高一年级教材分析(第五章物质结构元素周期律).doc

第五章 物质结构 元素周期律(二中肖祥根)第一节：原子结构教学目标能力目标：1.对概念的理解能力和分析能力。2.空间的想象能力和抽象思维能力。 3.分析推理能力。知识目标：1.掌握原子构成的初步知识；构成原子的粒子间的关系。2.原子核外电子运动的特征。3.了解核外电子的分层排布规律，能画出118号元素的原子结构示意图情感目标：1.培养学生的唯物观，世界是物质的。2.物质的运动是有规律的。3.培养学生用普遍联系的观点分析问题。 教材分析和教学建议本节教材分三部分。第一部分讲述原子核的结构，用生动形象的比喻说明原子核体积很小。然后以列表的形式给出构成原子的粒子及其性质。在初中学习的基础上简洁的加以概括。根据原子不显电性和电子质量很小，可以忽略不计的事实，归纳出两个关系式。初步介绍 的含义。第二部分讲述原子核外电子运动的特征，重点阐述了电子的运动与普通宏观物体的运动不同，它没有确定的轨道，因而自然引出电子云的概念，给出在通常状况下氢原子电子云示意图。电子云的概念是本节的一个难点，学生理解起来有困难，因此教材中提供了一段阅读材料，用形象的语言帮助学生理解抽象的概念。第三部分是原子核外电子的排布。教材采用学生讨论填表的形式，培养他们的思维能力和学习的积极性。最后教材给出关于原子结构模型演变的阅读材料，对学生进行化学史教育，同时使他们体会到人类对客观事物的认识是不断深入，不断发展的。与旧教材相比，新教材把旧教材中原子核和原子核外电子的排布两节内容进行重组，把相关内容合并在一起，使得原子的结构，原子核，核外电子的运动特征和排布等内容浑然一体。渗透辩证唯物主义观点的教育和化学史教育，培养学生的辩证思维，否定之否定规律：如“原子结构模型的演变”和丰富多彩的化学反应就是否定之否定规律的具体体现。事实上，自然界中的一切事物都是在不断否定的过程中向前发展的。没有否定，就没有创新；没有否定，就没有发展。本节教学重点：原子核外电子的排布规律。本节教学难点：原子核外电子运动的特征，电子云，原子核外电子的排布规律。1原子核的教学建议结合初中的知识复习原子结构的有关内容：原子的构成、原子的特点、原子核的构成以及质子、中子、电子的质量和电性。然后组织学生阅读教材中“构成原子的粒子及其性质”的图表，归纳出核电荷数与质子数、电子数之间的关系。通过研究三种粒子的质量，引出质量数的概念，由于电子的质量很小，可以忽略。因此导出质量数与中子数、质子数的关系。最后明确 符号的含义，得出组成原子的粒子间的关系：2核外电子运动特征的教学建议这段内容很抽象，建议讲课时尽量用直观教具和形象的比喻使抽象的概念具体化。教学中应当尽力培养学生的空间想象能力、抽象思维能力和科学的分析推理能力。建议教师在教学中采用“四步走”的方法：（l）复习初中化学介绍的原子核外电子的运动特征；（2）揭示核外电子的运动规律；（3）介绍“电子云”；（4）认识氢原子的电子云。“电子云”的概念比较抽象。利用一定的教具或用微机制成三维动画进行研究，是一种很好的方法。参照教材给氢原子照相的方法，将投影片或幻灯片逐张重叠投影或放映出来，也可以达到理想的效果。应使学生正确理解课本在通常状况下氢原子电子云示意图中的小黑点只是表示氢原子核外的一个电子曾经在这里出现过的“痕迹”，绝不是无数个电子在核外运动的状态。3核外电子排布的教学建议初中已学过一些原子核外电子的排布规律。在本节的教学中，教师可指导学生研究教材表“稀有气体元素原子电子层排布”，依次根据课本的讨论题组织课堂讨论，引导学生发现规律，并当堂完成表“核电荷数为120的元素原子核外电子层排布”、表“核外电子分层排布的一般规律”的填空内容。“能量最低原理”一词，课本上没有出现，但内容体现了这层涵义。教师讲课时虽然不必强调这一名词，可是应当讲清“电子总是尽先排布在能量最低的电子层里”，还可以编一些违背“能量最低原理”的原子结构示意图，组织学生辨认、改正。例如，钠的原子结构示意图写成 ，错在哪里？