第第頁第一章原子結(jié)構(gòu)元素周期律第三節(jié)元素周期表的應(yīng)用第三課時預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)本課時是教材第一章第三節(jié)第三課時的內(nèi)容，該課時主要基于對已知元素的認識，利用元素周期律以及對已知元素及其化合物性質(zhì)的研究思路和方法，研究陌生元素及其化合物的性質(zhì)。首先是在前兩節(jié)研究同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究陌生元素及其化合物的性質(zhì)。其次以硅及其化合物為例從周期、主族的角度預(yù)測其性質(zhì)，學(xué)會從元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三個角度認識元素。在之前的學(xué)習中，學(xué)生已經(jīng)知道了同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，但是對于如何通過元素周期表和元素周期律預(yù)測元素性質(zhì)還沒有形成系統(tǒng)的方法和思路。通過本課時的學(xué)習，學(xué)生可以更好地從元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三個角度認識元素。宏觀辨識與微觀探析：從微觀上核外電子排布的角度預(yù)測元素的物化性質(zhì)，從宏觀上通過物質(zhì)類別和化合價，預(yù)測元素的物化性質(zhì)。證據(jù)推理與模型認知：能基于一定的“位、構(gòu)、性”關(guān)系對元素的性質(zhì)預(yù)測提出合理的預(yù)測，并分析推理加以證實或證偽，具有證據(jù)意識。科學(xué)精神與社會責任：能結(jié)合有關(guān)資料說明元素周期表對合成新物質(zhì)、尋找新材料等的指導(dǎo)作用，理解化學(xué)是從理論到實踐的應(yīng)用學(xué)科。硅及其化合物性質(zhì)的預(yù)測。學(xué)生復(fù)習前兩節(jié)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的知識，預(yù)習本課內(nèi)容；教師準備多媒體課件?！緩?fù)習回顧】同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律【情景引入】從山川大河到珠寶玉器，從世界上第一臺計算機到筆記本再到智能手機，再到含30億晶體管的芯片，大大小小的手機內(nèi)存卡和移動存儲設(shè)備??????人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，這些都要歸功于一種元素——硅。【投影】山川、巖石、水晶、瑪瑙，計算機、手機、芯片等圖片【講解】硅在地殼中的含量僅次于氧，硅的氧化物及其硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤?，旇?、水晶、計算機和手機的芯片、光導(dǎo)纖維、玻璃等都是以硅或硅的化合物為材料制成的。對于陌生元素，我們可以借助于已知元素的認識，利用元素周期律以及對已知元素及其化合物性質(zhì)的研究思路和方法，研究其及其化合物的性質(zhì)?！景鍟?.3.3預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)【交流研討】1.比較碳、硅、磷元素的性質(zhì)。2.硅及其化合物有哪些？嘗試寫出他們的化學(xué)式。3.請預(yù)測硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，并說明預(yù)測依據(jù)?！緦W(xué)生活動】填寫表格。碳、硅、磷性質(zhì)比較元素碳硅磷原子結(jié)構(gòu)示意圖主要化合價氧化物酸硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測及依據(jù)硅及其化合物的化學(xué)式化學(xué)性質(zhì)預(yù)測預(yù)測依據(jù)【講解】硅原子的最外層有4個電子，最高化合價為+4價，最低化合價為-4價，硅屬于非金屬元素；與同周期的磷元素相比，其核電荷數(shù)較小，原子半徑較大，原子核對最外層電子的吸引作用較弱，因此硅原子的得電子能力較弱。與同主族的碳元素相比，其電子層數(shù)較多，原子半徑較大，原子核對最外層電子的吸引作用較弱，因此硅原子的得電子能力較弱。從物質(zhì)類別和化合價角度看，二氧化硅屬于酸性氧化物，能與堿溶液緩慢反應(yīng)，高溫時能與堿性氧化物反應(yīng)；二氧化硅中硅元素的化合價為+4價，具有一定的氧化性，能與某些還原劑反應(yīng)；硅酸的酸性弱于碳酸，可以通過硅酸鈉與鹽酸等反應(yīng)制取?！景鍟慷趸杌瘜W(xué)性質(zhì)——酸性氧化物①與燒堿溶液反應(yīng)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O②與氧化鈣反應(yīng)SiO2+CaO==高溫==CaSiO3③弱氧化性SiO2+2C==高溫==Si+2CO↑④特性：與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O2.硅酸的制備：Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓2HCl+Na2SiO3==H2SiO3↓+2NaCl2H2SO4+Na2SiO3==H2SiO3↓+Na2SO4【情景再引入】1930年美國化學(xué)家托馬斯·米奇利成功地獲得了一種新型的致冷劑——CCl2F2（即氟里昂，簡稱F12）。這完全得益于元素周期表的指導(dǎo)。在1930年前，一些氣體如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相繼用作致冷劑。但是，這些致冷劑不是有毒就是易燃，很不安全。為了尋找無毒不易燃燒的致冷劑，米奇利根據(jù)元素周期表研究，分析單質(zhì)及化合物易燃性和毒性的遞變規(guī)律。在第三周期中，單質(zhì)的易燃性是Na>Mg>Al，在第二周期中，CH4比NH3易燃，NH3雙比H2O易燃，再比較氫化物的毒性：AsH3>PH3>NH3H2S>H2O，根據(jù)這樣的變化趨勢，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷劑。米奇利還分析了其它的一些規(guī)律，最終，一種全新的致冷劑CCl2F2終于應(yīng)運而生了。80年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氟里昂會破壞大氣的臭氧層，危害人類的健康的氣候，逐步將被淘汰。人們又將在元素周期表的指導(dǎo)下去尋找新一代的致冷劑?！具^渡】元素周期表成為了化學(xué)家的得力工具。人類不僅利用元素周期表尋找新一代的致冷劑，還用來研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新元素、合成新物質(zhì)、尋找新材料等?！局v解】1.尋找優(yōu)良催化劑，尋找耐高溫耐酸堿腐蝕的特種合金，用來制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船等：過渡元素2.尋找用于制農(nóng)藥的材料：非金屬F、Cl、S、P等3.尋找半導(dǎo)體材料：在金屬和非金屬分界線處【講解】身邊的化學(xué)硅及其化合物在日常生活中還有許多重要的應(yīng)用。硅單質(zhì)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料。自然界中沒有游離態(tài)的硅，硅芯片、大規(guī)模集成電路及相應(yīng)的計算機技術(shù)都需要有高純度的硅才能實現(xiàn)，所以需要對粗硅進行提純。二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維克服了聲音信號和圖像信號在銅絲或鋁絲中傳播損耗大的缺點，節(jié)約了大量金屬資源。此外還可以應(yīng)用于能量傳輸、信息處理，遙測遙控和醫(yī)療器械。硅酸鹽材料是重要的無機非金屬材料，主要包括陶瓷、玻璃、水泥等，如今又誕生了新型無機非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等。【板書】①制粗硅SiO2+2C==高溫==Si（粗硅）+2CO↑②粗硅提純