1、元素第一电离能的周期性变化 教学设计一、教材分析地位和作用：元素第一电离能是元素的一个重要性质，此内容早在人教版（甲种本）中就有，新教材将其纳入元素性质的递变规律 ，使得元素的性质的知识学习更加完整。本单元的知识内容是化学 2专题 1 第一单元 核外电子排布与周期律的深化和拓展。电离能、电负性是元素的重要性质，也是学习化学键、离子键和共价键的基础。为有志于进一步深造化学相关专业的学生指导元素化合物知识和化学理论的学习打下坚实的基础。二、目标分析1、 知识与技能：理解第一电离能的概念和随原子序数递增呈周期性变化的规律，理解其本质是核外电子排布的周期性变化的结果。2、 过程与方法：能运用电离能的数
2、据比较元素金属性的强弱，推测原子结构。培养学生科学推理能力和综合运用知识解决问题的能力3、 情感态度与价值观：养成实是求事的科学态度和思辨的科学精神。三、教学重点难点重点：第一电离能的递变性难点：从电子构型的角度解释第一电离能的递变规律及特殊性四、教学方法1、 以思维为核心，开展问题探究：通过分析数据图表，引导学生开展积极的思维活动培养学生科学推理能力。2、 以学生为主体，促进知识内化：通过组织讨论，发挥群体智慧，完成知识构建。五、教学过程1、 知识衔接，引入新课教师活动引导学生回忆学过的元素主要性质有哪些？他们各有怎样的递变规律？学生活动元素主要性质有金属性、非金属性、化合价、原子半径。金属
3、性：同周期从左到右逐渐减小，同主族从上到下逐渐增大；非金属性：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小；主要化合价：同周期最高正价从+1 到+7，负价从中部开始，-4 到-1；原子半径：同周期从左到右逐渐减小，同主族从上到下逐渐增大。教师活动引出元素的另一性质第一电离能。给出概念：气态原子失去一个电子形成+1 价气态阳离子所需最低能量。M(g)-e-M +(g) 符号 I1 单位 KJmol-1指出注意点，配以巩固练习。2、 创设情境，探究新知问题探究元素的第一电离能与原子失电子能力有何关系？结论：第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，元素的金属性越强；第一电离能数值越大，原子越难失
4、去一个电子，元素的金属性越弱。指出：I 1意义：衡量元素金属性强弱 。教师活动给出随原子序数递增 136 号元素第一电离能的变化图。问题探究元素的第一电离能有什么变化规律呢？学生活动观察分析，得出结论：同周期从左到右有增大趋势，同主族从上到下逐渐减小。 过渡为什么有这样的递变规律？引导学生从原子结构的角度分析。3、分解难点，深化认识讨论总体上金属元素第一电离能较小，非金属元素第一电离能较大，为什么？提示从最外层电子数入手。解释金属元素最外层电子数较少，原子半径较大，较易失一个电子，因此第一电离能较小。非金属元素最外层电子数较多，原子半径较小，较难失一个电子，因此第一电离能较大。稀有气体最外层电
5、子 2 个或 8 个，达稳定结构，难以失电子，第一电离能大。讨论同周期从左到右第一电离能有增大趋势，为什么提示从原子结构的角度入手。解释同周期元素从左到右，随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增大，原子失电子能力逐渐减小，第一电离能有逐渐增大的趋势。讨论同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，为什么？提示从原子结构的角度入手。解释同一主族元素从上到下，随核电荷数增大，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐渐减小，原子失电子能力逐渐增大，第一电离能逐渐减小。讨论同周期第一电离能最大的是稀有气体元素，最小的是碱金属元素，为什么提示从核外电子排布的角度入手。解释碱金属元素
6、核外电子排布为 ns1，同周期中（除稀有气体外）原子半径最大，易失去一个电子，形成稳定结构，因此第一电离能在同周期中最小。稀有气体最外层电子排布为 ns2np6，已达稳定结构，难以失电子，因此第一电离能在同周期中最大。教师活动归纳总结：第一电离能随原子序数递增呈周期性递变。设计意图：如何从原子结构的角度解释周期性递变这是本节课的难点，因而将这个问题分为四个小问，步步深入解决。学生活动配以课堂练习即时巩固。其中指出变化图中镁和铝，氮和磷第一电离能间的反常关系。教师活动引导学生从电子构型的角度分析原因。镁和氮的特征电子排布分别为 3s2 和 2s22p3 处于全满和半满的结构，原子能量较低，相对稳
7、定，因此第一电离能比后一元素大。教师活动再指导学生观察第一电离能变化图，同一周期中哪些主族有反常现象？学生活动得出结论：两个主族反常：A 族、A 族。教师活动追问原因。学生活动A 族、A 族特征电子排布分别为 ns2 和 ns2np3 ,相对稳定结构。 教师活动归纳出影响第一电离能的因素。 （1）原子核对核外电子的吸引（2）原子达到稳定结构的倾向设计意图：对同周期第一电离能递变中的反常现象，并不是所有学生都能通过观察发现，通过练习的形式呈现，让学生自己发现，既有惊喜又有疑惑，激发学生的探究的欲望。4、拓展视野，发展认识教师活动拓展同学视野，根据第一电离能的定义，讨论什么是第二电离能，第三电离能
8、。 学生活动讨论得出：气态原子失去一个电子形成+1 价气态阳离子所需最低能量叫第一电离能（I 1） ；+1 价气态阳离子再失去一个电子形成+2 价气态阳离子所需最低能量叫第二电离能（I 2） ；+2 价气态阳离子再失去一个电子形成+3 价气态阳离子所需最低能量叫第三电离能（I 3） ；依次类推教师活动指出同一种元素的逐级电离能大小关系：I 1 I2 I3 I4 I5为什么? 解释原子失去一个电子带正电，再失去一个电子除了克服原子核引力外，还要克服微粒的电性引力，消耗能量更大。同理，从+2 价气态阳离子失去一个电子，需克服的电性引力更大。因此。电离能逐级增大。问题探究观察分析下表电离能数据回答：
9、为什么钠容易失去一个电子，镁容易失去两个电子。元素 I1KJmol -1 I2KJmol -1 I3 KJmol-1Na 496 4562 6912Mg 738 1415 7733解释从表中数据可知钠元素的第二电离能远大于第一电离能，因此钠容易失去第一个电子而不易失去第二个电子；即 Na 易形成 Na +而不易形成 Na 2+ 。而 Mg 的第一第二电离能相差不大，第三电离能远大于第二电离能，因此镁易形成+2 价镁离子。设计意图：此知识内容是课本中交流与讨论中出现，通过讨论，为学生接受和掌握。5、首尾呼应，总结内化 总结随原子序数递增，第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右有增大趋势（两处反常A 族A 族） ，同主族从上到下逐渐减小。第一电离能的递变又导致元素金属性周期性变化。第一电离能的周期性变化是由于原子结构周期性变化的结果。设计意图：明晰结构决定性质，这是学习元素周期律的基本思路。六、教学反思化学教案的设计是融化学教学及教育心理学于一体的系统工程，教师要站在一切为了学生的发展的高度，坚持与时俱进，不断优化教学方法，引导学生学会学习，提高探索精神和探究能力，使学生真正成为学习的主人。本节课努力做到 两个体现：体现新教材的素质教育的教学理念，体现以学生为主体自主探究的学习方式。