关于各电子层最多能容纳多少电子的问题，可首先引导学生回忆l18号元素的原子结构示意图，完成表“核电荷数为120的元素原子核外电子层排布”。在此基础上，组织学生阅读课本的表“稀有气体元素原子电子层排布”，分析稀有气体元素原子的电子层排布情况，得出每个电子层最多容纳 个电子的结论。具体分析过程建议采用以下表格形式： 为了巩固这一内容，可以编写一些违反各电子层最多容纳 规律的课堂练习。例如，氯原子结构示意图写成 是否正确？说明理由。对于最外层、次外层、倒数第三层最多容纳电子数的讨论，建议结合课本的表52由教师设问：最外层最多能容纳几个电子？从哪种元素能判断你的结论是正确的？次外层不超过几个电子？从哪种元素能判断你的结论是正确的？进而作出分析归纳。也应编写一些违背此规律的课堂练习。例如，下列原子结构示意图是否正确？ 教学过程中应结合本章教材内容，组织学生画118号元素的原子结构示意图。另外，教师要指出，核外电子的排布是经过大量科学实验研究出现的，并不是人为编制的。4正确认识原子的构成 原子是物质进行化学变化的最小微粒。原子有复杂的结构，要求学生学好原子结构要抓住以下三点： （1）掌握构成原子的三种微粒：原子由原子核和核外电子构成，原子核在原子的中心，由带正电的质子与不带电的中子构成，带负电的电子绕核作高速运动。也就是说，质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。在原子中，原子核带正电荷，其正电荷数由所含质子数决定核电荷数核内质子数（Z）原子是电中性的，质子数与电子数的关系是：核内质子数核外电子数电子的质量很小，仅约为质子质量的1/1836，原子的质量集中在原子核上，原子核内质子数与中子数之和叫质量数质量数（A）质子数（Z）中子数（N）质子、中子、电子三种微粒的性质、作用和相互关系，可以列表归纳如下：（2）掌握原子核外电子的排布规律 核外电子绕核运动的特点，可以用“极小的质量（ ）”、“极小的运动范围（直径 ）”、“极高的运动速度”、“无确定轨道”这四句话来概括，好象是带负电的云雾笼罩在原子核周围，可以形象地称之为电子云。在含有多个电子的原子里，电子的能量和距离远近不同，分为不同的电子层，离核最近的叫第一层，又称K层；离核稍远叫第二层，又称L层；第三层叫M层；第四层叫N层。实验证明核外电子最多分为7层。符号KLMNOPQ层数1234567 核外电子分层排布的规律是：14层各电子层（n）最多容纳的电子数目是 K层为最外层时，最外层电子数不超过两个；其它层为最外层时，最外层电子数不超过8个。次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，只有当能量最低电子层排满后，才由里往外，依次排布在能量较高的电子层里。要求学生依据上述规律，能够熟练排出118号元素的核外电子排布，并准确画出它们的原子结构示意图。第二节：元素周期律教学目标知识目标：1.使学生了解元素原子核外电子排布，原子半径，主要化合价与元素金属性、非金属性的周期性变化。2.了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。3.认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果，从而理解元素周期律的实质。能力目标：1.通过对元素周期律的了解、掌握和应用，培养学生总结归纳及逻辑推理能力。2.通过对实验的研究，培养学生的观察能力、实验能力和创造思维能力。情感目标：1.使学生了解辩证唯物主义理论联系实际的观点，量变、质变的观点。2.通过对元素周期律的学习，使学生初步掌握化学学科的思维方式即透过现象看本质，宏观与微观相互转化等。教材分析和教学建议教材分析：本节教材有以下两个特点：（1）对与初中知识有交叉的内容，有的是采取综合列表的方法，有的则是采用讨论的方法，让学生通过讨论并运用初中学过的知识，从中总结出规律性。（2）元素周期律的导出以理论为指导，以事实为依据。旧教材中的元素周期律知识，完全是理论的推导。