物质结构元素周期律

　　教材分析

　　物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识,也是中学化学教学的重要内容.通过学习这部分知识,可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳,从理论进一步加深理解.同时作为理论指导,也为学生继续学习打下基础.本章内容虽然是理论性知识,但教材结合元素化合物知识相互融合,以利于学生理解和掌握.

　　第一节  元素周期表

　　第1课时

　　教学目标

　　1、能描述元素周期表的结构。

　　2、了解元素原子核外电子排布.

　　3、通过对原子结构的初步认识，树立对立统一的观点，知道有关元素、核素、同位素的涵义及其简单的计算。

　　重点难点

　　元素周期表的结构及元素周期律

　　教学过程

　　[导入]展示一张元素周期表（有条件的可让学生自己查找各种元素周期

　　表）

　　[过度]我们按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。可见原子序数与原子结构间存在什么关系？（结合1~18号元素原子结构）

　　[板书]原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

　　[提问]请同学们回忆初中所介绍的原子结构的知识。

　　[学生]原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核由质子和中子构成。下面我们对原子的结构做进一步认识。

　　[板书]第一章     物质结构   元素周期律

　　第一节  元素周期表

　　一、原子结构

　　原子核

　　质子

　　中子

　　原子 

　　核外电子

　　[过渡]下面我们先分析构成原子的个微粒的电性及其质量情况。

　　（投影）

　　表5—1  构成原子的粒子及其性质

　　构成原子的粒子

　　电  子

　　质  子

　　中  子

　　电性和电量

　　1个电子带1个单位负电荷

　　1个质子带1个单位正电荷

　　不显电性

　　质量/kg

　　9.109×10－31

　　1.673×10－27

　　1.675×10－27

　　相对质量

　　1/1836（电子与质子质量之比）

　　1.007

　　1.008

　　[提问]从表格得出原子的质量主要取决于哪种微粒？

　　[教师]原子的质量主要集中在原子核，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值相加起来，所得的数值叫做质量数。

　　[提问]根据质量数的定义，可得质量数与质子数和中子数间的关系。

　　[板书]质量数（a）=质子数（z）+中子数（n）

　　[过渡]在化学上，我们为了方便地表示某一原子。在元素符号的左下角表出其质子数，左上角标出质量数 x。

　　［教师］请大家做如下练习��

　　［投影练习］

　　粒子符号

　　质子数（z）

　　中子数（n）

　　质量数（n）

　　用 x表示为

　　①o

　　8

　　18

　　②al

　　24

　　27

　　③ar

　　18

　　22

　　④cl

　　cl

　　⑤h

　　h

　　［答案］①n=10  o   ②z=13 �� al  ③a=40  ar 

　　④z=17 n=18  a=35  ⑤z=1  n=0  a=1

　　[引导]科学研究证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。如组成氢元素的氢原子，就有以下三种：我们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。��

　　[投影展示]

　　三种不同的氢原子

　　原子符号

　　质了数

　　中子数

　　氢原子名称和简称

　　① h

　　氕（h）

　　② h

　　氘（d）

　　③ h

　　氚（t）

　　[提问]上面的 h、 h和 h就是核素。那么 h、 h和 h间我们把他们互称为什么？

　　[板书]同位数：同一元素的不同核素间互称为同位数。

　　[阅读]同位数的特点

　　[学生]天然同位数相互间保持一定的比率。

　　[教师]同位数在元素周期表中占据同一位置。下面我们再来讨论这张元素周期表。

　　[学生观察]元素周期表中有多少横行、纵行？

　　[教师]元素周期表有7个横行，每一横行称为一个周期，18个纵行，除了8、9、10三个纵行称为ⅷ外，其余的每一个纵行称为一族。

　　[提问]共多少族（16）

　　［提问］把不同的元素排在同一个横行即同一个周期的依据是什么？��

　　［学生］依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一个横行里。��

　　［提问］周期序数与什么有关？��

　　［学生］周期序数等于该周期元素具有的电子层数。��

　　［教师］如此，我们可以得出如下结论：��

　　［板书］周期序数=电子层数��

　　［学生看元素周期表］��

　　［教师］元素周期表中，我们把1、2、3周期称为短周期，4、5、6周期称为长周期，第7周期称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。

