为下面的进 一步分析作 了准备,又使 他们产生了 浓厚的兴趣。

阅读分 析课本 中内容 电离能 的定义 部分板 书

设置问题 1.什么是电离能。 2.符号和表示方法 3.意义 一、电离能及其变化规律 1.定义:气态原子或气态离子失去 一个电子所需要的最小能量叫做电 离能。 2.符号:I I1 表示第一电离能; I2 表示第二电离 能 …… 3.意义:表示原子或离子失去电子 的难易程度。电离能越小,该原子 越容易失去电子;反之,电离能越 大,表明在气态时该原子越难失去 电子。因此,运用电离能数值可以 判断金属原子在气态时失电子的难 易程度

自我的深度学习,解决问 题 巩固知识,即时梳理 学生会提出疑问:Mg 的第 一电离能比 Al 的大,所以 Al 比 Mg 易失去电子, 但我 们以前学习的金属失电子 顺序中,Mg 比 Al 易失电 子,与酸反应时更剧烈。 同理:P 与 S 有同学反驳,条件不一致, 一是气态,二是溶液

让学生自己 动手查阅资 料,形成自己 的知识体系, 解决刚才生 成的疑惑

产生新的疑 问,为解决问 题很好过渡, 激发了学习 兴趣 让学生爱学

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讨论分 析学生 的质疑

肯定学生的发言,强调分析事物时 看好条件是关键。然后请同学们根 据这些物质的电子排布式和我们前 面学习的电子排布的特殊性来理解

解疑答 惑

强调学生的分析思路是正确的,鼓 励学生自己继续探究。强调 Mg(1s22s22p63s23p0)正处于全空状 态,能量较低,比较稳定,所以不 易失去电子。同理分析:P 和 S 观察,请你说明原子的第一电离能 随着元素原子序数的递增呈现怎样 的变化,并从原子结构的角度加以 解释。

可能会想到洪特指出的电 子排布的特殊性,能量相 同的原子轨道在全充满 (P6 或 d10)、半充满(如 P3 或 d5)和全空(P0 或 d0)状态 时,体系的能量较低,原 子较稳定。 学生分析 P 和 S, P(1s22s22p63s23p3)半满状 态,比较稳定,所以不易 失去电子。 和前面所学知识对应,找 出不同点,讨论分析,还 是从全空、半满、全满角 度分析特殊性

学生自己动 手解决,既学 习了新知识, 又巩固了已 学知识

提高分析解 决问题的能 力,激发学舌 功能学习兴 趣。

交流研 讨

必要的 总结, 注重对 知识的 强化

实质分 析

培养从图表 数据中发现 规律的呢功 能里,调动学 习积极性。 通过观察可以发现,对同一周期的元素而言,碱金属元素的第一电离能最小, 稀有气体元素的第一电离能最大;从左到右,元素的第一电离能在总体上呈现 由小到大的变化趋势,表示元素原子越来越难失去电子。短周期元素的这种递 变更为明显,这是同周期元素原子电子层数相同,但随着核电荷数的增大和原 子半径的减小,核对外层电子的有效吸引作用依次增强的必然结果。同主族元 素,自上而下第一电离能逐渐减小,表明自上而下原子越来越易失去电子。这 是因为同主族元素原子的价电子数相同,原子半径逐渐增大,原子核对核外电 子的有效吸引作用逐渐减弱。过渡元素的第一电离能的变化不太规则,随元素 原子序数的增加从左到右略有增加。这是因为对这些元素的原子来说,增加的 电子大部分排布在(n-1)d 轨道上,核对外层电子的有效吸引作用变化不是太 大。 总之,第一电离能的周期性递变规律是原子半 及时总结,揭示本质。 径、核外电子排布周期性变化的结果。

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练习 1 填表

练习 2

练习 3 观察思 考

2.从元素原子的第一电离能数据的大小可以判断出( A、元素原子得电子的难易 B、元素的主要化合价 C、元素原子失电子的难易 D、核外电子是分层排布的 3.下列元素中,第一电离能最小的是( ) A、K B、 Na C、P D、Cl 展示素材 2,分析讨论钠镁铝的化合价为 什么分别+1,+2,+3?



综合分 析

分析素材 2,钠原子 培养通过实 的第一电离能较低, 验数据分析 而第二电离能突然 问题的能力。 变高, 也就是说, I2〉 〉 I1。这说明钠原子很 容易失去一个电子 成为+1 价阳离子, 形 成稀有气体元素原 子的稳定状态后,核 对外层电子的有效 吸引作用变得更强, 不再失去第 2 个电 子。因此,钠元素的 常见化合价为+1 价。 同理分析镁和铝。 元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布,有着密切的关系。 主族元素的最高化合价等于它所在的族的序数,非金属元素的最高正化合价 和负化合价的绝对值之和为 8(H 除外);稀有气体元素原子的电子层结构为 全充满的稳定结构,其原子既不易失去电子,也不易得到电子,因此稀有气 体元素的化合价在通常情况下为 0;过渡金属元素的价电子较多,并且各级电 离能相差不大,因此具有多种价态,如锰元素的化合价为+2-+7。

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阅读探 究

阅读课本,回答下列问题 1.什么叫电负性? 2.电负性的意义? 3.电负性在元素周期表中的变化规律 4.电负性的用途 二、元素的电负性及其变化规律 1.电负性的定义:元素的原子在化合物中 吸引电子能力的标度。 2.意义:用于表示原子在化合物中吸引电 子的能力,电负性越大,表示该原子在化 合物中吸引电子的能力越强。反之,电负 性越小,表示该原子在化合物中吸引电子 的能力越弱。 3.变化规律 同一周期, 从左到右, 元素的电负性递增; 同一主族, 从上到下, 元素的电负性递减。 4.用途 (1)用于判断一种元素是金属元素还是 非金属元素,以及元素的活泼性如何。 (2)利用电负性可以判断化合物中元素 化合价的正负。 电负性大的元素易呈负价,电负性小的元 素易呈正价 (3)确定共价键的极性的强弱 两种元素的电负性相差越大,它们之间键 的极性就越强 (4)确定化学键的类型 一般的,当两个原子的电负性差值〉1.7 时,形成的化学键就是离子键。 学生归纳本节主要内容 自由问答时间

阅读教材内容,分析 一种阅读提 图片讨论得出结论 炼的探究方 法,最实用的 方法之一。

元素的 电负性 及其变 化规律

电负性大的元素集 中在元素周期表的 右上角,电负性小的 元素位于元素周期 表的左下角。 电负性最大的是 F, 电负性最小的非放 射性元素是 Cs。 通常,电负性小于 2 的元素大部分是金 属元素。 电负性越小,金属元 素越活泼。电负性越 大,非金属元素越活 泼。

培养学生归 纳总结的能 力。

结课

答疑解惑,强 化知识

作业

1、结合本节知识及有关数据,分析并解释第三周期元素性质递 变的原因。 2、请用图示的方式表述原子结构、元素周期表和元素性质三者 的关系。

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