第一节 原子结构与元素周期表
课题
原子结构与元素周期表（第3课时）
单元
4
学科
化学
年级
必修一
学习
目标
本节教学内容是人教版高中化学必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》第一节《原子结构与元素周期表》的第三课时。该部分的教学内容涉及到原子结构的概念，原子核外电子数的规律特点，元素周期表的元素排布及其规律，同位素和核素的概念及相关内容，碱金属元素与卤族元素的物理与化学特性。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观念。本节安排了“碱金属的物理及化学性质” 和“卤族元素的物理及化学性质”这两部分内容，是第四章第一节中结尾部分的知识点，引入了有关原子结构的相关概念和知识点。通过学习这部分知识，学生将探究元素周期表中元素的规律；学习并掌握核素与同位素的概念；了解和熟记同位素在生活中的应用。通过本节内容的学习，学生将学习并掌握碱金属的物理及化学性质，学习并掌握卤族元素的物理及化学性质。由此得到启发：可以通过对原子结构的特点分析，学习到同主族元素的物理和化学性质。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：从宏观上学习碱金属和卤族元素的物理及化学性质，从微观上辨析同主族元素的区别与相似点，体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知：通过物质分类的基本模型，理解不同主族元素的相似或不同特点，通过结合理论与实际感知化学学习的魅力，为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识：熟悉并掌握碱金属和卤族元素的概念，熟练掌握通过分析元素性质的能力，体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任：通过对元素周期表中同主族元素的规律的学习和探究，掌握更高效的学习方法，建立高效学习的科学精神。
重点
难点
学习并掌握碱金属的物理及化学性质
学习并掌握卤族元素的物理及化学性质
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
教师：金属元素的原子最外层电子数和非金属元素的原子最外层电子数有什么区别？
解答：金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。
教师：原子结构决定元素的性质，同族元素总是放在一起研究，是因为它们之间存在某种内在联系。
例如：碱金属元素、卤族元素。
碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。
卤族元素（简称卤素）是典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。
教师：引出本节课学习内容
老师引导学生思考。
在老师的带领下，对问题进行思考。引出本节课内容。
图文并茂，能够较快地让学生进入本节课堂学习。
讲授新课
教师利用多媒体设备向学生投影出下面
【新课讲解】教师：填写下表，回答问题
【思考讨论】教师：（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？
解答：从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
【思考讨论】教师：（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？
解答：它们的最外层都只有1个电子。
【新课讲解】碱金属化学性质的比较
实验步骤：
将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。
实验现象：剧烈反应,得到白色固体,火焰呈淡紫色
【新课讲解】碱金属化学性质的比较
在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。
实验现象：漂浮在水边，四处游动，融成小球，反应产生的热量使其起火燃烧，燃烧时呈紫色焰，并且有大量的水汽冒出，如果过于剧烈还会爆炸。
实验方程：2K + 2H2O —— 2KOH + H2↑
【思考讨论】教师：（1）锂、钠和氧气反应的反应式为？
答案：4Li + O2 —— 2Li2O
2Na + O2 —— Na2O2
【思考讨论】教师：（2）钠和水反应的反应式？
答案：2Na + 2H2O ——2NaOH + H2↑
【新课讲解】碱金属元素的化学性质
（1）碱金属元素原子结构的特点
① 相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子；
② 不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同
（2）碱金属元素性质的相似性和递变性
① 相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的金属性，化合价都是+1；
② 递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，失电子能力增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。
【思考讨论】碱金属元素的物理性质
碱金属在物理性质上表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。
【新课讲解】教师：填写下表，回答问题
【思考讨论】教师：（1）在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？
解答：从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
【思考讨论】教师：（2）观察卤族元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？
解答：它们的最外层都有7个电子。
【新课讲解】卤族元素化学性质的比较
实验步骤：
（1）分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色变化，并与氯水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。
实验现象：静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈橙色。
静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈紫色。
实验方程：KBr + Cl2 —— 2KCl + Br2
KI + Cl2 —— 2KCl + I2
【新课讲解】卤族元素化学性质的比较
（2）向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色变化，并与溴水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。
实验现象：静置后，液体分为两层，上层液体呈无色，下层液体呈紫色。
实验方程：KI + Br2 —— 2KBr + I2
【思考讨论】教师：卤素单质与氢气的反应？
答案：
【思考讨论】教师：根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化。
答案：
【新课讲解】卤族元素的化学性质