新教材中的元素周期律知识的得出，不仅有理论推导，还通过比较同周期元素的性质对理论推导进行了验证。而且，理论推导也从陈述式改为由学生自己进行探索的方式进行。至此为止学生已经学习了氧、氢、碳、铁等元素及其一些化合物，还学习了碱金属、卤素两个元素族的知识，初步学习了原子结构的理论知识。在这个基础上，引导学生探索元素性质和原子结构的关系，揭示元素周期律的实质，是十分必要的。为了增强启发性，教材不是直接给出元素周期律，而是通过课堂讨论和边讲边实验，引导学生对大量数据和事实进行分析，总结归纳出周期律。这样对于培养学生的逻辑推理能力十分有利。本节教学重点：原子的核外电子层排布和元素金属性、非金属性变化的规律。本节教学难点：元素金属性、非金属性变化的规律。教学建议从多个层次理解元素周期律元素周期律是研究元素间的相互联系和变化规律。它的具体内容是：元素的原子结构和性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。对于元素周期律，应从本质的、感性的、辩证的、不同层次、不同角度去理解。从本质上看，元素周期律首先是原子结构的周期性变化。从118号元素，随质子数递增最外层电子数、原子半径都呈周期性变化。最外层电子数和原子半径直接影响着元素的性质，因此原子结构的周期性变化决定了元素性质的周期性变化。例如元素化合价特别是最高正价随着质子数的递增，而呈现+1至+7的变化规律。元素的金属性、非金属性也随着原子序数的递增而呈现规律性变化。这体现了结构决定性质。从感性上理解元素周期律。在学习元素周期律之前，已经学习了卤素、碱金属2个主族元素族。具备了一定的元素化合物知识，在理解元素周期律时，以这些知识为材料，将已学元素化合物知识和新学的基本理论有机地结合起来，既能更好地理解理论，又能进一步认识元素化合物。例如，元素周期律指出元素的原子结构随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。如何变化？请看三族元素卤素从F到At，原子结构如下：随着原子序数从9到85，原子核外电子层数从2层到5层，呈递增趋势（原子的半径逐渐增大），最外层电子数都为7个。作为金属族的代表物碱金属族也有相同的规律。原子结构如下：从3号Li到55号Cs，随着原子序数从3到55递增，原子核外电子层数递增，从2层到6层。原子的半径也逐渐增加，最外层电子数都相同，是1个电子。由此可见，用丰富的实际知识去理解一个新学的理论规律，便于掌握这一理论，从而也巩固了已学的实际知识。要辩证地理解元素周期律。元素周期律指出元素的原子结构和性质都随原子序数的递增而呈现周期性变化。所谓“周期性变化”如何理解？结合周期表来看，无论是同一周期元素，还是同一主族元素，原子的核外电子排布、原子半径、元素的化合价，以及元素的金属性、非金属性都呈现一定的周期性变化。但是，事物都有两方面。在应用元素周期律时，既要考虑元素族的通性，又要考虑到元素间的差异性，不可一味照搬照套。正像化学中常说的一句话“结构决定性质”。当同族元素的原子结构相同时，决定了元素性质的相似性；当同族元素的原子结构出现差异性时，元素的性质就呈现递变性。元素周期律正是指元素性质的相似性和递变性的辩证统一。第三节：元素周期表教学目标知识目标1.使学生了解元素周期表的结构以及周期、族等概念。2.使学生理解同周期、同主族元素性质的递变规律，并能运用原子结构理论解释这些递变规律。3.使学生了解原子结构、元素性质及该元素在周期表中的位置三者之间的关系，初步学会运用周期表。4.使学生对核素和同位素有常识性的认识。能力目标通过对元素原子结构，位置间的关系的推导，增强学生的分析和推理能力。情感目标1.加深学生对物质世界对立统一规律的认识。2.辩证唯物主义量变质变的观点，在本节内容中有具体的体现。3.对学生进行爱国主义教育。 教材分析和教学建议教材分析：学生在上一节学习了元素周期律，那么它的具体表现形式就是周期表。周期表是学习化学的一种重要工具，对整个中学化学教学具有重要的指导作用，特别是对于氧族元素，氮族元素的教学。