元素周期表的應用的教學設計
一、教材分析
元素周期表是公認的研究化學世界的有力工具，但又不僅僅是工具。元素周期表蘊含了自然界從量變到質變的客觀規(guī)律，反應了元素內在聯(lián)系，長遠的改變了研究元素性質的方法。通過對元素周期律和元素周期表的學習能夠幫助學生運用宏觀的、整體的視角去認識物質世界。
上科版教材將元素周期表的相關教學安排在高中階段所有元素化學學習之后，其目的就是讓學生在對常見元素及其物質的性質有了一定了解的基礎上，更容易體會、甚至主動發(fā)覺元素、單質以及化合物性質間的相似以及遞變規(guī)律。教材上關于元素周期表的應用更多的側重于位、構、性之間的關系，而對于如何應用周期表來指導化學的學習以及周期表在日常生活中的實際應用卻只是一筆帶過，這并不利于學生對元素周期表重要價值的體會。
二、學情分析
在本節(jié)課學習之前，學生已經(jīng)掌握了周期表的結構以及元素周期表中同一橫行和同一縱列的主族元素相關性質的遞變規(guī)律，包括原子半徑、元素金屬性非金屬性、最高價氧化物對應水化物的酸堿性、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等。對于周期表中從上往下、從左往右元素性質從量變向質變的轉化已經(jīng)有了一定的認知。
學生已經(jīng)達到的層次是能夠利用這些規(guī)律來應對試題，但卻造成了一種為學周期表而學周期表的狀況。學生對門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律編制元素周期表的革命性意義沒有深刻認識，也沒有感受到元素周期表的美和神奇，更談不上形成利用元素周期表來解決問題指導自身學習的意識。元素周期表工具的價值還沒有得到體現(xiàn)。
三、教學目標
知識與技能
1、認識元素周期表中相鄰位置元素性質的相似性。
2、簡單了解元素周期表在工農業(yè)生產中的指導作用。
過程與方法
1、運用元素周期律以及對照比較的方法，嘗試推斷金屬鎵的化學性質以及碘化鏻的合成方法，體會元素周期律對人類探索物質世界的幫助。
2、運用元素周期律，體驗前人尋找新型制冷劑的過程，體會元素周期表在學習和科研中的指導意義。
情感態(tài)度價值觀
1、感受元素周期表在化學研究中的指導性價值，形成元素周期表是一種認識世界的工具的觀念
2、深刻體會元素周期表中蘊含的事物普遍相關的哲學內涵。
四、教學重點與難點
重點：元素周期表中相鄰元素性質的相似性
難點：如何應用元素周期表來解決一些問題
五、教學流程圖
六、教學案例
教學過程
教師活動
學生活動
備注
引入
故事“一封信引發(fā)的認識革命”
聆聽
直觀體現(xiàn)元素周期表的價值
周期表中元素性質的遞變規(guī)律（鞏固與拓展）
播放視頻：堿金屬單質與水的反應
�。炞C：同一主族從上到下，金屬單質越來越活潑）
PPT呈現(xiàn)第II A族元素硫酸鹽的溶解度表。
問：觀察完這張溶解度表，發(fā)現(xiàn)第II A族元素硫酸鹽的溶解度大小有怎樣的變化規(guī)律？
歸納小結
PPT呈現(xiàn)甲硅烷、磷化氫、硫化氫的性質比較
問：周期表中，Si、P、S為同一周期相鄰的三種元素，你們能歸納出他們的氣態(tài)氫化物性質的相似處么？
過渡小結：因此我們發(fā)現(xiàn)元素周期表中位置相鄰的元素性質上有一定的相似性，利用這個規(guī)律，可以可以指導我們對未知物質性質的推測和學習。
完成導學單上知識鞏固部分
觀看視頻
嘗試從反應條件的角度說明同一周期從左向右，非金屬單質與氫氣的反應越來越容易，同一主族，從上到下非金屬單質與氫氣的化合越來越困難
觀察，分析，回答
觀察，比較，分析
�。ǘ际菬o色、有氣味的氣體、都有毒性、溶解度不大，在空氣中易燃燒。分解溫度相差不大。）
相鄰位置元素性質的相似性
PPT上突顯周期表中鋁和鎵的相對位置
PPT呈現(xiàn)鎵的真實化學性質
過渡：我們除了可以利用周期表來推測單質的性質，一些化合物的.性質也可以通過周期表而顯現(xiàn)端倪。
