1.2.2 元素周期律 教学设计 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

《元素周期律》教学设计
课题 1.2.2元素周期律（第2课时） 课 型 新课
学情分析 学生在必修阶段已经学习过主族元素的原子半径变化规律，元素的最高化合价、最低化合价的周期性变化，元素的金属性性、非金属性强弱等元素性质规律； 这些知识都只是定性分析原子得失电子能力的递变规律，缺少定量分析的化学思想，本节课又深入学习原子半径的递变规律以及影响原子半径的因素，详细介绍元素的第一电离能和逐级电离能的含义，表示方法和意义，电离能与元素的金属性、化合价的联系等应用。
教材分析 本节内容分为两部分：第一部分在复习原子结构及元素周期表相关知识的基础上，从原子核外电子排布的特点出发，结合元素周期表进一步探究元素在周期表中的位置与原子结构的关系。第二部分在复习元素的核外电子排布、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性周期性变化的基础上，进一步从原子半径、电离能以及电负性等方面探究元素性质的周期性变化规律。教学过程中应注意帮助学生根据元素原子核外电子排布特点，以及从原子半径、电离能及电负性等方面加深对元素周期律、元素周期表及元素“位一构一性”三者关系的理解。
设计理念
教学目标 【教学目标】 掌握原子半径的变化规律和影响因素； 能说出元素电离能的含义，表示方法和意义； 能应用元素的电离能说明元素的金属性强弱和化合价形成等性质，认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系； 【评价目标】 1．通过对原子半径递变规律和影响因素的学习，诊断并发展学生分析归纳图片信息能力； 2．通过对元素电离能概念、表示方法和意义的学习，诊断并发展学生对元素电离能的理解和定量分析能力。 3．通过交流讨论元素电离能在元素金属性、元素化合价等应用，诊断并发展学生构性思想和宏观性质与微观变析相结合的化学素养。
教学重点 1.元素的原子半径、第一电离能的周期性变化。 2.元素的电离能与元素得失电子能力的关系。
教学难点 1.元素的电离能与元素的金属性的关系； 2.元素电离能的综合应用。
教学方法 1.教法：①问题导学②图表助学③学案激学④习题测学⑤活动助学 2.学法：①观察思考②交流讨论③自主阅读
课前准备 实验视频、PPT、相关习题等。
教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图
同学们在必修阶段学习过元素周期律知识有哪些？ 引入元素周期律，原子半径、电离能随核电荷数周期性如何变化？ 总结元素化合价、金属性、非金属性的周期性变化 引入新课
展示主族元素的原子半径递变图 学生归纳同周期、同主族元素的原子半径递变规律以及影响原子半径的因素 1.原子半径的大小取决于电子的能层数和核电荷数。 2.同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大。 3.同周期，核电荷数越大，核对电子的吸引作用也就越大，将使原子的半径减小。同主族，电子的能层越多，电子之间的排除作用越大，将使原子的半径增大。 同主族元素从上到下，电子能层增加，原子半径增大； 同周期主族元素从左到右，核电荷数增加，原子核对电子的引力增加，从而使原子半径减小 读图，总结规律
问题：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半径的变化趋势如何？ 问题引发思考
原子半径的递变规律及影响因素小结 【思考与讨论】 1.原子半径的大小取决于什么？ 2.元素周期表中同周期主族元素从左往右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这一趋势？ 3.元素周期表中同主族元素从左往右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这一趋势？ 小组内合作，交流讨论，解决问题。
以第IA族碱金属元素为例，价电子排布都是ns1，都具有强金属性的相似化学性质，同主族从上到下，电子能层数递增，原子半径递增，原子失电子能力增强，金属性逐渐增强。 这是定性比较元素的原子失电子能力强弱，思考如何定量描述原子失电子能力强弱？ 引导学生思考原子半径的变化规律及影响因素，启发学生探讨元素电离能的知识。
引出电离能的概念，讲述电离能的含义，单位，表示方法及电离能的意义 理解“第一电离能”含义，逐级电离能，电离能与元素金属性的关系
任务一：随着原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么样的规律？ 学生分析图表数据，归纳同主族、同周期元素的递变规律 分析并解释同周期元素第一电离能的变化趋势，同主族元素第一电离能的变化趋势。 【总结】 ①同周期元素从左到右，第一电离能逐渐增大。但同周期过渡元素第一电离能从左到右略有增加。 ②同主族元素自上而下，第一电离能逐渐减小。 ③同周期元素从左到右，原子半径逐渐变小（稀有气体除外），原子核对核外电子的引力越来越大，越来越难失去电子，因此元素的第一电离能呈递增趋势。每个周期的第一种元素（氢和碱金属）第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大。 ④同主族元素自上而下，原子半径逐渐变大（稀有气体除外），原子核对核外电子的引力越来越小，越来越容易失去电子，因此元素的第一电离能呈递减趋势。 锻炼学生观察分析图标能力，辅助学生理解相关内容 学生通过交流讨论，互相学习成长，探讨元素原子半径和电离能的变化规律。