本节教材分为四部分。第一部分是元素周期表的结构，教材中采取讨论的形式，让学生根据周期表找出每个周期包括元素的种类和各周期元素原子的核外电子层数，并把它们填入表中。第二部分是元素的性质与元素在周期表中位置的关系，重点阐述了元素的金属性。非金属性与化合价跟元素在周期表中的位置和原子结构的关系。第三部分讲述了有关核素和同位素的知识。教材是在复习了元素概念的基础上，引出新概念的。对于同位素的应用作了简要介绍。阅读部分增加了我国著名化学家张青莲为元素相对原子支链的测定做出的突出贡献，有助于对学生进行爱国主义教育。第四部分是元素周期表和周期律的意义。教材中罗列出一些应用，使学生体会到学习这些理论是很有用的，可以指导具体的实践。本节教学重点：元素周期表的结构，元素的性质，元素在周期表中的位置与原子结构的关系。难点：元素的性质，元素在周期表中的位置和原子结构的关系，即“位、构、性”之间的关系。核素和同位素。教法建议：关于周期表的结构的建议：可以教师引导学生根据原子结构的特点，把118号元素进行排列，组织学生分析各种排列方式的优缺点，然后导出元素周期表。或者让学生认识、明确周期表，教师可以先展示出周期表的图片，让学生根据原子结构的特点找出周期和族的编排规律，然后教师小结。课后可以安排学生自行设计一份元素周期表，或者搜集资料找到各式各样的周期表，然后再到课堂上展示。这样可以开阔视野，认识到元素周期表不仅仅是教材中提供的长式周期表。关于“位、构、性”三者之间的关系的建议：此部分是本节的重点和难点，教师要注意采用启发引导的方法，培养学生的分析、判断能力。师生共同推导得出结论，总之要让学生参与到教学中来，他们是学习的主体。关于周期律和周期表的意义的建议：发动学生，让他们通过搜集素材，发表看法。关于核素、同位素的建议：注重复习元素的概念，由此提出112种元素就是112种原子吗？然后引出核素、元素、同位素之间的关系，注意对比区别概念。“三粒”、“一素”、“四个量”初中化学已经介绍了原子结构的初步知识，在此基础上，高中化学重点落实：“三粒”、“一素”、“四个量”等概念。“三粒”构成原子的3种基本粒子，即质子、中子和核外电子。这3种微粒的性质、作用和相互关系，可归纳为如图所示。这3种微粒间的等量关系有：核电荷数核内质子数核内质子数核外电子数（中性原子）质量数（A）质子数（Z）中子数（N）（电子的质量很小，可忽略不记）。“一素”同位素。原子是由质子和中子构成。在同种元素的原子里，质子数是一定相等的。因为质子数决定了元素的种类。但核内中子数可以不相等。化学上把具有相同的质子数和不同的中子数的同一元素的原子互称同位素。例如氢元素有3种同位素： （氕）、 （氘）、 （氚）；碳元素有 、 、 三种同位素；国际上相对原子质量的计量标准碳12，就是指核内质子数为6、中子数为 6的碳元素的一种同位素。自然界的绝大多数元素均有多种同位素。学习同位素的概念时应注意三点：同一种元素的各种同位素化学性质几乎完全相同。天然存在的各种元素中，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。我们所使用的相对原子质量，就是按各元素的天然同位素所占的原子个数百分比计算出来的平均值。同位素与元素的区别。同位素指一种原子，而元素是指一类原子。元素包含同位素。“四个量”元素的相对原子质量、同位素的相对原子质量、元素的近似相对原子质量、质量数。这4个量分别是用于描述元素的相对原子质量、同位素的相对原子质量，其计算方法和含义各有不同，见表：这4个量是学习的难点，一定在比较中正确理解其含义不同，并学会使用它们。最常见的是质量数和元素的相对原子质量。从原子结构角度看待周期表元素周期表是元素周期律的具体表现形式，包含了元素周期律的全部意义，是研究、学习化学的典型工具。如何使用元素周期表呢？首先，了解元素周期表的结构。长式周期表是由7个横行、18个纵行组成。横行为周期，纵行为族。