物质结构元素周期律

　　教学目标

　　1、了解原子结构与元素性质的关系。

　　2、能初步学会总结元素递变规律的能力，具有把元素的性质、元素周期表的位置与元素组成微粒的结构初步联系起来并在一定条件下相互转化的运用能力。

　　3、通过对元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系。从而认识事物变化过程中量变引起质变的规律性，接受辨证唯物主义观点的教育。

　　重点难点

　　元素性质的递变规律与元素组成微粒结构的联系

　　教学过程

　　[导入]我们把ⅰa 称为碱金属族，我们为什么要把他们编在一个族呢？请同学们观察碱金属的原子结构示意图，分析碱金属原子结构的共同之处。

　　[思考]我们知道物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知其化学性质如何？是否完全相同？

　　[学生] 由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关，碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子，因此它们应该具有相似的化学性质，由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样，在化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，并能与氧气等非金属元素及水发学生化学反应。

　　[教师]实验是检验真理的标准，下面我们通过实验来探讨同一族元素的性质。

　　[实验1]将一干燥的坩埚加热，同时取一小块钾，擦干表面的煤油后，迅速的投入到热坩埚中，观察现象。同钠与氧气的反应比较。

　　[实验2]在培养皿中放入一些水，然后取绿豆大的钾，吸干表面的煤油，投入到培养皿中，观察现象。同钠与水的反应进比较

　　钠

　　钾

　　与氧气的反应

　　学生成淡黄色的固体，并发出黄色火焰

　　比钠要剧烈

　　与水的反应

　　浮、溶、游、动、响

　　浮、溶、游、动、响

　　且反应要比钠快

　　[学生活动，完成表格]

　　[思考与交流]根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗？

　　[学生]有关系。同一主族元素化学性质相似。且

　　li  na  k  rb

　　还原性增加

　　碱金属的物理性质的比较

　　li     na     k     rb     cs

　　相

　　似

　　点

　　颜色

　　均为银白色（cs略带金色）

　　硬度

　　柔软

　　密度

　　较小

　　熔沸点

　　较低

　　导电导热性

　　强

　　递变性

　　密度变化

　　逐渐增大（k特殊）

　　熔沸点变化

　　单质的熔沸点逐渐降低

　　[教师]有上表可见，碱金属在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。

　　[过渡]刚才我们以典型的金属一族为例，下面我们以典型的非金属为例。看看他们的性质有原子结构间是否存在联系？

　　[投影]卤素单质的物理性质

　　元素名称

　　元素符号

　　核电荷数

　　单质

　　颜色和状态（常态）

　　密度

　　熔点

　　℃

　　沸点

　　℃

　　溶解度

　　（100g水中）

　　氟

　　f

　　9

　　f2

　　淡绿色的气体

　　1.69g/l

　　-219.6

　　-188.1

　　与水反应

　　氯

　　cl

　　17

　　cl2

　　黄绿色气体

　　3.124g/l

　　-101

　　-34.6

　　226 cm3

　　溴

　　br

　　35

　　br2

　　深红棕色液体

　　3.119

　　g/ cm3

　　-7.2

　　58.78

　　4.16g

　　碘

　　i

　　53

　　i2

　　紫黑色固体

　　4.93g/cm3

　　113.5

　　184.4

　　0.029g

　　［教教师］请大家根据表，总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。

　　［学生总结］

　　［板书］颜色：浅       深

　　状态：气      液       固

　　密度：小      大

　　熔沸点：低      高

　　在水中的溶解性：大      小

　　［设问］大家能否根据卤素原子的结构特点来解释一下卤素单质在性质上的相似性与递变性呢?

　　[投影]卤族元素的原子结构示意图

　　［讲解］卤素原子的最外层电子数相等，决定了他们在化学性质上的相似性(元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数)，原子半径的不同，又导致了它们得电子的难易程度不同，从而表现出氧化性的强弱不同，即结构决定性质。

　　下面请同学们看表格：卤素单质与氢气的反应。从中我们得出什么结论？

　　［投影］卤素单质与氢气的反应

　　名称

　　反应条件

　　方程式

　　学生成氢化物的稳定性

　　f2

　　冷暗处爆炸

　　h2+f2====2hf

　　hf很稳定

　　cl2

　　光照

　　光

　　h2+cl2=====2hcl

　　hcl稳定

　　br2

　　高温

　　500℃

　　h2+br2======2hbr

　　hbr较不稳定

　　i2

　　高温、持续加热

　　h2+i2======2hi

　　hi很不稳定

　　［讲解］分析上表可知，卤素和h2的反应可用通式h2＋x2====2hx来表示，反应时按f2、cl2、br2、i2的顺序，反应条件越来越苛刻，反应程度依次减弱，形成的卤化氢的稳定性也依次减弱，与我们的推测相符。

