碱金属元素

碱金属元素

时间:2008-01-21 化学教案

教学目标 

知识目标

掌握碱金属元素性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。

了解焰色反应的操作及应用。

能力目标

通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。

情感目标

树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。

 

教学建议

碱金属知识结构网络图

在学习完全章后应该指导学生总结出本章内容的知识网络图。这是学生学习的第一个金属元素族,关键是熟悉自然族的学习方法。每一族重点掌握代表物质的性质,其他元素的性质可以利用相似性和递变性的规律加以掌握。培养学生良好的学习习惯是很重要的。形成知识结构的网络可以把分散的内容统一起来。为以后学习典型的非金属元素族 卤族铺平道路,使得元素周期表和元素周期律的学习“水到渠成”。

教材分析

本节主要包含两个主要内容:碱金属元素的原子结构及其单质的性质、焰色反应。其中前一部分是本节的重点,也是本章的难点。

第一部分内容中,先由两张表格切入,让学生通过表中提供的数据等信息的分析,总结归纳出碱金属元素的原子结构的特点。为后面学习它们的化学性质打好基础,因为结构决定性质,通过总结结构的相同点和递变性,完全可以大胆的预测其化学性质的相似性和递变性。然后利用实验事实验证推测的正确性,这样的学习顺序是对学生科学的学习方法和学习态度的培养。教材在重点介绍了钠的有关知识之后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使将来元素周期律的引出能够做到“水到渠成”。

第二部分内容中,主要介绍了钠和钾的焰色反应,以及它的正确操作和应用。

阅读材料“金属钾的发现”,意在激发学生的学习兴趣,对学生进行化学史的教育。

教学建议

高一第二章第三节的编写,采用了化学学习中使用较多的科学方法模式,即通过实验和观察,将实验现象和数据等资料加以分析,找出规律性的知识,并根据这些规律性的知识,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过多次论证后,便可将其中的正确部分上升为理论。这种科学方法模式的训练,有利于培养学生的思维能力和自学能力。因此在这一节的教学中应注意培养学生的能力。

1.碱金属单质的主要物理性质和原子结构的特点,可以让学生以教材中的两个表格为主要依据,结合前面学过的钠的有关性质,运用对比的方法通过自学、讨论的方法掌握这部分知识。建议从相同点和递变性两方面指导学生总结出规律。

2.碱金属的化学性质的相似性和递变性,可以让学生结合原子结构的相似性和递变性去思考,利用规律大胆推测,然后用实验加以验证。此处的教学是培养学生思维能力的最佳时机。这样可以极大地调动学生的学习积极性。通过以上分析可以看出,此处的实验尤为重要。要做好钾在空气中燃烧以及钾和水反应的实验。可以事先复习钠的有关的实验现象,写出反应的化学方程式,分析氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目。再通过讲解或者阅读,从反应发生的条件,反应的剧烈程度以及生成物等方面比较Li、Na、K、Rb、Cs与氧气反应,与水反应的不同,从而得出结论:“碱金属的金属性都很强,是强还原剂,而且随着核电荷数的增大而逐渐增强”的结论。从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础。

3.碱金属元素在自然界的存在,可以结合它们的化学性质让学生自然地得出结论。此外还应涉及药品的保存,例如:钠和钾应保存在煤油里,锂保存在石蜡中。

4.焰色反应的教学,可以结合生活实际:美丽的烟火、食盐溅在火焰上呈现黄色。教学中可以适当增加一些离子的焰色反应,引发学生的兴趣。教师应强调焰色反应的正确操作方法和步骤及其原因,特别指出钾的焰色反应应透过蓝色的钴玻璃观察,并解释原因。讲解焰色反应的应用时应明确它可以用来检验金属或其化合物。

教学设计示例

第三节 碱金属元素

教学目标 

1.知识目标

(1)掌握碱金属元素性质的异同,能够用原子结构的初步知识来理解它们性质上的差异和递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。

(2)了解焰色反应的操作及应用。

2.能力目标

通过演示实验现象,培养学生总结、推理及分析问题、解决问题的能力。

3.情感目标

树立结构决定性质的观念,培养量变到质变的辩证唯物主义思想。

教学重难点

重点:

碱金属元素结构性质的相似性,递变性及其原因。

难点:

科学方法模式的训练;碱金属的化学性质。

教学过程 

1.碱金属元素的原子结构和物理性质

[引入]学生上黑板写出碱金属元素的名称、符号及原子结构示意图。

[提问]

(1)碱金属元素的原子结构的相同点是什么?

最外层有一个电子,在反应中易失掉一个电子,表现出还原性。

(2)碱金属元素的物理性质是否相似?

接着指导学生阅读课本第36页[表 2—l],碱金属的主要物理物质并加以总结。①色状:银白色金属(铯略带金色光泽)②柔软、密度小,熔点低 ③有较强的导电导热性。

[提问]

(1) 碱金属元素的原子结构的不同点是什么?