元素周期表中共7个周期，其中包括3个短周期、3个长周期和1个不完全周期。共16个族，其中7个主族、7个副族、1个零族、1个第八族。原子结构与元素周期表的关系如下：周期序数电子层数主族序数最外层电子数由上述关系不难看出，若知道了元素的周期序数和主族序数，就知道了该元素在周期表中的位置，根据元素周期律就可以推知该元素的原子结构和元素的主要性质。反之，由原子的结构也可以推知元素在周期表中的位置和元素的主要性质。这就是“位”、“构”、“性”三者的关系，见下图。抓住位置、结构、性质三者的关系，就不难学好元素周期表了。其中 另外，重点抓好一个周期、两个主族。虽然元素周期表中有若干周期和若干主族，但不需面面俱到。重点抓好第三周期和第A、第A两个主族。第三周期元素包括重要的金属元素Na、Mg、Al和重要的非金属元素Si、P、S、Cl。随着原子序数的递增，元素的最高正价从+1逐步递增到+7。元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。这是一个同周期元素性质递变规律最为典型的周期，第A、A族元素分别是典型的金属族、典型的非金属族。掌握好这两个主族碱金属和卤族元素，有利于学好同主族元素的递变规律。碱金属元素性质递变规律如下图。卤素性质递变规律如下图。第四节：化学键教学目标能力目标：1.通过对离子键形成过程的教学，培养学生抽象思维和综合概括能力；2.通过学生对离子键和共价键的认识与理解，培养学生的抽象思维能力；3.通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力，通过分子构型的教学培养学生的空间想像能力。4.通过离子键和共价键的教学，培养学生对微观粒子运动的想象力。知识目标：1.掌握离子键的概念。2.掌握离子键的形成过程和形成条件，并能熟练地用电子式表示离子化合物的形成过程。3.使学生理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成，加深对电子配对法的理解。4.能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构。5.使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。情感目标：1.培养学生用对立统一规律认识问题。2.通过对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神。3.培养学生由个别到一般的研究问题的方法。从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。教材分析和教学建议教材分析：概念同化即从学生原有的知识体系中输入新的信息，让学生形成新的概念。奥苏伯尔指出：概念同化是学生获得概念的最基本的方式。进行概念的同化必须满足两个条件，即新学习的概念本身有逻辑意义；学生原有的认知结构中已具备同化新概念的适当观念。本节教材中离子键概念的形成就可以通过概念的同化来完成，即氯化钠的形成（初中已有知识）钠和氯为什么不叠在一起（新问题）组成氯化钠的粒子是什么这些粒子间有什么作用。这样层层递推，让学生在概念的形成过程中培养科学素质；此外，还可让学生在概念的形成过程中充分理解概念的内涵（概念的本质），掌握概念的外延（适用范围），洞察概念的发展。如化学键的概念为相邻的原子之间强烈的相互作用。其内涵为相互作用；外延是存在于原子之间，“强烈”一词则是相互作用的定语，其能量范围在125kJ/mol以上；两个原子之间的化学键是现阶段所研究的内容，多个原子之间的化学键则是后续课程中所研究的内容，金属键、1，3-丁二烯、苯分子内的离域键则是化学键的发展。以往,有关化学键的教学内容一直是先讲化学键,再讲离子键和共价键。在过去的教学中和这次教材研讨中,很多人反应这部分内容不好讲。这部分内容知识点的难度并不很大,课时也不少,效果为什么不理想呢？经反复研究论证,我们认为,这部分内容过去的编排顺序不尽合理。