任务二：分析第ⅡA族和第ⅢA族， 第ⅤA族和第ⅥA族第一电离能出现反常的原因 第ⅡA族元素的最外层p轨道全空，第ⅤA族元素的最外层p轨道半满，全空和半满状态相对稳定。 学生自主阅读教材，联系原子的核外电子排布，微观分析第一电离能反常现象 引导学生阅读教材，从书本中寻找答案
【设疑】 原子的+1价气态离子再失去1个电子所需的最低能量叫什么呢？ 【讲解】逐级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，＋2价气态正离子所需要的最低能量叫第二电离能，用I2表示；依次类推。 思考，聆听
【思考与讨论】 1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？ 2.下图是钠、镁、铝的逐级电离能，为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据与是钠、镁、铝的化合价有什么联系？ 1.碱金属越活泼，碱金属的第一电离能越小。 2.逐级电离能增大原因：同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1＜I2＜I3，这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离子，半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强，使第二个电子比第一电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。 3.逐级电离能的突变可以判断元素的化合价。 以任务驱动形式，设计连续交流探究活动，逐步引导学生掌握电离能的应用。
电离能的应用：（1）第IA族碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？（2）为什么原子的逐级电离能越来越大 逐级电离能数据与钠、镁、铝的化合价有什么关系 （3）逐级电离能数据的突跃变化说明了什么 学生通过分析电离能数据变化，总结电离能与元素金属性、化合价的联系，可以证明核外电子是分能层排布的。
展示练习题 通过题目对所学知识进行梳理巩固 练习
课堂小结：主要学习原子半径、第一电离能的递变规律及其原因。
教学评价 分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化，理解原子半径、第一电离能的递变规律及其原因，培养宏观辨析与微观探析的核心素养。通过原子半径、第一电离能的数据和规律图示，培养证据推理与模型认知的核心素养。
作业设计 1．下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是( ) A．Na、K、Rb B．F、Cl、Br C．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－ 2．下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列两个条件的是( ) ①原子半径依次减小；②第一电离能逐渐升高； A．Na、Mg、Al B．C、O、N C．Li、Na、K D．F、Cl、I 3.下列关于稀有气体的叙述不正确的是( ) A．各原子轨道电子均已填满 B．其原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的阳离子具有相同的核外电子排布 C．化学性质很不活泼 D．同周期中第一电离能最大 4.已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( ) A．原子半径：A>B>C>D B．原子序数：d>c>b>a C．离子半径：C>D>B>A D．元素的第一电离能：A>B>D>C 5.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。 I1I2I3I4……7401 5007 70010 500……
下列关于元素R的判断中一定正确的是( ) A．R元素的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C．R元素的原子最外层共有4个电子 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p1
板书设计
教学反思 本节课在理解电离能和电负性概念的基础上，运用相关的原子结构理论，分析并掌握元素的原子半径、第一电离能及元素主要化合价等元素性质周期性变化的规律并建立模型，培养宏观辨析与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。