(共19张PPT)
碱
金
属
元
素
化学必修1
原子结构与元素周期表
4.1.3 探究同主族元素的结构与性质
——碱金属元素
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径
nm
碱金属元素 锂 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
环节一 碱金属元素化学性质的预测、实证、解释
任务一：填写表中信息，并思考和讨论下列问题。
（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、电子层数有什么样的变化特点？
（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，他们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？
（3）结合钠和钾的原子结构特点，预测钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。并自选角度比较钠和钾的还原性强弱。
实验实证
元素符号 核电荷数 最外层 电子数 电子层数 还原性
Li 逐 渐 增 多 都是1 逐 渐 增 多 逐
渐
增
强
Na K Rb Cs 任务二：预测碱金属元素的化学性质
预测：
①能与水反应、与氧气反应，生成+1价的化合物
②与氧气或水反应时，从Li到Cs逐渐剧烈
锂与水、与氧气的反应
铷、铯分别与水、与氧气的反应
锂与氧气加热时反应，生成氧化锂
4Li + O2 2Li2O
与水反应时，锂比钠缓慢
铷、铯遇空气立即燃烧
铷、铯遇水剧烈反应，甚至爆炸
△
实验事实
从锂到铯与水反应越来越容易
单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度
最高价氧化物对应的水化物-氢氧化物的碱性强弱
金属性判断依据
金属性：铯＞铷＞钾>钠＞锂
资 料
碱性强弱：CsOH＞RuOH＞KOH＞NaOH＞LiOH
金属性：铯＞铷＞钾>钠＞锂
原子的的失电子能力在某些特定的条件下能体现元素的金属性。
还原性：铯＞铷＞钾>钠＞锂
还原性：铯＞铷＞钾>钠＞锂
碱金属元素 单质与氧气反应方程式 单质与H2O/盐酸反应程度 最高价氧化物对应的水化物 最高价氧化物对应的水化物的碱性 元素金属性
Li
Na K Ru Cs 任务三：碱金属元素的化学性质有哪些相似性和递变性？
4Li+O2=2Li2O
2Na+O2=2Na2O2
LiOH
NaOH
KOH
RuOH
CsOH
生成复杂的氧化物
反应逐渐剧烈
逐渐增强
逐渐增强
归纳与整理
原子最外层均为一个电子
原子易失去一个电子
元素金属性都较强
单质易与水或氧气等反应
电子层数越来越多
半径越来越大
失电子能力越来越强
金属性越来越强
与水反应越来越容易
思考：观察表格思考碱金属元素的物理性质有什么样的规律？
一、已知镁分别能与氧气和水反应。
1.请预测钙的性质
2.请设计实验验证镁与钙金属性的强弱
环节二 总结迁移，比较Ca与Mg的化学性质
结构
性质
最外层电子数2
能与O2、H2O反应。生成+2价化合物
电子层数（4），比Mg多一层
与水或氧气反应更容易，也更剧烈
与Mg相似
金属性比Mg强
决定
金属性
任务一：预测 钙的性质
任务二：设计实验验证镁与钙金属性的强弱
方案一 比较钙、镁单质分别与水（或酸）反应置换出
氢的难易
方案二 比较氢氧化钙与氢氧化镁的碱性强弱
碱性强弱：Ca(OH)2> Mg(OH)2
1.氢氧化钙是强碱，氢氧化镁是中强碱
资 料
金属性：钙>镁
2.IIA族金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性递变次序如下：
Be(OH)2金属性强弱：Be < Mg < Ca < Sr < Ba
元素符号 核电荷数 原子结构示意图 原子半径
nm
Be 4 0.111
Mg 12 0.160
Ca 20 0.197
Sr 38 0.215
Ba 56 0.217
