高一化学元素周期律2

元素周期律 ［引言］从上一节我们分析3～9、11～17号元素的得失电子能力强弱知道：当电子层数相同时，随着元素原子序数的递增，最外层电子数从1递增到8，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，因而失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，即元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。那么，我们如何用实验来验证这个结论呢？这就是我们本节课所要学习的内容。 ［师］请大家结合课前预习知识回答：判断元素金属性和非金属性的依据。 ［学生回答，教师板书］ 判断元素金属性强弱的依据： 1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易； 2.最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。 判断元素非金属性强弱的依据： 1.跟氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性； 2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。 ［师］回答得很好。下面我们就按照这个标准，以11～18号元素为例，来研究元素的金属性和非金属性的变化情况。为了使我们更好地理解本节课的内容，请大家先填写下。 ［投影］填写下列各元素的气态氢化物、最高价氧化物及最高价氧化物对应水化物的化学式： 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar 气态氢化物 — — — ① ② ③ ④ — 最高价氧化物 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 11 — 最高价氧化物 的水化物 12 13 14 15 16 17 18 — 注：“—”不填。 ［按序号依次填为：SiH4、PH3、H2S、HCl、Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4］ ［学生活动、教师巡视］ ［在黑板纠正共性错误，对画线部分须做补充说明］ ［师］一般，对于金属元素我们主要研究其金属性，对于非金属元素我们主要研究其非金属性。下面我们通过实验来研究Na、Mg、Al三种金属元素的金属性强弱。 ［演示实验5—1］ +Na 滴有酚酞的水 +Mg +Al ［师］请大家分别描述实验现象(注意反应现象的剧烈程度) ［生］1.Na在常温下，与水剧烈反应，浮于水面在水面四处游动，同时产生大量无色气体，溶液变红。 2.Mg在常温下，与水的反应无明显现象；加热时，镁带表面有大量气泡出现，溶液变红。 3.Al在常温或加热下，遇水无明显现象。 ［注］学生在描述实验现象时，常把“产生无色气体”回答成“产生氢气”；“与Mg反应在常温下现象不明显”常易错答为“Mg与冷水不反应”。教师根据具体情况进行纠正。 ［师］上述现象说明了Na、Mg、Al的金属性强弱顺序怎样？ ［生］Na的金属性最强，Mg次之，Al最弱。 ［师］也即Na、Mg、Al的金属性强弱顺序为Na＞Mg＞Al ［板书］金属性Na＞Mg＞Al ［师］请大家预测一下，Mg、Al分别与稀盐酸反应时，现象是否会相同？应该有什么区别？ ［生］Mg与盐酸反应要比Al与盐酸反应剧烈。 ［师］实践是检验真理的惟一标准。下面，我们通过实验来进行验证。 ［演示实验5—2］ +Mg条 1 mol/L盐酸 +Al条 ［同时让附近的学生用手摸一下试管的外壁，请这位同学告诉大家，两支试管的温度是否一样？］ ［生］与Mg反应的试管壁温度高，与Al反应的试管壁温度低。 ［师］从刚才的实验现象我们可知，Mg与稀HCl的反应剧烈得多，同时放出大量的热。这说明大家的预测是正确的。根据Na、Mg、Al三者的金属性强弱顺序，我们可推知，Na与HCl反应将会更剧烈，甚至发生爆炸。 请大家写出上述反应的化学方程式。 ［学生活动，教师巡视，并纠正错误］ ［2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ Mg+2H2O====Mg(OH)2+H2↑ Mg+2HCl====MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑］ ［过渡］那么，Na、Mg、Al的氧化物及最高价氧化物的水化物的性质怎样呢？ ［师］在初中，我们曾把氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物。那么，Na2O、MgO、Al2O3分别属哪类化合物呢？ ［生甲］Na2O、MgO、Al2O3均为碱性氧化物。 ［生乙］Na2O、MgO为碱性氧化物，Al2O3为两性氧化物。 ［师］生乙的回答是正确的。那么，到底什么是两性氧化物呢？请大家阅读课本P101有关两性氧化物的知识，并分别写出Al2O3与盐酸和NaOH溶液反应的化学方程式。已知Al2O3与NaOH反应生成的盐叫偏铝酸钠(NaAlO2)。 ［把NaAlO2写于黑板上］ ［学生活动］ ［教师板书］两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 Al2O3+6HCl====2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O ［师］请把自己书写的化学方程式与黑板上的相对照。 ［师］那么，Na、Mg、Al对应的最高价氧化物的水化物是：NaOH、 Mg(OH)2、Al(OH)3。 Al(OH)3会不会也像Al2O3一样具有两性呢？下面我们通过实验来进行研究。 ［演示实验5—3］1 mol/L AlCl3+3 mol/L NaOH 制取Al(OH)3↓ Al(OH)3+3 mol/L H2SO4→ Al(OH)3+6 mol/L NaOH→ ［师］请大家描述以上实验现象。 ［生］AlCl3和NaOH溶液相遇有白色絮状沉淀生成，该沉淀既能溶于H2SO4，又能溶于NaOH。 ［师］回答得很好。上述实验证明，Al(OH)3与Al2O3一样，显两性。 ［讲述］像Al(OH)3这样既能跟酸起反应，又能与碱起反应的氢氧化物，叫两性氢氧化物。请大家写出上述反应的化学方程式。 ［板书］两性氢氧化物：既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物。 AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl 2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O ［师］NaOH是我们熟知的强碱，Al(OH)3显两性，那么Mg(OH)2的碱性与NaOH和Al(OH)3相比怎样呢？ ［生］Mg(OH)2的碱性应弱于NaOH，强于Al(OH)3。 ［师］十分正确。Mg(OH)2属中强碱。由此我们可得出如下结论： ［讲解并板书］碱性强弱 NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 ［思考］Mg(OH)2是否会溶于NaOH? ［学生思考后回答］ ［甲］不会。 ［乙］会。 ［实验验证］取一盛有MgCl2溶液的试管，向其中滴加6 mol/L NaOH溶液，直至过量，出现的白色沉淀不会消失。 ［过渡］上面我们研究了11～18号元素中金属元素的金属性。下面我们来研究非金属元素的非金属性。 ［师］请大家根据原子结构的知识，判断下列元素的非金属性强弱。 ［板书］Si P S Cl ［与学生共同得出］非金属性的强弱Si＜P＜S＜Cl ［板书］非金属性的强弱 Si＜P＜S＜Cl ［师］请大家根据我们刚学习过的判断元素非金属性强弱的依据，做如下练习： ［板书］氢化物稳定性强弱顺序 SiH4 PH3 H2S HCl 酸性强弱顺序 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 ［学生活动］ ［请学生说出结果，教师把“＜”“＞”填在上述板书中适当的位置］ ［师］请大家预言一下，H2与S生成H2S易，还是H2与Cl2生成HCl易？Si与H2？P与H2呢？ ［生］应是H2与Cl2生成HCl易，H2与S反应次之，P与H2反应困难，Si与H2反应更难。 ［师］大家对Si、P、S、Cl元素氢化物的稳定性强弱顺序及其最高价氧化物的水化物酸性强弱的判断是否正确？刚才的预言是否准确呢？请大家参考正确，阅读课本P101和P102上的有关内容。 ［学生活动，阅读课本］ ［师］本节课我们的研究结论可用以下两表来表示。 ［投影展示表5—9、5—10］ 表5—9 钠、镁、铝的性质比较 性质 Na Mg Al 单质与水（或酸）的反应情况 与冷水剧烈反应放出氢气 与冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，放出氢气，与酸剧烈反应放出氢气 与酸迅速反应放出氢气 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 两性氢氧化物 表5—10 硅、磷、硫、氯的性质比较 性质 Si P S Cl 非金属单质与氢气反应的条件 高温 磷蒸气与氢气能反应 须加热 光照或点燃时发生爆炸而化合 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 H4SiO4 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 比H2SO4更强的酸 ［师］因为18号元素氩是一种稀有气体元素，一般情况不难与其他物质发生化学反应。因此，我们不研究它的性质。 ［师］综上所述，我们可以从11～18号元素性质的变化中得出如下结论： ［讲解并板书］ Na Mg Al Si P S Cl Ar 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 稀有气体元素 ［师］如果我们对其他元素也进行同样的研究，也会得出类似的结论。同时，也证实了我们上一节的推测：元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。元素周期律即元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，在此也得以很好的体现。 ［投影练习］用元素符号回答原子序数11～18号的元素的有关问(课本P103—1) (1)除稀有气体外，原子半径最大的是 。 (2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是 。 (3)最高价氧化物的水化物呈两性的是 。 (4)最高价氧化物的水化物酸性最强的是 。 (5)能形成气态氢化物且最稳定的是 。 ［答案：(1)Na (2)Na (3)Al (4)Cl (5)Cl 注：此处(2)、(3)、(4)、(5)分别容易错填为：NaOH、Al(OH)3、HClO4、HCl］ ［小结］本节课我们用实验及推理的方式重新巩固了元素周期律，同时认识了两性氧化物和两性氢氧化物两个概念。 ［布置作业］1.课本习题二、1、6、7 2.写出Al2O3、Al(OH)3分别与强酸强碱反应的离子方程式。 3.模仿本书附录，画一张元素周期表，下节课上课时带上。(不用写外围电子构型) ［参考练习］1.从原子序数11依次增加到17，下列所叙递变关系错误的是( ) A.电子层数逐渐增多 B.原子半径逐渐增大 C.最高正价数值逐渐增大 D.从硅到氯负价从-4-1 答案：AB 2.已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。则下列说法正确的是 A.气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3 B.非金属活泼性：Y＜X＜Z C.原子半径：X＞Y＞Z D.原子最外电子层上电子数的关系：Y=(X+Z) 解析：本题的关键信息是：“最高价氧化物对应水化物的酸性强弱”。这说明，这三种元素为成酸元素，应显非金属性。由于其原子序数相连，意味着其有相同的电子层数(即周期数)，然后利用有关知识，不难推出，正确答案为A、D。 答案：AD 3.用原子结构的观点说明元素性质随原子序数的递增而呈周期性变化的原因。 答案：元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定。从核外电子的排布情况可知，原子的最外层电子数随原子序数的递增而呈周期性变化。从锂到氖，原子的最外层电子数由1个依次递增到8个；从钠到氩，原子的最外层电子数也由1个依次递增到8个。也就是说，每隔一定数目的元素，就出现与前面元素具有相同最外层电子排布的情况，从而表现出相似的化学性质。所以，元素原子的核外电子排布呈周期性变化，从而也决定了元素性质的周期性变化。 ●板书设计 第二节 元素周期律(第二课时) 判断元素金属性强弱的依据： 1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易。 2.元素最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。 金属性 Na＞Mg＞Al 碱性强弱 NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 判断元素非金属性强弱的依据： 1.跟氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性。 2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。 非金属性 Si＜P＜S＜Cl 氢化物稳定性 SiH4＜PH3＜H2S＜HCl 酸性强弱顺序 H4SiO4＞H3PO4＞H2SO4＞HClO4 Na Mg Al Si P S Cl　　　　　　 　　　 Ar 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 稀有气体 副板书 两性氧化物：既能和酸反应生成盐和水，又能和碱起反应生成盐和水的氧化物。 Al2O3+6HCl====2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O 两性氢氧化物：既能跟酸起反应，又能跟碱起反应的氢氧化物。 AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl 2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+6H2O Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O 关于两性氧化物和氢氧化物的知识，理解起来并不难，学生在此处极易出现的错误是，Al2O3、Al(OH)3与碱反应的方程式易写错，因此特意布置了作业2。 给学生布置作业3的目的是：为下一节课元素周期表的讲授做基础，预先没告诉学生制表目的，则其在绘制元素周期表时，自然会有各种各样的疑问，包括为什么老师要让我们这样做？周期表中的A、B分别代表什么？为什么元素非要按这种形式排列等等。旨在让学生先疑惑而后解惑，从而为下节课的学习作一个很好的铺垫。 ●教学说明 本节课因为有演示实验，也是本章的第一次实验，根据高一学生的心理特点，讲授此课并不会显得十分枯燥，但本节内容的目的是在实验验证的基础上来帮助学生巩固和理解元素周期律的实质的。若教师引导不好，往往易使实验起到喧宾夺主的作用。因此，教师在讲授本节内容时，一定要注意让学生参与到教学活动中来，让其既动手练习，又动脑思考，从而激活他们的思维，使其认识上升到认知的高度，并锻炼他们的抽象思维推理能力。 常温 △ △ 用心 爱心 专心