元素周期表的应用教学设计

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元素周期表的应用

一、教材分析

元素周期表是公认的研究化学世界的有力工具，但又不仅仅是工具。元素周期表蕴含了自然界从量变到质变的客观规律，反应了元素内在联系，长远的改变了研究元素性质的方法。通过对元素周期律和元素周期表的学习能够帮助学生运用宏观的、整体的视角去认识物质世界。

上科版教材将元素周期表的相关教学安排在高中阶段所有元素化学学习之后，其目的就是让学生在对常见元素及其物质的性质有了一定了解的基础上，更容易体会、甚至主动发觉元素、单质以及化合物性质间的相似以及递变规律。教材上关于元素周期表的应用更多的侧重于位、构、性之间的关系，而对于如何应用周期表来指导化学的学习以及周期表在日常生活中的实际应用却只是一笔带过，这并不利于学生对元素周期表重要价值的体会。

二、学情分析

在本节课学习之前，学生已经掌握了周期表的结构以及元素周期表中同一横行和同一纵列的主族元素相关性质的递变规律，包括原子半径、元素金属性非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性等。对于周期表中从上往下、从左往右元素性质从量变向质变的转化已经有了一定的认知。

学生已经达到的层次是能够利用这些规律来应对试题，但却造成了一种为学周期表而学周期表的状况。学生对门捷列夫发现元素周期律编制元素周期表的革命性意义没有深刻认识，也没有感受到元素周期表的美和神奇，更谈不上形成利用元素周期表来解决问题指导自身学习的意识。元素周期表工具的价值还没有得到体现。

