堿金屬元素

教學(xué)目標(biāo) 

知識(shí)目標(biāo)

掌握堿金屬元素性質(zhì)的異同，能夠用原子結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)來理解它們性質(zhì)上的差異和遞變規(guī)律，為今后學(xué)習(xí)元素周期律打好基礎(chǔ)。

了解焰色反應(yīng)的操作及應(yīng)用。

能力目標(biāo)

通過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、推理及分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

樹立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，培養(yǎng)量變到質(zhì)變的辯證唯物主義思想。

 

教學(xué)建議

堿金屬知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖

在學(xué)習(xí)完全章后應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出本章內(nèi)容的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。這是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個(gè)金屬元素族，關(guān)鍵是熟悉自然族的學(xué)習(xí)方法。每一族重點(diǎn)掌握代表物質(zhì)的性質(zhì)，其他元素的性質(zhì)可以利用相似性和遞變性的規(guī)律加以掌握。培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣是很重要的。形成知識(shí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可以把分散的內(nèi)容統(tǒng)一起來。為以后學(xué)習(xí)典型的非金屬元素族 鹵族鋪平道路，使得元素周期表和元素周期律的學(xué)習(xí)“水到渠成”。

教材分析

本節(jié)主要包含兩個(gè)主要內(nèi)容：堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)及其單質(zhì)的性質(zhì)、焰色反應(yīng)。其中前一部分是本節(jié)的重點(diǎn)，也是本章的難點(diǎn)。

第一部分內(nèi)容中，先由兩張表格切入，讓學(xué)生通過表中提供的數(shù)據(jù)等信息的分析，總結(jié)歸納出堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。為后面學(xué)習(xí)它們的化學(xué)性質(zhì)打好基礎(chǔ)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，通過總結(jié)結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和遞變性，完全可以大膽的預(yù)測其化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性。然后利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)驗(yàn)證推測的正確性，這樣的學(xué)習(xí)順序是對學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)。教材在重點(diǎn)介紹了鈉的有關(guān)知識(shí)之后，由個(gè)別到一般，進(jìn)一步歸納出堿金屬性質(zhì)的相似性與遞變性，以及與核外電子排布的關(guān)系，從知識(shí)基礎(chǔ)、科學(xué)方法等方面為介紹元素周期律和元素周期表等打基礎(chǔ)，使將來元素周期律的引出能夠做到“水到渠成”。

第二部分內(nèi)容中，主要介紹了鈉和鉀的焰色反應(yīng)，以及它的正確操作和應(yīng)用。

閱讀材料“金屬鉀的發(fā)現(xiàn)”，意在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)史的教育。

教學(xué)建議

高一第二章第三節(jié)的編寫，采用了化學(xué)學(xué)習(xí)中使用較多的科學(xué)方法模式，即通過實(shí)驗(yàn)和觀察，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)等資料加以分析，找出規(guī)律性的知識(shí)，并根據(jù)這些規(guī)律性的知識(shí)，進(jìn)一步對一些物質(zhì)的性質(zhì)作出推論和預(yù)測，當(dāng)這些推論和預(yù)測經(jīng)過多次論證后，便可將其中的正確部分上升為理論。這種科學(xué)方法模式的訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力。因此在這一節(jié)的教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的能力。

1.堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以讓學(xué)生以教材中的兩個(gè)表格為主要依據(jù)，結(jié)合前面學(xué)過的鈉的有關(guān)性質(zhì)，運(yùn)用對比的方法通過自學(xué)、討論的方法掌握這部分知識(shí)。建議從相同點(diǎn)和遞變性兩方面指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出規(guī)律。

2.堿金屬的化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性，可以讓學(xué)生結(jié)合原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性去思考，利用規(guī)律大膽推測，然后用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。此處的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的最佳時(shí)機(jī)。這樣可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過以上分析可以看出，此處的實(shí)驗(yàn)尤為重要。要做好鉀在空氣中燃燒以及鉀和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)�？梢允孪葟�(fù)習(xí)鈉的有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，分析氧化劑和還原劑，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。再通過講解或者閱讀，從反應(yīng)發(fā)生的條件，反應(yīng)的劇烈程度以及生成物等方面比較Li、Na、K、Rb、Cs與氧氣反應(yīng)，與水反應(yīng)的不同，從而得出結(jié)論：“堿金屬的金屬性都很強(qiáng)，是強(qiáng)還原劑，而且隨著核電荷數(shù)的增大而逐漸增強(qiáng)”的結(jié)論。從知識(shí)基礎(chǔ)、科學(xué)方法等方面為介紹元素周期律和元素周期表等打基礎(chǔ)。