随着核电荷数的增多,它们的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱,失电子的能力越来越容易。

(2)碱金属元素的物理性质有什么变化规律?

指导学生根据课本第36页[表2—1]与[表2-2],总结出碱金属由于核电荷数的增加,电子层数递增,原子半径渐大,物理性质也有所不同。如:

a.硬度:柔软,有展性,由小到大;

b.密度:由小到大,(K反常)。

c.熔沸点:由高到低, 略低于水的沸点,K稍高于人的体温, 低于人的体温,除汞外,金属中铯的熔点最低。

[归纳]学生通过讨论,分析得到结论。①在变化规律中有个别反常现象,如钾的密度比钠的密度小,②从密度的大小得到锂的密度比煤油小,得到锂保存在石蜡中,而钠钾则可以保存在煤油中。

2.碱金属的化学性质

  [讲解]碱金属原子的最外层都是1个电子。则化学性质应与金属钠相似。对比 与 、 、 的反应及碱金属其他金属的反应,加上阅读课文,发现 与 反应只生成氧化物, 与 反应会生成氧化物和过氧化物,而K与 反应除生成氧化物、过氧化物外,还能生成超氧化物。这说明 的活泼性,应该是 。分析了碱金属与 的反应后,再比较钾与水的反应

[演示实验]课本第37页实验[2—9]与[2—10],教师可边演示边强调操作方法,并要求学生注意比较实验的现象与程度。

[讲解]通过观察现象可知,钾与 反应能产生超氧化钾,且比钠与氧气反应更加剧烈,钾与水反应,与钠与水反应的产物是一样的,但更剧烈。

[讨论]

(1)碱金属表现哪些共同的化学性质?与原子结构、电子层数、原子半径的变化有什么

联系?

(2)碱金属元素的原子半径与相应离子半径的关系?

[小结](1)碱金属的共同的化学性质与递变性

a.碱金属都能与氧气反应,从锂到铯反应越来越剧烈,生成物为氧化物(锂)、过氧化物(钠)、比过氧化物更复杂的氧化物,如超氧化物等(钾、铷、铯)。

b.碱金属都能与水反应,生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。

c.均为强还原剂 ,我们知道,物质的化学性质是由其本性决定的,碱金属元素的原子结构特点决定了化学性质的相似性和差异性,碱金属元素原子最外层都是一个电子,决定了它们都是活泼的金属,强还原性。而随核电荷数的增加,原子半径增大,核对外层电子的吸引力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,金属活动性逐渐增强,因而,生成氧化物时越复杂,与水反应更剧烈。

(2)因为碱金属元素为活泼金属,易失去最外层电子使次外层变为最外层,所以其原子半径大于相应的离子半径。如:

即: 原子半径 半径。

3.焰色反应

[引入]每当我们看到五光十色、绚丽多彩的焰色时就会想:焰火是怎么制造的?为什么燃烧时火焰会有不同的颜色呢?我们下面可以根据演示实验的现象来解释这些问题。

[演示]课本第38页实验[2—11],学生通过实验现象得出结论,教师指导学生阅读课文焰色反应的定义。

[提问]

(1)每次试验完后,为什么都要用盐酸洗净铂丝(或光洁的铁丝或镍、铬、钨丝)?

(2)除金属的化合物之外,单质金属能不能有同样的现象?

(3)在观察钾的火焰颜色时,为什么要隔着蓝色的钴玻璃?

(4)学习焰色反应的主要作用是什么?让学生参阅课本封里“焰色反应”彩图,了解除碱金属及它们的化合物外,钙、锶、钡、铜等金属及其化合物也能呈现焰色反应,并重点记忆钠钾焰色反应的颜色。强调 指出:由于一般钠盐、钾盐易溶于水,在溶液中又无颜色,无法通过其他反应进行检验“ ”,所以常常利用焰色反应来检验。

总结、扩展

1.总结

碱金属作为典型的金属族,通过分析、总结碱金属元素的性质变化规律,学习最外层电子数相同的一族元素及化合物知识的一般方法;通过对实验现象的观察分析,培养了学生透过现象看本质,抓住事物内在的不同和联系的学习方法。

2.扩展

学习碱金属元素性质的相同性与递变性的变化规律,掌握了学习元素及化合物性质的规律的方法,为学习其他各族元素及元素周期律与元素周期表下了一个良好的基础。

板书设计 

第三节 碱金属

(-)碱金属元素的原子结构(见下页)

(二)碱金属单质的物理性质

相同点:硬度小,熔点低,只能放入石蜡或煤油中保存。

不同点:密度依次增大(K反常比Na小),熔沸点依次降低,硬度依次减小。

(三)碱金属的化学性质

1.与 等非金属反应

(1)与氧气反应

      

    

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