[學生介紹利用周期表尋找四乙基鉛的方法]老師:人們對事物的認識有一個漸進的過程,包括人們對周期律的認識也是這樣,由淺到深、由表及裏,逐漸揭示出它的本質。
[投影顯示人們認識周期律的三個階段]
老師:我們這節課回顧了人們認識元素周期律的曆程,最初的認識是根據原子量,製定出相應的八音律;在此基礎上門捷列夫根據性質和原子量隨原子量的遞變提出門捷列夫周期表,現在已深入到根據核外電子的排布,並得到相應的周期表。經過漫長的探索,人們終於認識到——元素性質的周期性變化是核外電子的周期性排布的必然結果。
隨著人們認識的不斷深化,對元素性質的認識越來越接近它的本質,它的表達方式越來越完善,也越來越多樣。除了我們書後常用的周期表外,還有很多其他的形式。
[展示立體周期表]
老師:這是一張立體周期表。我們可以從中找到氫元素、氦元素、鋰元素等。
請大家找到幾個主族,伸出的兩部分是過渡元素和鑭係、錒係。與書上的表對比,它們的基本結構有哪些不同?
學生眾:周期、族的劃分不同。
老師:但是它們都體現相同的規律。螺旋式的周期表更好地體現了核電荷數的遞變,導致元素性質的遞變,體現出事物並非簡單重複,而是由簡單到複牽、螺旋式發展的趨勢。請看這張周期表,與立體周期表之間有什麼聯係嗎?學生眾:它是立體周期表的平麵投影。老師:但是,在表的外圍還有一些空格,大家想想,表示什麼?
學生眾:未發現的元素。
老師:很好。隨著科學技術的不斷發展,人們對微觀世界的研究不斷深入,人們不但可以在更多的領域中應用周期表來解決實際問題,而且也越來越關注周期表的發展,周期表有沒有盡頭?在什麼地方?周期律沒有直接提供答案,但我們可以在周期律的指導下,結合它的具體表現形式——周期表,去分析、去實驗,這些問題有待於大家將來去解決。
豐富多彩的碳單質家族
一、教學目標
通過對不同形式碳單質的結構和性質的認識,深入地理解結構決定性質的原則。
通過討論碳元素不同單質之間的相互轉化,激發學生求知欲和學習興趣,培養想象力和直覺思維能力。
不同碳單質之間的轉化。
三、教學過程
老師:大家現在看到的是金剛石和石墨的圖片,左邊的三幅分別是天然產的金剛石和經過加工的成為飾品的鑽石。右邊的兩幅是石墨的圖片。從外觀上看,金剛石耀眼奪目,而石墨看上去黑黑的,像煤一樣,要是沒有化學知識,很難把這兩者聯係到一起。但是,它們卻偏偏都是由同種元素組成。關於金剛石和石墨的性質,我們都了解哪些?
學生眾:金剛石很硬,石墨很軟,它們都是由碳元素組成的。金剛石不導電,石墨導電。
老師:我們可以發現,它們除了外觀不同外,硬度和導電性也有很大差異,而化學性質則相同。它們都是碳元素形成的單質,物理性質為什麼存在這些差異?碳元素還有沒有其他單質?它們又有什麼特殊性質?這是我們這節課要研究的內容。
[板書]豐富多彩的碳單質家族
老師:我們已知金剛石和石墨的化學成分相同,都是由碳元素組成。但是物理性質有明顯不同,要分析這些不同的原因,應該從微觀結構人手。我們來看看在這兩種物質中,碳原子之間分別是怎樣結合的?碳原子的核外電子怎麼排布呢?
學生眾:2,4,每個碳原子最外層有4個電子。老師:首先看看石墨晶體的模型,請你們注意觀察石墨中碳原子之間是怎樣結合的?
[展示石墨模型]
學生眾:在石墨中每個碳原子與相鄰的3個碳原子形成共價鍵,處在一個小正三角形的中心,鍵長相等,鍵角都是120度。碳原子之間的結合方式使得石墨中形成了六邊形。
老師:注意其中的6個碳原子之間的位置關係——石墨晶體的六元環中,碳原子共平麵。六元環在平麵內延伸,就得到平麵的網狀結構。
老師:碳原子最外層有4個電子,石墨中的碳原子還有1個240電子沒成鍵,到哪兒去了?
[看錄像]
老師:這裏黑球表示碳原子,紅點表示電子。許多個碳原子的未成對的電子在這層內自由移動。由這個結構特點決定了石墨有什麼性質?
學生眾:石墨晶體中有能自由移動的微粒,說明它有導電性。
老師:石墨晶體中隻有一個平麵嗎?學生眾:它的結構特征是層狀結構,相鄰層與層之間的碳原子以範德華力結合,層間的作用較弱,受到外力層間易滑動。老師:這種結構特點決定了它的什麼性質?學生眾:潤滑性,軟。
老師:石墨晶體中層與層之間是範德華力,使得它的硬度很小,而金剛石的硬度很大,同樣由碳原子結合而成,金剛石中碳
原子之間是怎樣結合的呢?
[展示金剛石模型]
老師:請你們觀察金剛石晶體結構模型,從碳原子成鍵的價鍵數、鍵角、鍵長、原子間的位置關係與石墨進行對比。
學生甲:每個碳原子與4個碳原子形成4條共價鍵,鍵長相等,鍵角為109。28,處於正四麵體的中心。
老師:金剛石晶體中原子之間是否也形成六元環呢?共麵嗎?
學生甲:因為每個碳原子成4條共價鍵,鍵角,所以雖然也形成六元環,但是這6個碳原子不共麵。
老師:每個碳原子以相同的方式以4個共價鍵與另外4個碳原子緊密結合,這種結構不斷地延續下去,向空間發展就得到金剛石晶體的空間網狀結構。金剛石是否像石墨那樣容易變形?
學生甲:金剛石非常堅固,不易變形。
老師:我們對金剛石晶體的結構有了初步了解構成微粒是原子,相互作用為共價鍵。那麼,它屬於離子晶體或分子晶體嗎?
學生甲:它是由原子構成的。
老師:原子間通過共價鍵結合,形成的空間網狀晶體叫做原子晶體。石墨是原子晶體嗎?