2019-2020年高中化學（大綱版）第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構 元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第三課時).doc

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2019-2020年高中化學（大綱版）第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構 元素周期律 第三節(jié)元素周期表(第三課時) ［板書］第三節(jié) 元素周期表（第三課時） ［師］前面我們學習了元素周期表的有關知識，知道了門捷列夫在元素周期律的發(fā)現(xiàn)及元素周期表的編制過程中，做出了杰出的貢獻。那么，引起元素性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)原因是什么？門捷列夫當時怎樣認為的？ ［生］引起元素性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)原因是原子序數(shù)的遞增，而門捷列夫認為元素的性質(zhì)是隨著相對原子質(zhì)量的遞增而呈周期性變化的。 ［師］不但門捷列夫是這樣認為的，在他之前的紐蘭茲、邁耶爾、德貝萊納等在探索元素周期律時也是以此為標準的。與他們不同的是：門捷列夫并沒有機械地完全相信當時所測定的相對原子質(zhì)量數(shù)值，從而，使元素周期表的編制出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。 這也說明，相對原子質(zhì)量的測定在化學發(fā)展的歷史進程中，具有十分重要的地位。正如我國著名化學家傅鷹先生所說：“沒有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化學反應的意義，就不可能有門捷列夫的周期表。沒有周期表，則現(xiàn)代化學的發(fā)展特別是無機化學的發(fā)展是不可想象的?！? 那么，元素周期表中各元素的相對原子質(zhì)量是怎樣得出來的呢？ ［生］元素原子的質(zhì)量與一種碳原子質(zhì)量的1/12的比值。 ［師］這里的“一種碳原子”指的是哪種碳原子呢？ ［生］是原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的一種碳原子，即碳－12原子。 ［師］元素周期表中各元素的相對原子質(zhì)量真的是這樣計算出來的嗎？要想知道究竟，我們還須了解以下概念。 ［板書］三、同位素 ［師］我們以前學過元素，即具有相同核電荷數(shù)（或質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱。也就是說，同種元素原子的原子核中質(zhì)子數(shù)相同。那么，原子核中的中子數(shù)是否相同呢？ 科學研究證明，同種元素原子的原子核中，中子數(shù)不一定相同。如氫元素的原子有以下三種： ［投影展示］ 三種不同的氫原子 原子符號 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 氫原子名稱和簡稱 ①H 氕（H） ②H 氘（D） ③H 氚（T） ［問］H、H分別表示什么？ ［生］H表示一個質(zhì)量數(shù)為1、質(zhì)子數(shù)為1的原子；H表示一個質(zhì)量數(shù)為3、質(zhì)子數(shù)為1的原子。 ［師］根據(jù)第一節(jié)所寫內(nèi)容，填寫表中空白。 ［請一個同學把答案填寫在膠片上］ 答案： 1 0 1 1 1 2 ［問］以上三種原子的原子結(jié)構有什么異同？ ［生］核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同。 ［問］那么，H、H和H是否為同一種元素呢？為什么？ ［生］是。因為它們的質(zhì)子數(shù)即核電荷數(shù)相同。 ［師］對。它們都屬于氫元素。我們又把它們互稱為同位素。 ［講解并板書］同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。 ［師］如H、H和H均是氫的同位素。我們把它們分別叫做氕、氘、氚，為了便于區(qū)別，又把它們分別記做H、D、T。此處的“同位”是指這幾種同位素的質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）相同，在元素周期表中占據(jù)同一個位置的意思。 ［投影練習］1.下列敘述中正確的是 A.