课题

元素周期律

课型

新授课

教材版本

人教版高中化学必修2

章节

第一章第二节

一．教材分析

本课题选自人教版高中化学《必修2》第一章第二节，元素周期律是元素周期表中蕴含的重要思想观念，揭示了元素性质存在的周期性变化规律，是高中化学学习的重要理论工具。

根据《普通高中化学课程标准(2017年版)》，本课题的内容要求如下：

1．了解原子核外电子排布，结合有关数据和实验事实，认识原子结构、元素性质呈现的周期性变化规律，构建元素周期律。

2．知道元素周期表的结构，以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯以及碱金属和卤族元素为例，了解同周期和同主族的元素性质递变规律。

因此，本课题在高中化学学习中具有承上启下的作用，一方面可以促使学生对元素及其化合物的相关性质进行归纳与总结，理解不同元素之间的区别与联系，逐步形成“结构决定性质”的重要思想观念，从感性认识上升到理性认识，这是对《必修1》学习的承接。另一方面，可以帮助学生理解元素周期表中“位置—结构—性质”三者之间的关联，为今后学习能层能级、核外电子排布规律、电离能与电负性等知识奠定基础，也是对《选修3物质结构与性质》学习的铺垫。

二．学情分析

现阶段的学生在知识层面已经具有如下储备：

1．常见元素及其化合物的相关性质；

2．元素周期表结构与位置的相关意义；

3．碱金属元素和卤族元素的原子结构、元素性质递变规律。

而在能力层面已经具有如下水平：

1．初步了解“结构决定性质”的思想观念；

2．能够自主设计与完成常见金属的相关实验；

3．具有一定的信息接收与加工能力，对于数图分析、实验演绎、证据推理等学习方式具有浓厚兴趣。

因此现阶段的学生，适宜通过多角度与多方法，对元素周期律进行探究性学习。

三．化学核心素养分析

本课题由于兼有理论性与实验性，因此适宜开展各种教学活动，落实化学核心素养。

例如：化学历史的引入讲述可以培养科学精神与社会责任；数学图像的规律探究可以培养证据推理与模型认知；实验方案的设计实践可以培养实验探究与创新意识；实验成果的汇报交流可以培养宏观辨识与微观探析。当然，还有更多更好的新思路，值得我们不断探究与尝试。

四．教学目标

教学目标包括如下三个层面：

1．知识层面：认识原子结构、元素性质的周期性变化规律，形成“结构决定性质”的思想观念；

2．能力层面：理解元素周期表中“位置—结构—性质”三者之间的关联，能够分析、预测、比较元素及其化合物的相关性质；

3．精神层面：体会元素周期律在科学研究中的重要作用，引导学生热爱化学理论知识，享受化学探究过程。

五．教学思路

教学思路包括：课堂活动线、知识结构线、素养水平线，做到三线合一，相辅相成，实现教学目标。

在推进课堂活动的同时，不仅落实了元素周期律的相关知识点，还培养了学生多方面的化学核心素养。用“问题导学法”代替传统的“讲授归纳法”，使本节课最终能够呈现宏观、微观、符号、曲线的全面四重表征。

六．教学内容

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

化学趣闻

①讲述化学史上的趣闻：法国化学家德布瓦绍德朗发现了新元素镓以后，收到门捷列夫的来信，信中不仅指出了镓的密度数据有误，还准确预测了镓的很多性质，就是所谓的“类铝”。

聆听化学历史趣闻，联想门捷列夫与元素周期表的相关史实。

化学历史创设情景，激发学生学习兴趣，与最后的教学环节形成前后呼应的效果。

②提出问题：门捷列夫是依据什么能够做到未卜先知，甚至准确预测的呢？

集体回答问题，知晓元素周期表内蕴含的重要思想观念——元素周期律。

引出本节课的探究对象——元素周期律。

温故知新

①带领学生回顾所学知识：以碱金属和卤族元素为例，同主族从上到下，原子结构、得失电子能力、化学性质的递变规律。

集体回答问题，回顾复习所学知识，理解原子结构、得失电子能力、化学性质这三者之间的逻辑因果关系。

以学生现有的知识为载体，加深“结构决定性质”的思想观念，为后面分析同周期从左到右的变化规律奠定方法基础。

②提出问题：同周期从左到右，又会不会存在什么变化规律呢？

加以思考，提出猜想。

由同主族变化规律延伸猜想同周期变化规律，达到温故而知新的效果。

数图分析

①引导鼓励学生根据课前预习的成果：1~18号元素的相关折线图和直方图，进行课堂上的分享与交流。

课前预习时，已经根据课本第13-15页的相关数据，绘制了相应的图像。

运用数学手段，将书本的数据变化以曲线变化形式更加直观地表示出来，达到曲线表征的效果。

②提问学生：依据“最外层电子数—原子序数 折线图”，能够发现什么规律？并加以归纳总结。

个体回答，总结随着原子序数的递增，原子最外层电子数的周期性变化。

巧用数学手段，实现跨学科的能力迁移运用。

③提问学生：依据“原子半径—原子序数  折线图”，能够发现什么规律？并加以归纳总结。

个体回答，总结随着原子序数的递增，原子半径的周期性变化。

④提问学生：“原子半径的周期性变化” 与“核外电子排布的周期性变化”之间会不会有什么关联呢？并加以归纳总结。

个体回答，总结同周期情况下，原子核电荷数增加与原子半径减小的因果关系。

加深“结构决定性质”的思想观念。

⑤提问学生：依据“元素主要化合价—原子序数 直方图”，能够发现什么规律？并加以归纳总结。

个体回答，总结随着原子序数的递增，元素主要化合价的周期性变化，以及数值上的相关规律。

巧用数学手段，实现跨学科的能力迁移运用。

⑥归纳总结：随着原子序数递增，元素的原子结构确实存在周期性的变化，从左到右，最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小。