　　请大家根据自己绘制的元素周期表，完成下表内容。(课本p105表5—11)］��

　　［投影］

　　表5—11  周期表的有关知识

　　类别

　　周期序数

　　起止元素

　　包括元素种数

　　核外电子层数

　　短周期

　　1

　　h—he

　　2

　　1

　　2

　　li—ne

　　8

　　2

　　3

　　na—ar

　　8

　　3

　　长周期

　　4

　　k—kr

　　18

　　4

　　5

　　rb—xe

　　18

　　5

　　6

　　cs—rn

　　32

　　6

　　不完全周期

　　7

　　fr—112号

　　26

　　7

　　［学生活动，让一个学生把结果写在胶片上］��

　　［教师］从上面我们所填表的结果可知，在元素周期表的7个周期中，除第1周期只包括氢和氦，第7周期尚未填满外，每一周期的元素都是从最外层电子数为1的碱金属开始，逐步过渡到最外层电子数为7的卤素，最后以最外层电子数为8的稀有气体结束。��

　　需作说明的是：第6周期中，57号元素镧(la)到71号元素镥(lu)，共15种元素，它们原子的电子层结构和性质十分相似，总称镧系元素。第7周期中，89号元素锕(ac)到103号元素铹(lr)，共15种元素，它们原子的电子层结构和性质也十分相似，总称锕系元素。为了使表的结构紧凑，将全体镧系元素和锕系元素分别按周期各放在同一个格内，并按原子序数递增的顺序，把它们分两行另列在表的下方。在锕系元素中92号元素铀(u)以后的各种元素，多数是人工进行核反应制得的元素，这些元素又叫做超铀元素。

　　元素周期表上列出来的元素共有112种，而事实上现在发现的元素还有：114号、116号、118号元素。��

　　[学生活动，教师板书]

　　［教师］罗马数字ⅰ、ⅱ、ⅲ等表示什么意思？��

　　［学生］族序数。��

　　［教师］a、b又分别表示什么呢？��

　　［学生］a表示主族，b表示副族。��

　　［教师］什么是主族？什么是副族？��

　　［学生］由短周期元素和长周期元素共同构成的族，叫做主族；完全由长周期元素构成的族，叫做副族。

　　[总结]最后我们用一句话来概括元素周期表的结构：三短三长一全；七主七副ⅷ和零。

　　补充习题

　　1.α射线是α粒子组成的，α粒子是一种没有核外电子的粒子，它带有2个单位正电荷的质量数等于4，由此可判断，α粒子带有      个质子，

　　个中子。

　　2.某粒子用 rn-表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是(    )��

　　a.所含质子数=a-n                        b.所含中子数=a-z��

　　c.所含电子数=z+n                        d.所带电荷数=n

　　3.某元素mn+核外有a个电子，该元素的某种原子的质量数为a，则该原子的核内中子数为(    )

　　a.a-a+n                  b.a-a-n             

　　c.a+a-n                  d.a+a+n��

　　4、已知某主族元素的原子结构示意图如下，判断其位于第几周期，第几族？��

　　5、某元素形成气态氢化物为 ，其最高价氧化物水化物的分子中有m个氧原子，则其最高氧化物水化物的化学式（   ）

　　a.    b.  

　　c.       d.

　　6、元素周期表是一座开放的“元素大厦”，元素大厦尚未客满。请你在元素大厦中为119号元素安排好它的房间（    ）

　　a.第八周期第ia族   b.第七周期第 ⅶa族 

　　c.第七周期第0族    d.第六周期第ⅱa族

　　7、短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，其中a、c同主族，b、c、d同周期，a原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，b是短周期元素中原子半径最大的主族元素。试回答下列问题：

　　(1)a的元素符号          ；d的原子结构示意图               。

　　(2)a、b、c三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是          。

　　(3)a、b、c、d形成的化合物b2a2、cd2、d2a、da2中各原子都满足最外层8电子结构的是              (填写具体的化学式 )。    

　　(4)ca2与d元素的单质在水溶液中反应的化学方程式是              。

　　参考答案：1、2,2     2、a    3、b 

　　4、第四周期ⅰa族 第五周期ⅶa族   

　　5、a   6、a   7、（1）o     ，（2）s2- > o2- > na+                            

　　（3）na2o2,scl2,cl2o    （4）so2 +cl2 + 2h2o = 2hcl + h2so4