三、教学目标

知识与技能

1、认识元素周期表中相邻位置元素性质的相似性。

2、简单了解元素周期表在工农业生产中的指导作用。

过程与方法

1、运用元素周期律以及对照比较的方法，尝试推断金属镓的化学性质以及碘化鏻的合成方法，体会元素周期律对人类探索物质世界的帮助。

2、运用元素周期律，体验前人寻找新型制冷剂的过程，体会元素周期表在学习和科研中的指导意义。

情感态度价值观

1、感受元素周期表在化学研究中的指导性价值，形成元素周期表是一种认识世界的工具的观念

2、深刻体会元素周期表中蕴含的事物普遍相关的哲学内涵。

四、教学重点与难点

重点：元素周期表中相邻元素性质的相似性

难点：如何应用元素周期表来解决一些问题

五、教学流程图

六、教学案例

教学过程	教师活动	学生活动	备注
引入	故事“一封信引发的认识革命”	聆听	直观体现元素周期表的价值
周期表中元素性质的递变规律（巩固与拓展）	播放视频：碱金属单质与水的反应（验证：同一主族从上到下，金属单质越来越活泼） PPT呈现第II A族元素硫酸盐的溶解度表。问：观察完这张溶解度表，发现第II A族元素硫酸盐的溶解度大小有怎样的变化规律？归纳小结 PPT呈现甲硅烷、磷化氢、硫化氢的性质比较问：周期表中，Si、P、S为同一周期相邻的三种元素，你们能归纳出他们的气态氢化物性质的相似处么？过渡小结：因此我们发现元素周期表中位置相邻的元素性质上有一定的相似性，利用这个规律，可以可以指导我们对未知物质性质的推测和学习。	完成导学单上知识巩固部分观看视频尝试从反应条件的角度说明同一周期从左向右，非金属单质与氢气的反应越来越容易，同一主族，从上到下非金属单质与氢气的化合越来越困难观察，分析，回答观察，比较，分析（都是无色、有气味的气体、都有毒性、溶解度不大，在空气中易燃烧。分解温度相差不大。）
相邻位置元素性质的相似性	PPT上突显周期表中铝和镓的相对位置 PPT呈现镓的真实化学性质过渡：我们除了可以利用周期表来推测单质的性质，一些化合物的性质也可以通过周期表而显现端倪。问：你们能否利用已有的化学知识，再结合元素周期表，寻找一个合成碘化鏻的途径？小结：由于碘化鏻遇水会分解，所以我们一般用磷化氢气体直接和碘化氢气体作用。另外注意磷化氢（PH₃ ）和鏻正离子（PH₄⁺）不是一个lin，就像氨气（NH₃）和铵根（NH₄⁺）不是一个an。	回忆铝的化学性质尝试推测镓可能具有的化学性质尝试书写镓与氧气、氯气、水、盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式根据氯化铵的合成方法推测合成碘化鏻的化学方程式	参照铝的相关反应进行书写
周期表在工农业生产中的应用	PPT呈现整张元素周期表问：我们一开始提到布瓦博德朗首次发现镓是在闪锌矿中，这不是巧合。你们看一下，周期表中，镓和锌是什么位置关系？包括铝土矿中也含有镓元素，目前90%的镓都是从铝土矿中提取的。铝和镓在周期表中是什么位置关系？应用一：地质学家发现，周期表中位置相近、性质相似的元素在地质过程中往往是伴生的，因此元素周期表对矿物的勘探具有重要意义应用二：半导体材料的选择 PPT呈现常见的半导体材料应用三：副族和第VIII族金属的应用应用四：周期表右上角非金属元素在农药研究中的应用	观察、判断观察判断思考回答下列问题： ①应用于半导体材料的元素大致分布在元素周期表的什么位置？ ②为什么这些元素大都分布在金属元素和非金属元素分解线附近 ③如果让你寻找一些新的元素应用于半导体材料中，你会有哪些选择？
元素周期表在新物质合成时的指导价值	引导学生体验人类寻找新型制冷剂的过程。早期制冷剂不是有毒就是易燃，为了寻找低毒不易燃的制冷剂，美国工程师米奇利就利用元素周期表开始了自己的寻找之路。首先他发现只有在元素周期表右侧的非金属元素才能生成在室温下呈气态的化合物。然后他比较了这些化合物的可燃性和毒性如果你是米奇利，根据你们发现的规律，你们会把注意力聚焦在什么元素上？小结：虽然氟利昂被投入生产广泛应用的五十年后，人们发现这种制冷剂对大气臭氧层有着致命的伤害，但是米奇利这种求助于周期表中元素及其化合物沸点、毒性、可燃性的变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法还是值得借鉴的。	尝试比较这些化合物的易燃性和毒性，并寻找其中的规律。思考、回答（含氯含氟化合物）根据CCl₄和CF₄的沸点数据，尝试写出除CF₂Cl₂以外的相同类型制冷剂的化学式
小结	结束语

七、教学设计说明

关于门捷列夫借助自己发现的元素周期律成功预测未知元素性质的相关历史在之前的教学中还没有涉及，因此将布瓦博德朗首次发现新元素镓却被门捷列夫指出性质测定错误这件事作为引入，让学生对元素周期表和元素周期律的价值有一个直观深刻的感受。

整节课的设计重点围绕着元素周期表的价值以及如何利用周期表来解决一些实际问题展开。亮点如下：

一是对镓性质的推测。学生在有一定元素周期律和元素周期表的相关知识后，会认识到周期表中同一横行和同一纵列元素的性质往往是递变的，这种递变会导致周期表位置相邻的元素性质上有一定的相似，利用这种相似性就可以推测对学生来讲未知元素的性质。而镓的性质的确在很多方面和铝都是相似的。通过这个环节的设计，希望让学生体会到物质与物质之间不是割裂的、毫无关系的，在他们学习元素化学的过程中，是可以通过元素周期表将那些琐碎的知识点整合起来的，使他们对物质性质有一个更深刻的认识。

另外一个亮点是让学生体验当年米奇利寻找新型制冷剂的过程，尝试利用元素周期表来解决一些问题，而不是停留在对一些递变规律的机械记忆水平上。在这个过程中，元素周期表充分体现了其作为工具的辅助作用以及在科研上的指导价值。

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