（1）卤族元素原子结构的特点
① 相同点：卤族元素原子的最外层都有7个电子；
② 不同点：卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同
（2）卤族元素性质的相似性和递变性
① 相似性：最外层都有7个电子，容易得到1个电子，表现出很强的非金属性，化合价都是-1；
② 递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力增强，故从氟到碘，非金属性逐渐增强。
【思考讨论】卤族元素的物理性质
卤素在物理性质上表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。
【课堂达标】
1.在CuSO4溶液中加入下列物质①K ②Na ③Fe ④Ag，能置换出铜单质的是（ ）
A、①
B、①②
C、③④
D、③
解析：①K、②Na都是活泼的金属单质，加入到CuSO4溶液中，会先和溶液中的水反应，生成的碱再和CuSO4溶液反应，生成沉淀，不能置换出单质铜，故选项A、B错误；④Ag的活泼性没有铜强，Ag和CuSO4溶液不反应，故选项C错误。因此选D。
2. 下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是( )
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
解析：选项A中， F、Cl、Br、I的核外电子层数依次为2、3、4、5，因此它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多，故A正确；选项B中，随核电荷数增加，卤素单质的氧化性逐渐减弱，Cl2>F2>I2，故B正确；选项C中，卤素元素的氢化物的稳定性排序为：HF>HCl>HBr>HI，故C错误；选项D中，单质的颜色依次为淡黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，因此随核电荷数增加，单质颜色加深，故D正确。因此选C。
3. 下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较，不正确的是( )
A.金属性最强的是铯
B.密度随核电荷数的增加而增大
C.单质的熔、沸点随核电荷数的增加而降低
D.原子的最外层都有7个电子
解析：选项A中， Li、Na、K、Rb、Cs属于碱金属元素，从上到下金属性依次增强，故A正确；选项B中，根据碱金属元素的物理性质，他们的密度大小排序为LiNa>K>Rb>Cs ，故C正确；选项D中，碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，故D错误。因此选D。
4. 将氟气通入氯化钾溶液中可以得到（ ）
A．氟化钾和氯气
B．氯化氢和氟化钾
C．氢氟酸和氧气
D．氟化氢和金属钾
解析：将F2通入KCl溶液，很容易会想到氟比氯活泼，能置换出氯气并产生氟化钾，而忽视F2与水剧烈反应生成氢氟酸并放出氧气。F2很活泼，通入KCl溶液中，与水剧烈反应产生氢氟酸和氧气，而不置换出氯气。因此选C。
老师和同学一起讨论，思考表格如何填写。
认真观察实验现象，做好记录。
认真观察实验现象，做好记录。
老师和同学一起讨论，思考问题。
记录笔记，认真倾听。
记录笔记，认真倾听。
老师和同学一起讨论，思考表格如何填写。
认真观察实验现象，做好记录。
认真观察实验现象，做好记录。
老师和同学一起讨论，思考问题。
记录笔记，认真倾听。
记录笔记，认真倾听。
学生自行思考，完成课堂练习。
通过讨论，引导同学们思考解题过程。
通过实际操作，帮助学生理解知识点。
通过实际操作，帮助学生理解知识点。
通过讨论，帮助同学对知识点的掌握。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过讨论，引导同学们思考解题过程。
通过实际操作，帮助学生理解知识点。
通过实际操作，帮助学生理解知识点。
通过讨论，帮助同学对知识点的掌握。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过对习题的解答，加深对知识点的巩固。
课堂小结
碱金属元素：化学性质：碱金属元素原子的最外层都有1个电子；碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的金属性，化合价都是+1；递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，失电子能力增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。
卤族元素：化学性质：原子结构的特点：卤族元素原子的最外层都有7个电子；卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同相似性：最外层都有7个电子，容易得到1个电子，表现出很强的非金属性，化合价都是-1；递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力增强，故从氟到碘，非金属性逐渐增强。
物理性质：表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。
学生和老师一起快速回顾本次课的学习内容。
通过对课堂学习知识的总结，帮助同学们加深印象。
板书
学生在笔记本上对板书进行誊写。
方便学生课后回顾。
课件27张PPT。第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
（第三课时）课程学习目标 金属元素的原子最外层电子数和非金属元素的原子最外层电子数有什么区别？ 金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；
非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。导入 原子结构决定元素的性质，同族元素总是放在一起研究，是因为它们之间存在某种内在联系。
例如：碱金属元素、卤族元素导入思考·讨论填写下表，回答问题。 （1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？思考·讨论 从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 （2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？ 它们的最外层都只有1个电子。新课讲解 实验步骤：
（1）将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 剧烈反应,得到白色固体,火焰呈淡紫色新课讲解 实验步骤：
（2）在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。 漂浮在水边，四处游动，融成小球，反应产生的热量使其起火燃烧，燃烧时呈紫色焰，并且有大量的水汽冒出，如果过于剧烈还会爆炸
2K + 2H2O —— 2KOH + H2↑ （1）锂、钠和氧气反应的反应式为？思考·讨论 4Li + O2 —— 2Li2O
2Na + O2 —— Na2O2 （2）钠和水反应的反应式？ 2Na + 2H2O —— 2NaOH + H2↑△△思维启迪碱金属元素的化学性质（1）碱金属元素原子结构的特点
① 相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子；