思考总结、消化理解、能力提升。

实现第一个探究任务的教学目的。

⑦带领学生根据“结构决定性质”思路，进行推理猜想：同周期从左到右，金属性会逐渐减弱，非金属性会逐渐增强。

立足“结构决定性质”，进行理论推理，共同提出猜想。

为后面的实验演绎与证据推理等验证性教学环节做好铺垫。

实验演绎

①引导学生进行Na、Mg、Al的实验方案设计与实践，验证同周期从左到右，金属性会逐渐减弱的猜想。

以小组形式进行实验方案的讨论设计，自主完成实验，记录实验现象，交流实验结论。

以实验演绎的方式去探究与理解元素周期律。

②提问学生：关于金属单质与水反应置换出氢气的难易程度的实验具体情况。引导学生结合所学知识，巧用丁达尔效应改进课本实验。

个体回答，关于反应条件与产生气泡速率的差异，以及滴加酚酞后红色深浅程度的差异。并且运用丁达尔效应检验Al与H2O反应的情况。说明金属性Na＞Mg＞Al。

锻炼学生的实验观察能力与总结汇报能力。通过自主实验不仅激发了学生的探究兴趣，感受化学研究的基本方法，还培养宏观辨识与微观探析、实验探究与创新意识的化学核心素养。

③提问学生：关于金属单质与酸反应置换出氢气的难易程度的实验具体情况。

个体回答，关于反应条件与产生气泡速率的差异。说明金属性Na＞Mg＞Al。

④提问学生：关于最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱的实验具体情况。

个体回答，关于滴加酚酞后红色深浅程度的差异，以及pH试纸与pH计的相关数据结果。说明金属性Na＞Mg＞Al。

⑤提问学生：关于置换反应的实验具体情况与方案的合理性问题。

个体回答，解释Na与MgCl2溶液反应的真实本质，无法用于说明无法说明金属性Na＞Mg。

⑥归纳总结：同周期元素，从左到右，金属性确实是逐渐减弱的。

思考总结、消化理解、能力提升。

实现第二个探究任务的教学目的。

证据推理

①引导学生根据阅读材料，进行Si、P、S、Cl的证据推理，验证同周期从左到右，非金属性会逐渐增强的猜想。

以小组形式进行讨论交流，完善推理过程。

以证据推理的方式去探究与理解元素周期律。

②提问学生：Si、P、S、Cl2分别与H2反应的条件能说明什么？

个体回答，从卤族元素迁移可知，非金属性越强，非金属单质与H2反应就会越容易，反应也会越剧烈。从而推理出非金属性是Cl＞S＞P＞Si。

强调类比学习与知识迁移的重要性，充分运用所学知识，解决陌生推理问题，从而培养证据推理与模型认知的化学核心素养。

③提问学生：继续推理，Si、P、S、Cl的氢化物中，哪个最稳定？

立足规律，非金属性越强，气态氢化物越稳定。从而推理出稳定性是HCl＞H2S＞PH3＞SiH4。

④提问学生：Si、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱又能说明什么？

个体回答，从卤族元素迁移可知，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强。再推理出非金属性是Cl＞S＞P＞Si。

⑤归纳总结：同周期元素，从左到右，非金属性确实是逐渐增强的。

思考总结、消化理解、能力提升。

实现第三个探究任务的教学目的。

化学魅力

回顾元素周期律被发现与完善的艰辛历程，以及中国化学家们的卓越贡献，引导学生热爱化学理论知识，享受化学探究过程。

感受化学的魅力，激发内心的向往。

升华本节课的主题——科学精神与社会责任。

七．教学亮点

这样的教学设计，使本节课具有如下的教学亮点：

1．打破传统教学思路。化学历史创设情景，数学手段分析规律，自主实验验证假说，使本节课呈现多角度多方法的探究性学习方式。

2．强化实验创新能力。引导学生发散思维，充分运用所学知识，巧用丁达尔效应、pH试纸等方式对课本的相关实验进行完善。

3．巧设问题导学建构。学生兴趣得以激发，教学活动环环相扣，使学生在解决问题的过程中逐步建构起元素周期律。

4．追求多维素养目标。多元化的教学方式，启发性的师生互动，使课堂符合多种化学核心素养的要求。

八．板书设计

元素周期律

原子结构：原子半径、最外层电子数

得失电子能力

化学性质：化合价

                                     金属性和非金属性

                                     宏观实验事实