問：你們能否利用已有的化學知識，再結合元素周期表，尋找一個合成碘化鏻的途徑？
小結：由于碘化鏻遇水會分解，所以我們一般用磷化氫氣體直接和碘化氫氣體作用。
另外注意磷化氫（PH3）和鏻正離子（PH4+）不是一個lin，就像氨氣（NH3）和銨根（NH4+）不是一個an。
回憶鋁的化學性質
嘗試推測鎵可能具有的化學性質
嘗試書寫鎵與氧氣、氯氣、水、鹽酸和氫氧化鈉反應的化學方程式
根據(jù)氯化銨的合成方法推測合成碘化鏻的化學方程式
參照鋁的相關反應進行書寫
周期表在工農業(yè)生產中的應用
PPT呈現(xiàn)整張元素周期表
問：我們一開始提到布瓦博德朗首次發(fā)現(xiàn)鎵是在閃鋅礦中，這不是巧合。你們看一下，周期表中，鎵和鋅是什么位置關系？
包括鋁土礦中也含有鎵元素，目前90%的鎵都是從鋁土礦中提取的。鋁和鎵在周期表中是什么位置關系？
應用一：地質學家發(fā)現(xiàn)，周期表中位置相近、性質相似的元素在地質過程中往往是伴生的，因此元素周期表對礦物的勘探具有重要意義
應用二：半導體材料的選擇
PPT呈現(xiàn)常見的半導體材料
應用三：副族和第VIII族金屬的應用
應用四：周期表右上角非金屬元素在農藥研究中的應用
觀察、判斷
觀察判斷
思考回答下列問題：
�、賾糜诎雽w材料的元素大致分布在元素周期表的什么位置？
�、跒槭裁催@些元素大都分布在金屬元素和非金屬元素分解線附近
③如果讓你尋找一些新的元素應用于半導體材料中，你會有哪些選擇？
元素周期表在新物質合成時的指導價值
引導學生體驗人類尋找新型制冷劑的過程。
早期制冷劑不是有毒就是易燃，為了尋找低毒不易燃的制冷劑，美國工程師米奇利就利用元素周期表開始了自己的尋找之路。
首先他發(fā)現(xiàn)只有在元素周期表右側的非金屬元素才能生成在室溫下呈氣態(tài)的化合物。然后他比較了這些化合物的可燃性和毒性
如果你是米奇利，根據(jù)你們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，你們會把注意力聚焦在什么元素上？
小結：雖然氟利昂被投入生產廣泛應用的五十年后，人們發(fā)現(xiàn)這種制冷劑對大氣臭氧層有著致命的傷害，但是米奇利這種求助于周期表中元素及其化合物沸點、毒性、可燃性的變化趨勢來開發(fā)致冷劑的科學思維方法還是值得借鑒的。
嘗試比較這些化合物的易燃性和毒性，并尋找其中的規(guī)律。
思考、回答（含氯含氟化合物）
根據(jù)CCl4和CF4的沸點數(shù)據(jù)，嘗試寫出除CF2Cl2以外的相同類型制冷劑的化學式
小結
結束語
七、教學設計說明
關于門捷列夫借助自己發(fā)現(xiàn)的元素周期律成功預測未知元素性質的相關歷史在之前的教學中還沒有涉及，因此將布瓦博德朗首次發(fā)現(xiàn)新元素鎵卻被門捷列夫指出性質測定錯誤這件事作為引入，讓學生對元素周期表和元素周期律的價值有一個直觀深刻的感受。
整節(jié)課的設計重點圍繞著元素周期表的價值以及如何利用周期表來解決一些實際問題展開。亮點如下：
一是對鎵性質的推測。學生在有一定元素周期律和元素周期表的相關知識后，會認識到周期表中同一橫行和同一縱列元素的性質往往是遞變的，這種遞變會導致周期表位置相鄰的元素性質上有一定的相似，利用這種相似性就可以推測對學生來講未知元素的性質。而鎵的性質的確在很多方面和鋁都是相似的。通過這個環(huán)節(jié)的設計，希望讓學生體會到物質與物質之間不是割裂的、毫無關系的，在他們學習元素化學的過程中，是可以通過元素周期表將那些瑣碎的知識點整合起來的，使他們對物質性質有一個更深刻的認識。
另外一個亮點是讓學生體驗當年米奇利尋找新型制冷劑的過程，嘗試利用元素周期表來解決一些問題，而不是停留在對一些遞變規(guī)律的機械記憶水平上。在這個過程中，元素周期表充分體現(xiàn)了其作為工具的輔助作用以及在科研上的指導價值。
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