拓展与应用
原子最外层均为2个电子
原子易失去2个电子
电子层数越来越多
半径越来越大
失电子能力越来越强
金属性越来越强
元素金属性都较强
【学习目标】
1. 通过对钠和钾两种碱金属元素结构和性质进行分析，初步形成“结构-位置-性质”的模型。
2. 运用“结构-位置-性质”的模型，预测、实证、解释碱金属性质的相似性和递变性，完善关系模型。
3. 通过比较ⅡA族元素的化学性质，诊断并发展学生利用“结构-位置-性质”的模型分析解释、推论预测、解决问题的能力。
总结：
原子结构
元素位置
元素性质
物质性质
决定
推导
反映
推导
决定
反映教学设计
课题 碱金属元素的位置、结构和性质
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
一、本主题知识结构如下二、核心内容对发展学生核心素养的功能价值分析1.元素周期表揭示了元素之间的内在联系，学习元素周期表能够帮助学生更进一步认识元素的性质及递变规律，通过元素周期表的位置和元素的原子结构，预测、解释元素的性质，让学生充分认识化学基本理论对生产生活的指导意义。2.“结构-位置-性质”认知模型的建构是理解元素周期律，认识元素周期表、预测元素化合物性质、发展学生的“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的重要思维工具。已学内容与本课内容的关联初中已经对元素周期表有了初步的认识，前两个课时从核外电子数不同的角度，进一步了解和熟悉元素周期表的结构（位）。在“构-位”关系的基础上，以碱金属为例能初步建构“结构-位置-性质”的认知模型。
学习者分析
1.认知起点分析①学生在初中已经对原子结构和元素周期律有所了解。②学生已经学习了氧、氢、碳、铁、钠、氯等元素及其化合物等知识，初步建立了元素的性质与原子结构之间的关系。2.障碍点分析①不清楚不同元素之间的内在联系，对于分析和解决有关无机物问题视觉不够全面，缺少系统的思维框架。②不能准确的区分元素的性质和物质的性质③分析原子失电子能力时可能存在疑惑障碍点解决策略：①在主族元素性质探究中可以应用“预测-观察-解释”策略。建构“结构-位置-性质”的认知模型。②在教学中及时纠正学生描述时的准确性③通过实验事实、数据等证据归纳出主要的影响因素。3.认知发展点分析通过本节课，希望学生可以运用研究物质性质的基本程序，即观察物质外观--预测物质性质--实验观察--解释和结论；此外，发现处理陌生情境时的提取信息和分析信息的能力；渗透证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
学习目标确定
1.通过对钠和钾两种碱金属元素结构和性质进行分析，初步形成“结构-位置-性质”的模型。（证据推理和模型认知）2.运用“结构-位置-性质”的模型，预测、实证、解释碱金属性质的相似性和递变性，完善关系模型。（宏观辨识和微观探析）3.通过比较ⅡA族元素的化学性质，诊断并发展学生利用“结构-位置-性质”的模型分析解释、推论预测、解决问题的能力。
学习重点难点
学习重点：“结构-位置-性质”三者之间的关系模型；碱金属化学性质的比较重点解说：1.在前两课时，已经从微观粒子结构（原子结构）的视角，引导学生分析元素周期表，建构了“结构-位置”关系模型。本课时，通过认识和解释元素周期表中碱金属元素的性质及其变化规律，形成“结构决定性质”的观念，建构出“结构-位置-性质”的关系模型。2.“碱金属化学性质的比较”承担着知识教学和提升学生综合探究能力的双重任务。教学中，要提醒学生运用第一章学过的理论工具（氧化还原反应原理）来分析物质的化学性质。学习难点：碱金属元素结构与性质的关系；金属性难点解说：1.研究同主族元素结构与性质的关系时，如果遇到多种因素的影响要梳理主次顺序。比如原子失电子能力与电子层数、核电荷数有关，而且两者的影响可能是相反的。学生的认知体系中，结构怎样影响性质仍不清楚，因此，充分发挥实验的作用。采用“预测-观察-解释”策略。2.区分元素的性质和物质的性质，原子的失电子能力在某些特定的条件下能体现元素的金属性。