过去中学与大学教材的编排顺序是一致的,这个顺序与大学生的知识基础和教学目的、要求是相适应的,但与高中学生的知识基础和教学目的、要求就不那么适应了。从高二学生的知识基础来看,在初中他们已学习过离子化合物、共价化合物的知识,这部分内容距高二的离子键、共价键概念只有一步之遥；从教学大纲规定的教学目的、要求来看,有关化学键的知识,化学I只要求了解化学键、理解离子键和离子化合物、共价键和共价化合物。也就是说,这部分教学内容最终达到的目的并不高,对离子键、共价键和化学键都只是形成概念而已。在这种情况下, 抛开初中离子化合物、共价化合物知识这一基础,先讲化学键,再讲离子键和共价键。显然是舍近求远了,好比是从第一节台阶一下子跨到第三节,然后返身下到第二节。这既不符合知识的逻辑顺序,也不符合循序渐近的教学原则。通过讨论,教材改为在初中离子化合物、共价化合物知识的基础上先引出离子键、共价键,从这两种键再归纳出化学键。这样不仅使这部分内容与初中知识更紧密衔接起来,也使之更符合知识的逻辑顺序和学生的生理、心理发展顺序及认知规律,同时还降低了知识的梯度,使之便教易学。新教材删去了“键能、键长、键角”等键参数的内容，有利于减轻学生负担。新教材的编写顺序是趣味实验讨论分析离子键共价键化学键的概念及本质。这一顺序强调学生参与知识的形成过程，使新概念在学生原有知识的基础上自然增长。本节教学重点：离子键、共价键难点：化学键的概念，化学反应的本质。教学建议共价键的教学建议课前准备：布置学生复习初中化学课本中关于共价化合物的内容课堂教学：要充分利用学生前面已学习过的H2和Cl2反应生成HCl的知识，通过课堂讨论进行复习与提升，充分调动学生的积极性，使之自主建构共价键的概念。建议抓住以下几个方面的重点知识展开讨论，使学生对共价键的概念有较为深入的认识：（1）共价键的成因（2）共价键形成的表示方法（3）共价键与离子键的区别关于配位键的知识，教师可视具体情况而决定讲还是不讲。化学键的教学建议在新教材中把化学键的概念放在离子键和共价键之后，这样处理有助于学生理解。建议分成两个部分处理：（1）化学键的概念及分类通过讨论元素的数量与物质的数量的巨大差别，引导学生将看问题的角度从宏观的物质世界延伸到微观世界，引出化学键的概念，通过讨论使学生理解化学键的特点。（2）化学键与化学反应从离子键和共价键归纳总结出化学键的形成原因，以H2Cl22HCl为例，运用化学键的观点分析化学反应的过程，并形成初步认识：一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。离子键的教学建议本节教材在初中学习离子化合物和共价化合物，以及前面刚刚学习的原子结构和元素周期律等知识的基础上，介绍了离子键和共价键的知识，内容相对比较抽象。教学中可以通过启发讨论、计算机辅助、教师讲授等方法，归纳出离子键和共价键的概念，并进一步形成化学键的概念；通过化学键的教学，帮助学生构建形象生动的微观物质世界，帮助学生从微观角度理解化学反应。离子键的教学建议：课前准备：布置学生复习初中课本中离子化合物的内容。重点复习：（1）离子的特点，（2）离子与原子的区别；（3）离子化合物的形成课堂教学：要充分利用学生前面已学习过的Na和Cl2反应生成NaCl的知识，通过课堂讨论进行复习与提升。讨论可以通过教师事先设定一系列问题的方式进行，在讨论的过程中自然的引出离子键的概念，并要注意适当的引入计算机辅助，使知识形象化，教学中要注意引导学生回忆前面学习的知识，思考讨论：（1）成键的主要原因（2）成键的微粒（3）成键的性质在此过程中介绍用电子式表示物质及物质的形成过程，帮助使学生理解离子键的本质和形成条件。可以根据学生的水平，适当介绍离子键和离子化合物性质的关系，加强学生对结构决定性质的认识。由于离子化合物在通常情况下以晶体的形式存在，为了让学生对离子键在物质中的具体表现形式有一个初步的了解，教师可以适当介绍；也可以给学生提供资料，指导学生阅读资料；还可以指导学生利用网络资源进行资料检索。两种化学键的比较