3.堿金屬元素在自然界的存在，可以結(jié)合它們的化學(xué)性質(zhì)讓學(xué)生自然地得出結(jié)論。此外還應(yīng)涉及藥品的保存，例如：鈉和鉀應(yīng)保存在煤油里，鋰保存在石蠟中。

4.焰色反應(yīng)的教學(xué)，可以結(jié)合生活實(shí)際：美麗的煙火、食鹽濺在火焰上呈現(xiàn)黃色。教學(xué)中可以適當(dāng)增加一些離子的焰色反應(yīng)，引發(fā)學(xué)生的興趣。教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)焰色反應(yīng)的正確操作方法和步驟及其原因，特別指出鉀的焰色反應(yīng)應(yīng)透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，并解釋原因。講解焰色反應(yīng)的應(yīng)用時(shí)應(yīng)明確它可以用來檢驗(yàn)金屬或其化合物。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

第三節(jié) 堿金屬元素

教學(xué)目標(biāo) 

1．知識(shí)目標(biāo)

（1）掌握堿金屬元素性質(zhì)的異同，能夠用原子結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)來理解它們性質(zhì)上的差異和遞變規(guī)律，為今后學(xué)習(xí)元素周期律打好基礎(chǔ)。

（2）了解焰色反應(yīng)的操作及應(yīng)用。

2．能力目標(biāo)

通過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、推理及分析問題、解決問題的能力。

3．情感目標(biāo)

樹立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，培養(yǎng)量變到質(zhì)變的辯證唯物主義思想。

教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：

堿金屬元素結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相似性，遞變性及其原因。

難點(diǎn)：

科學(xué)方法模式的訓(xùn)練；堿金屬的化學(xué)性質(zhì)。

教學(xué)過程 

1．堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)

［引入］學(xué)生上黑板寫出堿金屬元素的名稱、符號及原子結(jié)構(gòu)示意圖。

［提問］

（1）堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)是什么？

最外層有一個(gè)電子，在反應(yīng)中易失掉一個(gè)電子，表現(xiàn)出還原性。

（2）堿金屬元素的物理性質(zhì)是否相似？

接著指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本第36頁［表 2—l］，堿金屬的主要物理物質(zhì)并加以總結(jié)。①色狀：銀白色金屬（銫略帶金色光澤）②柔軟、密度小，熔點(diǎn)低 ③有較強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。

［提問］

（1） 堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是什么？

隨著核電荷數(shù)的增多，它們的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。核對于外層電子的束縛能力越來越弱，失電子的能力越來越容易。

（2）堿金屬元素的物理性質(zhì)有什么變化規(guī)律？

指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課本第36頁［表2—1］與［表2－2］，總結(jié)出堿金屬由于核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)遞增，原子半徑漸大，物理性質(zhì)也有所不同。如：

a．硬度：柔軟，有展性，由小到大；

b．密度：由小到大，（K反常）。

c．熔沸點(diǎn)：由高到低， 略低于水的沸點(diǎn)，K稍高于人的體溫， 低于人的體溫，除汞外，金屬中銫的熔點(diǎn)最低。

［歸納］學(xué)生通過討論，分析得到結(jié)論。①在變化規(guī)律中有個(gè)別反�，F(xiàn)象，如鉀的密度比鈉的密度小，②從密度的大小得到鋰的密度比煤油小，得到鋰保存在石蠟中，而鈉鉀則可以保存在煤油中。

2．堿金屬的化學(xué)性質(zhì)

  ［講解］堿金屬原子的最外層都是1個(gè)電子。則化學(xué)性質(zhì)應(yīng)與金屬鈉相似。對比 與 、 、 的反應(yīng)及堿金屬其他金屬的反應(yīng)，加上閱讀課文，發(fā)現(xiàn) 與 反應(yīng)只生成氧化物， 與 反應(yīng)會(huì)生成氧化物和過氧化物，而K與 反應(yīng)除生成氧化物、過氧化物外，還能生成超氧化物。這說明 的活潑性，應(yīng)該是 。分析了堿金屬與 的反應(yīng)后，再比較鉀與水的反應(yīng)

［演示實(shí)驗(yàn)］課本第37頁實(shí)驗(yàn)［2—9］與［2—10］，教師可邊演示邊強(qiáng)調(diào)操作方法，并要求學(xué)生注意比較實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與程度。

