1、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí) 教學(xué)設(shè)計(jì)課題原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)單元1學(xué)科化學(xué)年級(jí)高二教材分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí)。這一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容主要是原子半徑和電離能的周期性變化規(guī)律。前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了 “元素周期律、元素周期系和與元素周期表以及構(gòu)造原理與元素周期表”的概念和內(nèi)容，了解了元素周期表等基礎(chǔ)知識(shí)，理解元素周期律相關(guān)知識(shí)。在復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)及元素周期表相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，從原子核外電子排布的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合元素周期表進(jìn)一步探究元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容在復(fù)習(xí)元素核外電子排布、元素金屬性及非金屬性等的基礎(chǔ)上，進(jìn)

2、一步從原子半徑、電離能等方面探究元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。重點(diǎn)探究電離能的周期性變化。 本節(jié)安排了“原子半徑及電離能”這部分內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，了解原子半徑的周期性變化規(guī)律，知道知道電離能的概念與表示方法。理解電離能與原子半徑的關(guān)系，并掌握電離能的周期性變化及規(guī)律。加深對(duì)元素周期律、元素周期表及元素“位構(gòu)性”三者關(guān)系的理解。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)探究原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系。知道原子半徑的周期性變化。通過(guò)探究原子結(jié)構(gòu)與電離能的關(guān)系。理解電離能與原子半徑的關(guān)系，并掌握電離能的周期性變化及規(guī)律?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：通過(guò)閱讀資料卡片，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是在不斷發(fā)展的，培養(yǎng)求真

3、務(wù)實(shí)、不斷進(jìn)步的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)原子半徑、第一電離能的周期性變化。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課 【舊知回顧】 根據(jù)已學(xué)知識(shí)回顧：元素周期律的內(nèi)涵豐富多彩，在元素周期表中，原子核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑、元素金屬性與非金屬性、原子得電子與失電子能力有什么周期性的變化規(guī)律呢？ 1.同周期：從左到右，最外層電子數(shù)依次增加；核電荷數(shù)依次增加；原子半徑逐漸減??；元素金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)；原子得電子能力增強(qiáng)，失電子能力減弱。 2.同主族：從上到下，最外層電子數(shù)相同，核電荷數(shù)依次增加，原子半徑逐漸增大，元素金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。原子得電子能力減弱，

4、失電子能力增強(qiáng)。復(fù)習(xí)舊知通過(guò)之前已有知識(shí)的復(fù)習(xí)，給新內(nèi)容學(xué)習(xí)奠基基礎(chǔ)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。講授新課第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí) 原子半徑與電離能一、原子半徑顯然，電子的能層越多，電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大； 而核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的吸引作用也就越大，將使原子的半徑減小。這兩個(gè)因素結(jié)合的結(jié)果使原子半徑呈現(xiàn)周期性的遞變。1.原子半徑的大小取決于兩個(gè)相反的因素：電子的能層數(shù)核電荷數(shù)【思考與討論】1.元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？如何解釋這種趨勢(shì)？元素周期表中同周期主族元素從左到右，原子半徑依次減小。解釋：同周期，原子半徑大小主要影響因素為核電荷數(shù)，

5、從左到右，原子核外電子的能層不變，而原子核電荷數(shù)依次增加，原子核對(duì)電子的吸引作用就越大，使原子的半徑減小。 2.元素周期表中的同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？如何解釋這種趨勢(shì)？ 元素周期表中同主族元素從上到下，原子半徑依次增大。解釋：同主族，原子半徑大小主要影響因素為電子的能層數(shù)，從上到下，原子核外電子的能層依次增加，電子的能層越多，電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大。 二、電離能 1.概念 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去了一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。 注意：保持“最低能量”的條件：“氣態(tài)”、“基態(tài)”、“電中性”、”失去一個(gè)電子“等。 2.表示方法 用符號(hào)

6、 I1 表示，單位：kJ /mol【思考】什么又叫第二電離能？第三電離能？第四？第五？一價(jià)氣態(tài)正離子再失去一個(gè)電子所需要的能量叫做第二電離能,符號(hào)I2。以此類推，第三、第四電離能N(g)N(g)e I1（第一電離能）N(g)N2(g)e I2（第二電離能）N2(g)N3(g)e I3（第三電離能）【思考】元素的第一電離能大小與原子失電子的難易有何關(guān)系？元素的第一電離能大小與原子失電子的難易的關(guān)系：元素的第一電離能越小，越易失去電子，元素金屬性越強(qiáng)；元素的第一電離能越大，越難失去電子，元素金屬性越弱。【討論】觀察右圖，思考原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞增有什么規(guī)律呢？同學(xué)之間相互交流并作分享。 元

7、素的第一電離能的周期性特點(diǎn)： 每個(gè)周期的第一種元素（氫和堿金屬）的第一電離能最小，最后一種元素（稀有氣體）的第一電離能最大；同族元素從上到下第一電離能變小，如He、Ne、Ar、Kr、Xe的第一電離能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一電離能也依次下降。 規(guī)律小結(jié)： （1）同主族：從上到下，元素第一電離能逐漸減小。（2）同周期：從左到右，元素第一電離能總體呈增大趨勢(shì)。中間有反常。【思考】為什么B、Al、O、S等元素的電離能比它們左邊元素的電離能低，而使LiNi和NaAr的電離能曲線呈現(xiàn)鋸齒狀變化？【資料卡片】對(duì)于B和Al這兩個(gè)鋸齒狀變化，一般的解釋為： B和Al的第一電離能失去的電子是