② 不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同
（2）碱金属元素性质的相似性和递变性
① 相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的金属性，化合价都是+1；
② 递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，失电子能力增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。思维启迪碱金属元素的物理性质 碱金属在物理性质上表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。思考·讨论填写下表，回答问题。 （1）在周期表中，从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？思考·讨论 从上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 （2）观察卤族元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？ 它们的最外层都只有7个电子。新课讲解 （1）分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色变化，并与氯水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。KBr溶液+氯水静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈橙色。
2KBr + Cl2 —— 2KCl + Br2
静置后，液体分为两层，上层呈无色，下层呈紫色。
2KI + Cl2 —— 2KCl + I2KI溶液+氯水新课讲解 （2）向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色变化，并与溴水的颜色比较。静置一段时间后，观察现象。静置后，液体分为两层，上层液体呈无色，下层液体呈紫色。
2KI + Br2 —— 2KBr + I2KI溶液+溴水 卤素单质与氢气的反应？思考·讨论 根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化思考·讨论F2 Cl2 Br2 I2① 与氢气反应的难易程度：F2 > Cl2 > Br2 > I2 。
② 生成的氢化物的稳定性： HF > HCl > HBr > HI 。
③ 卤素的非金属性强弱： F > Cl > Br > I 。思维启迪卤族元素的化学性质（1）卤族元素原子结构的特点
① 相同点：卤族元素原子的最外层都有7个电子；
② 不同点：卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同
（2）卤族元素性质的相似性和递变性
① 相似性：最外层都有7个电子，容易得到1个电子，表现出很强的非金属性，化合价都是-1；
② 递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力增强，故从氟到碘，非金属性逐渐增强。思维启迪卤族元素的物理性质 卤素在物理性质上表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。 1.在CuSO4溶液中加入下列物质①K ②Na ③Fe ④Ag，能置换出铜单质的是（ ）
A、① B、①② C、③④ D、③课堂达标解析 ①K、②Na都是活泼的金属单质，加入到CuSO4溶液中，会先和溶液中的水反应，生成的碱再和CuSO4溶液反应，生成沉淀，不能置换出单质铜，故选项A、B错误；④Ag的活泼性没有铜强，Ag和CuSO4溶液不反应，故选项C错误。因此选D。D2.下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是( )
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深课堂达标C解析 选项A中， F、Cl、Br、I的核外电子层数依次为2、3、4、5，因此它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多，故A正确；选项B中，随核电荷数增加，卤素单质的氧化性逐渐减弱，Cl2>F2>I2，故B正确；选项C中，卤素元素的氢化物的稳定性排序为：HF>HCl>HBr>HI，故C错误；选项D中，单质的颜色依次为淡黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，因此随核电荷数增加，单质颜色加深，故D正确。因此选C。3.下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较，不正确的是( )
A.金属性最强的是铯
B.密度随核电荷数的增加而增大
C.单质的熔、沸点随核电荷数的增加而降低
D.原子的最外层都有7个电子课堂达标D解析 选项A中， Li、Na、K、Rb、Cs属于碱金属元素，从上到下金属性依次增强，故A正确；选项B中，根据碱金属元素的物理性质，他们的密度大小排序为LiNa>K>Rb>Cs ，故C正确；选项D中，碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，故D错误。因此选D。4.将氟气通入氯化钾溶液中可以得到（ ）
A．氟化钾和氯气
B．氯化氢和氟化钾
C．氢氟酸和氧气
D．氟化氢和金属钾课堂达标解析 将F2通入KCl溶液，很容易会想到氟比氯活泼，能置换出氯气并产生氟化钾，而忽视F2与水剧烈反应生成氢氟酸并放出氧气。F2很活泼，通入KCl溶液中，与水剧烈反应产生氢氟酸和氧气，而不置换出氯气。因此选CC课堂小结原子结构与元素周期表化学性质：碱金属元素原子的最外层都有1个电子；碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。相似性：最外层都只有一个电子，容易失去最外层电子，表现出很强的金属性，化合价都是+1；递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，失电子能力增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。
物理性质：表现出相似性与规律性。随着分子量的增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深，它们的熔点、沸点、密度、原子体积也依次递增。卤族元素碱金属元素化学性质：原子结构的特点：卤族元素原子的最外层都有7个电子；卤族元素原子的核电荷数和电子层数各不相同相似性：最外层都有7个电子，容易得到1个电子，表现出很强的非金属性，化合价都是-1；递变性：随核电荷数递增，电子层数增多，原子半径增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力增强，故从氟到碘，非金属性逐渐增强。
物理性质：表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。作业布置谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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