氫有三種同位素，即有三種氫原子 B.所有元素的原子核均由質(zhì)子和中子構成 C.具有相同的核外電子數(shù)的粒子，總稱為元素 D.H是一種同位素 解析：本題考查元素、同位素及原子結(jié)構的知識。A項說法正確；B項元素的原子核一般由質(zhì)子和中子構成，但并不絕對，如H的原子核中就無中子；C項元素是具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱，而具有相同核外電子數(shù)的粒子，可以是分子，也可以是原子，還可 以是離子，如 故C項錯誤；D項同位素是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不 同的同一元素不同原子的互稱，可以說H是氫元素的一種同位素，而不能獨立地稱H為同位素。 答案：A 2.在Li、N、Na、Mg、Li、C中： （1） 和 互為同位素。 （2） 和 質(zhì)量數(shù)相等，但不能互稱同位素。 （3） 和 的中子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不相等，所以不是同一種元素。 答案：（1）Li Li (2) N C (3) Na Mg ［師］許多元素具有多種同位素。如氧元素有O、O、O三種同位素；碳元素有C、C和C等幾種同位素；氯元素有Cl、Cl兩種同位素；鈾元素有U、U、U等多種同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的沒有放射性。 ［講解時須把以上各符號寫于黑板上］ ［板書］O：O、O、O Cl：Cl、Cl C：C、C、C U：U、U、U ［問］截止到xx年，人們已經(jīng)知道了115種元素，能不能說人們已經(jīng)知道了115種原子？為什么？ ［生］不能。因為許多元素有多種同位素，即人們知道的原子種類要比元素種類多。 ［師］很好！大家能否回答一下，為什么測定相對原子質(zhì)量的標準強調(diào)用12C而不說碳原子呢？ ［生］因為碳原子有3種，若不指明是哪種，所測相對原子質(zhì)量的標準就不一樣。 ［師］十分正確。 同位素不但在科學研究方面有重要的用途，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面也能大顯身手。 請大家閱讀課本P106有關內(nèi)容，了解同位素的用途。 ［學生閱讀］ ［師］請大家舉例說明同位素的用途。 ［生］如，可以利用H、H制造氫彈；利用U制造原子彈和作核反應堆的燃料；利用放射性同位素給金屬制品探傷，抑制馬鈴薯和洋蔥等發(fā)芽，延長貯存保鮮期。在醫(yī)療方面，可以利用某些同位素放射出的射線治療癌腫等。 ［師］需要說明的是，同一元素的各種同位素雖然核內(nèi)中子數(shù)不同（或說質(zhì)量數(shù)不同），但它們的化學性質(zhì)基本相同。 ［過渡］在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種同位素所占的原子百分比一般是不變的。我們平常所說的某種元素的相對原子質(zhì)量，是按各種天然同位素原子所占的一定百分比算出來的平均值。下面，我們介紹各元素相對原子質(zhì)量平均值的算法。 ［板書］四、元素的相對原子質(zhì)量 ［問］對于具有同位素的元素來講，應該怎樣求其同位素的相對原子質(zhì)量呢？ ［生］同位素的相對原子質(zhì)量應是將原子的真實質(zhì)量與C質(zhì)量的1/12相比較所得的數(shù)值。 ［師］對。如O的相對原子質(zhì)量可以通過以下數(shù)值求出。 ［投影展示］已知一個O的質(zhì)量為2.65710－26 kg，一個C的質(zhì)量為1.99310－26 kg， O的相對原子質(zhì)量=12=15.998 ［師］這樣，只要我們知道了某元素的各種同位素的相對原子質(zhì)量，及在自然界中各同位素的原子百分數(shù)，就可以利用下式求出該元素的相對原子質(zhì)量。 ［講解并板書］=A1a1%+A2a2%+…… 表示某元素的相對原子質(zhì)量 A1、A2…… 為同位素的相對原子質(zhì)量 a1%、a2%…… 為同位素的原子百分數(shù)或同位素原子的物質(zhì)的量分數(shù) ［師］下面，我們以氯元素為例，來求氯元素的相對原子質(zhì)量。 ［投影并講解］已知氯元素有兩種天然同位素：Cl和Cl，并測得以下數(shù)值： 符號 同位素的相對原子質(zhì)量 在自然界各同位素的原子百分數(shù) Cl 34.969 75.77% Cl 36.966 24.23% 則氯元素的相對原子質(zhì)量=34.96975.77%+36.96624.23%=35.45 ［師］元素周期表中各元素的相對原子質(zhì)量就是這樣算出來的。 ［師］在數(shù)值上，同位素的相對原子質(zhì)量近似等于質(zhì)量數(shù)，我們平常做題時，常用質(zhì)量數(shù)代替同位素的相對原子質(zhì)量來計算元素的近似相對原子質(zhì)量。 ［投影練習］ 銅有兩種天然同位素Cu和Cu，已知銅的相對原子質(zhì)量是63.5，則Cu的物質(zhì)的量分數(shù)是 A.75% B.25% C.50% D.45% ［學生活動，教師巡視］ 解：設Cu含x% 則 Cu為（1－x%） 依題意：63x%+65(1－x%)=63.5 x=75% 故選A。 ［師］現(xiàn)在，我們再回過頭來看我們初中所學的相對原子質(zhì)量的概念。 ［投影展示］經(jīng)過研究和實踐，國際上一致同意以一種碳原子（核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的碳原子）的質(zhì)量的1/12（約1.6610－27千克）作為標準，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的數(shù)值，就是這種原子的相對原子質(zhì)量。 ［問］結(jié)合我們剛剛學過的知識，分析：上述相對原子質(zhì)量是否就是元素的相對原子質(zhì)量？ ［生］不是。 ［問］那它指的是什么的相對原子質(zhì)量呢？ ［生］是元素的一種同位素的相對原子質(zhì)量。 ［師］大家對本節(jié)課的知識理解得很好。隨著現(xiàn)代科技水平的提高，原子量的數(shù)值越來越得以準確的測定，人們對元素性質(zhì)的認識也越來越深入。 相對原子質(zhì)量的測定對于化學的發(fā)展起著十分重要的作用。然而，這種重要的科學數(shù)據(jù)，近兩個世紀以來多為西方發(fā)達國家所測定。 值得我們自豪的是：我國著名化學家、中國科學院院士張青蓮教授在測定元素相對原子質(zhì)量方面譜寫了新的篇章。他精確地測定了銦、銥、銻、銪、鈰、鉺、鍺的相對原子質(zhì)量，并被國際原子量委員會采用為國際新標準。其中在鍺的相對原子質(zhì)量的測定上，貢獻尤為突出。他的成功，標志著我國在此科研領域達到了國際先進水平。 請大家參看課本P106閱讀資料《張青蓮教授為元素相對原子質(zhì)量的測定做出了卓越貢獻》 ［投影練習］ 1.在過氧化鈉中含有，各數(shù)字所表示的意義是：16 、8 、2－ 、2 、－1 。 答案：氧原子質(zhì)量數(shù) 氧原子的核電荷數(shù)（或質(zhì)子數(shù)） 過氧根離子帶2個單位負電荷 氧原子數(shù) 氧元素化合價 2.以下互為同位素的是 A.金剛石與石墨 B.D2與H2 C.CO與CO2 D.Cl與Cl 答案：D 3.元素X的一種同位素X，元素Y的一種同位素Y，已知a＞c，b＞d，則元素X和Y的相對原子質(zhì)量的大小關系為 A.X＞Y B.X=Y C.X＜Y D.不能確定 解析：因一種元素的相對原子質(zhì)量和該元素的天然同位素的相對原子質(zhì)量及含量有關。a＞c，b＞d只能說明X比Y的相對原子質(zhì)量大，但不能說明X元素和Y元素相對原子質(zhì)量的大小關系，故應選擇D。 答案：D ［小結(jié)］本節(jié)課我們重點講解了同位素的概念，以及元素相對原子質(zhì)量的計算方法等知識。 ［布置作業(yè)］習題二、1、2，三、6 ●板書設計 第三節(jié) 元素周期表（第三課時） 三、同位素 同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。 O：O O O C：C C C U：O O O Cl：Cl Cl 四、元素的相對原子質(zhì)量 =A1a1%+A2a2%+…… 表示某元素的相對原子質(zhì)量 A1、A2……為同位素的相對原子質(zhì)量 a1%、a2%……為同位素的原子百分數(shù)或同位素原子的物質(zhì)的量分數(shù) ●教學說明 本節(jié)課設計的主要結(jié)構是：（從初中學過的相對原子質(zhì)量的知識進行）激疑；（通過所學的新知識進行）析疑；（新舊知識結(jié)合而最終）解疑。 本課時的內(nèi)容是建立在初中所學相對原子質(zhì)量、元素等概念的基礎上的，課上采取啟發(fā)、誘導、探究、比較等教學方法，旨在培養(yǎng)學生的科學思維能力，并激發(fā)他們的學習興趣，讓他們在學習的過程中真正明白：高中知識是對初中知識的延伸和發(fā)展，也使他們的認識得以深化，并達到溫故而知新的教學目的。 課上最好能有時間介紹張青蓮教授的事跡及元素相對原子質(zhì)量測定的有關知識。這樣，既可以激發(fā)學生的求知欲望，又可擴大他們的視野。