8、np能級(jí)的，該能級(jí)的能量比左邊的位于ns能級(jí)的能量高。對(duì)于O和S這兩個(gè)鋸齒狀變化，有兩種解釋，其一是N和P的電子排布式半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能較高；其二是O和S失去的是已經(jīng)配對(duì)的電子，配對(duì)電子相互排斥，因而電離能較低。哪一種解釋更合理？需要做定量計(jì)算才能判斷。影響元素的第一電離能大小的因素：（1）原子核對(duì)核外電子的引力 （即原子半徑）（2）原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)【思考與討論】（1）堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯(lián)系？堿金屬元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，越易失去電子，第一電離能減小，元素金屬性增強(qiáng)，堿金屬的活潑性增強(qiáng)。（2）下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級(jí)失去電子的電離能。為什么

9、原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大？原子的逐級(jí)電離能逐漸增大，即 I1 I2 I3 I4 解釋：因?yàn)殡S著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來(lái)越大，消耗的能量也越來(lái)越多。 所以原子的逐級(jí)電離能逐漸增大。這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么聯(lián)系？鈉、鎂、鋁的最高化合價(jià)分別是1、2、3同一元素的不同電離能變化規(guī)律：（1）逐級(jí)增大，且存在突躍 。 （2）根據(jù)主族元素原子不同級(jí)電離能的突躍性變化，判斷元素性質(zhì)（通常價(jià)態(tài)）、元素在周期表中的位置等。【課堂練習(xí)】1關(guān)于元素第一電離能元素性質(zhì)的下列說(shuō)法中，不正確的是A第一電離能越小，元素金屬越強(qiáng)B第一電離能越小，該元素原子的

10、能量越高C第一電離能越大，該元素的非金屬性強(qiáng)D第一電離能失去的電子，一定是最外層上的電子答案為 C。A第一電離能越小，說(shuō)明越易失電子，元素金屬性越強(qiáng)，故A正確；B元素原子的能量越高，第一電離能越小，越易失去電子，故B正確；C同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，同一周期中稀有氣體的第一電離能最大，但稀有氣體非金屬性弱，故C錯(cuò)誤；D第一電離能是基態(tài)的氣態(tài)原子失去最外層的一個(gè)電子所需能量，故D正確；2下列說(shuō)法正確的是()A第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C在所有元素中，氟的第一電離能最大D鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大答案： AA.金屬性越強(qiáng)，

11、第一電離能越小，所以第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小，選項(xiàng)A正確；B.由于鎂原子的3s軌道處于全充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能是鎂的大于鋁的，選項(xiàng)B不正確；C.第一電離能最大的是稀有氣體元素，選項(xiàng)C不正確；D.鉀的金屬性強(qiáng)于鎂的，所以鉀的第一電離能小于鎂的，選項(xiàng)D不正確；3以下說(shuō)法不正確的是A第一電離能越小，表示氣態(tài)原子越容易失電子B同一元素的電離能，各級(jí)電離能逐級(jí)增大C在元素周期表中，主族元素原子的第一電離能從左到右一定是越來(lái)越大D在元素周期表中，同主族元素從上到下，第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì) 答案： CA.第一電離能越小，氣態(tài)原子失去一個(gè)電子所需要的最小能量越小，越容易失電子，故A

12、正確；B.同一元素的電離能，各級(jí)電離能逐級(jí)增大，故B正確；C.在元素周期表中，主族元素原子的第一電離能從左到右呈增大的趨勢(shì)，當(dāng)外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時(shí)，原子的能量較低，元素的第一電離能較大，故C錯(cuò)誤；D.在元素周期表中，同主族元素從上到下，第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，這是因?yàn)橥髯逶氐膬r(jià)電子數(shù)相同，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)核外電子的有效吸引作用逐漸減弱，故D正確。4. 根據(jù)有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題。（1）化學(xué)元素（0族和放射性元素除外）中，第一電離能最小的元素是_（填元素符號(hào)，下同），第一電離能最大的元素是_，電負(fù)性最大的元素是_。（2）銅的原子序數(shù)是29，其價(jià)電子

13、排布式為_。（3）元素的電負(fù)性越大，則在形成化合物時(shí)此元素_越強(qiáng)。（4）Be的第一電離能大于B的第一電離能，這是因?yàn)開。答案：（1） Cs F F （2）3d104s1 （3）吸引成鍵電子的能力 （4）Be的2s能級(jí)為全滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，而B失去一個(gè)電子后變?yōu)?s能級(jí)全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以B的第一電離能比Be的小。 5第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時(shí)，失去一個(gè)電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子X(g)所需的能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。(1)認(rèn)真分析上圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷NaAr元素中，Al的第一電離能的大小范圍為_Al_；(填元素符號(hào))(2)從上圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是_。(3)上圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第_周期_族；答案：（1） Na Mg （2）從上到下依次減小 （3）5 A 思考與討論思考思考交流歸納總結(jié)思考問(wèn)題歸納總結(jié)檢測(cè)反饋知道原子半徑的周期性變化。通過(guò)思考討論，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力。知道電離能的概念，并通過(guò)思考第二、第三電離能的含義，培養(yǎng)學(xué)生類比遷移能力。通過(guò)提問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考。 通過(guò)主動(dòng)思考問(wèn)題，探究元電離能與元素性質(zhì)的關(guān)系。課堂小結(jié) 原子