［講解］通過觀察現(xiàn)象可知，鉀與 反應(yīng)能產(chǎn)生超氧化鉀，且比鈉與氧氣反應(yīng)更加劇烈，鉀與水反應(yīng)，與鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是一樣的，但更劇烈。

［討論］

（1）堿金屬表現(xiàn)哪些共同的化學(xué)性質(zhì)？與原子結(jié)構(gòu)、電子層數(shù)、原子半徑的變化有什么

聯(lián)系？

（2）堿金屬元素的原子半徑與相應(yīng)離子半徑的關(guān)系？

［小結(jié)］（1）堿金屬的共同的化學(xué)性質(zhì)與遞變性

a．堿金屬都能與氧氣反應(yīng)，從鋰到銫反應(yīng)越來越劇烈，生成物為氧化物（鋰）、過氧化物（鈉）、比過氧化物更復(fù)雜的氧化物，如超氧化物等（鉀、銣、銫）。

b．堿金屬都能與水反應(yīng)，生成氫氧化物和氫氣。從鋰到銫與水反應(yīng)越來越劇烈。

c．均為強(qiáng)還原劑 ，我們知道，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是由其本性決定的，堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了化學(xué)性質(zhì)的相似性和差異性，堿金屬元素原子最外層都是一個(gè)電子，決定了它們都是活潑的金屬，強(qiáng)還原性。而隨核電荷數(shù)的增加，原子半徑增大，核對外層電子的吸引力逐漸減小，失電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬活動(dòng)性逐漸增強(qiáng)，因而，生成氧化物時(shí)越復(fù)雜，與水反應(yīng)更劇烈。

（2）因?yàn)閴A金屬元素為活潑金屬，易失去最外層電子使次外層變?yōu)樽钔鈱�，所以其原子半徑大于相�?yīng)的離子半徑。如：

即： 原子半徑 半徑。

3．焰色反應(yīng)

［引入］每當(dāng)我們看到五光十色、絢麗多彩的焰色時(shí)就會(huì)想：焰火是怎么制造的？為什么燃燒時(shí)火焰會(huì)有不同的顏色呢？我們下面可以根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來解釋這些問題。

［演示］課本第38頁實(shí)驗(yàn)［2—11］，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文焰色反應(yīng)的定義。

［提問］

（1）每次試驗(yàn)完后，為什么都要用鹽酸洗凈鉑絲（或光潔的鐵絲或鎳、鉻、鎢絲）？

（2）除金屬的化合物之外，單質(zhì)金屬能不能有同樣的現(xiàn)象？

（3）在觀察鉀的火焰顏色時(shí)，為什么要隔著藍(lán)色的鈷玻璃？

（4）學(xué)習(xí)焰色反應(yīng)的主要作用是什么？讓學(xué)生參閱課本封里“焰色反應(yīng)”彩圖，了解除堿金屬及它們的化合物外，鈣、鍶、鋇、銅等金屬及其化合物也能呈現(xiàn)焰色反應(yīng)，并重點(diǎn)記憶鈉鉀焰色反應(yīng)的顏色。強(qiáng)調(diào) 指出：由于一般鈉鹽、鉀鹽易溶于水，在溶液中又無顏色，無法通過其他反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)“ ”，所以常常利用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)。

總結(jié)、擴(kuò)展

1．總結(jié)

堿金屬作為典型的金屬族，通過分析、總結(jié)堿金屬元素的性質(zhì)變化規(guī)律，學(xué)習(xí)最外層電子數(shù)相同的一族元素及化合物知識(shí)的一般方法；通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析，培養(yǎng)了學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，抓住事物內(nèi)在的不同和聯(lián)系的學(xué)習(xí)方法。

2．?dāng)U展

學(xué)習(xí)堿金屬元素性質(zhì)的相同性與遞變性的變化規(guī)律，掌握了學(xué)習(xí)元素及化合物性質(zhì)的規(guī)律的方法，為學(xué)習(xí)其他各族元素及元素周期律與元素周期表下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

板書設(shè)計(jì) 

第三節(jié) 堿金屬

（－）堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)（見下頁）

（二）堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)

相同點(diǎn)：硬度小，熔點(diǎn)低，只能放入石蠟或煤油中保存。

不同點(diǎn)：密度依次增大（K反常比Na�。�，熔沸點(diǎn)依次降低，硬度依次減小。

（三）堿金屬的化學(xué)性質(zhì)

1．與 等非金屬反應(yīng)

（1）與氧氣反應(yīng)

      

    

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