　　［板书］h2＋x2=====2hx（x=f、cl、br、i）

　　［讲解］其中h2与i2的反应不同于我们以往学过的化学反应，它的特点是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行，我们把这样的反应叫可逆反应。

　　［板书］可逆反应：同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。

　　2h2o======2h2↑+o2↑

　　2h2+o2======2h2o

　　通电

　　点燃

　　判断下列各对反应是否为可逆反应。

　　(1)                                （×）

　　2so2+o2=========2so3

　　2so3=========2so2+o2

　　高温、高压

　　催化剂

　　高温、高压

　　催化剂

　　(2)                                     （√）

　　[学学生活动]

　　f2   cl2   br2   i2

　　剧烈程度：

　　学生成的氢化物的稳定性：

　　[教师]我们可以通过金属与盐溶液的置换反应可以比较金属的强弱，通过卤素间的置换反应实验，比较非金属的氧化性的强弱。

　　[实验1]将少量新制的饱和氯水分别注盛有nabr溶液和ki溶液的试管中，用力振荡后，在注入少量四氯化碳，振荡。观察四氯化碳层和水层的颜色变化。

　　[实验2]将少量的溴水注入盛有ki溶液的试管中，用力振荡后，在注入少量的四氯化碳。观察四氯化碳层和水层颜色的变化。

　　［学生讨论、分析］

　　［板书］cl2＋2nabr=====2nacl＋br2      cl2＋2br-=====2cl－＋br2

　　cl2＋2ki=====2kcl＋i2              cl2＋2i－=====2cl－＋i2

　　［小结］卤素单质随着原子核电荷数的递增，在物理性质和化学性质方面，均表现出一定的相似性和递变性。但一般之中有特殊。由此可见同一主族元素性质具有一定的相似性和递变性。

　　补充习题

　　1、下列说法中错误的是                                    （   ）

　　a.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在周期数

　　b.元素周期表中从ⅲb族到ⅱb族10列的元素都是金属元素

　　c.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8个

　　d.同一元素的各种同位素的物理性质和化学性质完全相同

　　2.鉴别cl－、br－、i－可以选用的试剂是                   （      ）

　　a.碘水，淀粉溶液                   b.氯水，四氯化碳

　　c.淀粉，ki溶液                    d.硝酸银溶液，稀hno3

　　3.砹(at)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质是                                           （     ）

　　a.砹易溶于某些有机溶剂               b.砹化氢很稳定不易分解

　　c.砹是有色气体                      d.砹化银不溶于水或稀hno3

　　4、在hi溶液中滴加淀粉溶液无明显变化，但加入某种物质后，溶液立即变蓝。该物质可能是。                                      （    ）

　　a.fecl3   b.k2so3  c.kno3  d.na2s                                               5、下列关于卤素的叙述正确的是                            （   ）

　　a、卤素只以化合态存在于自然界中  

　　b、 随核电荷数增加，单质熔沸点升高 

　　c、随核电荷数增加，单质氧化性增强

　　d、单质与水反应，均可用通式x2+h2o=hx+hxo表示

　　6 、 a、b、c、d、e、f六种短周期元素的原子序数依次增大。已知a、c、f三原子的最外层共有11个电子，且这种三元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均能生成盐和水，d元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4个，e元素原子的次外层电子数比最外层电子数多3个。试回答：

　　(1)写出下列元素的符号a　　　　 ，d　　　　 ，e　　　　 。

　　(2)用电子式表示b、f形成的化合物　　　　 。

　　(3)a、c两种元素最高价氧化物的水化物之间反应的离子方程式　　　 。

　　(4)d的固态氧化物是　　 晶体。含nmold的氧化物的晶体中含d-o共价键为　　　　　　 mol。

　　参考答案：1、ad   2、bd   3、bc   4、ac   5、ab

　　6、（1）na；si；p (2)

　　mg2+

　　(2)

　　(3)al(oh)3＋oh－＝＝alo2－＋2h2o

　　（4）原子，4n