学习评价设计
1.在环节一中能否准确找到预测角度。2.用原子结构解释相关性质时能否推理出决定原子失电子的关键因素。3.在环节三中能否想到利用“结构-位置-性质”的关系模型分析解决问题。
学习活动设计
环节一：碱金属元素化学性质的预测、实证、解释教师活动1【引课】元素周期表对于后续发现元素有指导性作用，先竖着进行研究，选择典型的第一主族金属元素（碱金属元素）来进行研究任务一：填写表中信息，并思考和讨论下列问题。（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、电子层数有什么样的变化特点？（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，他们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能够推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？（3）结合钠和钾的原子结构特点，预测钾可能具有哪些与钠相似的化学性质。并自选角度比较钠和钾的还原性强弱。任务二：预测碱金属元素的化学性质【实证】播放实验视频总结元素金属性判断的依据1.单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度2.最高价氧化物对应的水化物-氢氧化物的碱性强弱【思考】碱金属元素的化学性质有哪些相似性和递变性？任务三：填写表格找出碱金属元素的化学性质有哪些相似性和递变性？【思考】观察表格思考碱金属元素的物理性质有什么样的规律？学生活动1思考并讨论从上到下碱金属元素原子的核电荷数、电子层数都依次增多核外电子排布特点最外层电子都是1（3）比较钠和钾的还原性强弱A同学：还原性Na＞K → 核电荷数越多吸引核外电子能力越强B同学：还原性K＞Na → 电子层数越多核电荷数吸引核外电子能力越弱在任务一的基础上对碱金属元素的化学性质进行预测都可以和氧气和水反应从上到下反应越来越剧烈通过实验实证进行解释相似性递变性 1.铯略带金属光泽；其余为银白色2.密度依次增大，钠和钾出现反常3.沸点和熔点依次减小活动意图说明 运用在前一个学习任务中建立的碱金属元素“结构-位置-性质”之间的关系模型，完成预测、实证、解释碱金属性质的相似性和递变性，完善关系模型。环节二：总结迁移，比较Ca与Mg的化学性质教师活动2Ca和Mg是同一主族元素，谁的金属性更强？如何设计实验证明？提供资料验证预测【总结】对于ⅡA族元素，同样可以运用“结构-位置-性质”的模型分析解决问题。学生活动2钙的金属性更强，因为钙原子的核外电子层比镁原子多，原子半径更大，原子核对最外层电子的引力更弱，原子失去最外层电子的能力更强。方案一 比较钙、镁单质分别与水（或酸）反应置换出氢的难易方案二 比较氢氧化钙与氢氧化镁的碱性强弱活动意图说明 诊断学生利用“结构-位置-性质”认知模型分析解释、推论预测、解决问题的能力，归纳总结同主族元素金属性的相似性和递变性，梳理“结构-位置-性质”认知模型。
作业与拓展学习设计
1.碱金属结构与性质的典型例题2.非金属元素原子结构与化学性质之间有什么必然的联系？
特色学习资源分析、技术手段应用说明
在学生完成相应的任务后用希沃软件展示学生的结果及时反馈教学效果进行查缺补漏
教学反思与改进
本节课的成果之处有1.基本上已经达到了学习目标，在比较ⅡA族元素的化学性质时，学生准确的利用“结构-位置-性质”的模型分析解释、推论预测、解决问题。2.在思考与讨论环节充分利用了小组合作的优势，学生参与度比较高。3.利用希沃软件实时展示学生的讨论结果进行展示汇报，并能更直观的看出存在的问题。4.板书设计条理清晰，重点突出。不足之处有语言不够简练，有时会出现重复文字的现象，在以后的教学中应该注意过渡句的重要性由于考虑到安全性没有把实验搬进课堂，如果条件允许应该多让学生动手做实验。在时间的把控上可以更精准些，备课环节应再把时间预设的准确一点。
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