1.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。

2.氧族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律。

●教學難點

氧族元素與鹵族元素性質(zhì)的比較。

●教學方法

啟發(fā)、推測、討論、對比、歸納等方法。

●教具準備

投影儀、膠片、三角架、石棉網(wǎng)、玻璃棒、酒精燈、藥匙、研缽、火柴、大試管、坩堝鉗、

鐵粉、銅片、硫粉。

●教時安排

2課時

●教學過程

★第一課時

［引入］請同學們默背堿金屬和鹵族的元素，并說明它們的原子結(jié)構(gòu)特點及其在周期表中的位置。那么在初中重點學習過的地殼含量居第一，且在實際中起著舉足輕重作用的氧元素處于周期表中什么位置?與之同家族的成員還有哪些?它們在結(jié)構(gòu)及性質(zhì)上有何相同和不同之處呢?

［板書］第一節(jié)  氧族元素

［投影］氧族元素(VIA)

元素名稱：氧  硫  硒  碲  (釙)

元素符號：O  S  Se  Te  (Po)

核電荷數(shù)：8  16  34  52  (84)

原子結(jié)構(gòu)示意圖：

［引導］據(jù)氧族元素所處周期表中的位置及族元素的特點，推測其原子結(jié)構(gòu)的相同點和不同點。

［師］氧族元素原子結(jié)構(gòu)有何相同與不同點?

［生］相同點：原子最外層都有6個電子。

不同點：①核電荷數(shù)不同；②電子層數(shù)不同；③原子半徑不同。

［追問］從O     Te，原子結(jié)構(gòu)有何遞變規(guī)律呢?

［生］從O    Te，核電荷數(shù)依次增加，電子層數(shù)依次增多，原子半徑依次增大。

［轉(zhuǎn)引］據(jù)氧族元素原子結(jié)構(gòu)特點和遞變規(guī)律，再運用元素周期律理論來推測氧族元素的性質(zhì)及變化。

［師］元素的化學性質(zhì)主要決定于原子結(jié)構(gòu)的哪些方面?

［生］最外層電子數(shù)和原子半徑。

［追問］最外層電子數(shù)和原子半徑如何決定元素的化學性質(zhì)?

［生］最外層電子數(shù)越多，越易得電子，表現(xiàn)非金屬性；若原子半徑越小，得電子能力越強，非金屬性越強。相反，最外層電子數(shù)越少，越易失電子，表現(xiàn)金屬性；若原子半徑越大，失電子能力越強，金屬性越強。

［師］從氧族元素原子結(jié)構(gòu)入手，請大家對其化學性質(zhì)的相似相異性進行大膽的推測。

［生］相似：原子最外層都有6個電子；易得2個電子；表現(xiàn)非金屬性。

相異(遞變)：從O    Te，隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)的增多，原子半徑依次增大，使原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，原子得電子能力依次減弱，失電子能力依次增強，因此，元素非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。

［板書總結(jié)］一、氧族元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)遞變的關(guān)系

［投影］

［承轉(zhuǎn)］以上我們的理論推測是否正確，請大家翻閱課本圖6―1和表6―1相關(guān)的內(nèi)容和數(shù)據(jù)。

［討論］分組進行

1.氧族元素原子的核電荷數(shù)、電子層數(shù)及原子半徑等是如何變化的?

2.各元素單質(zhì)的熔點、沸點、密度等物理性質(zhì)是如何變化的?

3.從氫化物的穩(wěn)定性來分析各元素的非金屬性是怎樣變化的?

［分析］氧族元素在原子結(jié)構(gòu)上的相同點，決定了氧族元素在性質(zhì)上的相似性。

(1)化合價都是-2、+4、+6(氧無正價)

(2)都能與氫形成氣態(tài)氫化物。

(3)除氧外，都能與氧結(jié)合生成兩種氧化物：二氧化物和三氧化物。

(4)最高價氧化物對應(yīng)水化物都是含氧酸(氧除外)。

［提問］通常判斷元素非金屬性強弱的根據(jù)是什么?

［回答］跟氫化合的難易及氫化物的穩(wěn)定性強弱或比較最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱。

［分析］從O     Te，單質(zhì)跟氫化合的情況如下：

［投影給出］O₂與H₂點燃或放電可反應(yīng)，H₂O穩(wěn)定，1000℃時開始分解。

S與H₂，444℃以上反應(yīng)，H₂S 300℃時開始分解。

Se與H₂，573℃以上反應(yīng)，H₂Se稍加熱即開始分解。

Te與H₂不能直接化合，H₂Te低溫時就分解。

［結(jié)論］氧族元素從O     Te，與氫化合由易到難，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，說明元素非金屬性逐漸減弱。

［分析］從O    Te，元素最高價氧化物對應(yīng)水化物――含氧酸酸性變化趨勢為：

H₂SO₄＞H₂SeO₄＞H₂TeO₄，由此也說明從O    Te，元素非金屬性逐漸減弱。

［小結(jié)］從以上分析證明，我們的理論推測是正確的，即氧族元素原子結(jié)構(gòu)上的不同點，決定了其性質(zhì)上的遞變性。

［板書］

［思考］氧族元素氫化物的還原性如何變化?其水溶液的酸性如何遞變?(類比鹵素)

［分析］氫化物（H₂R）中，R呈-2價為最低價，只具有還原性，隨著電子層數(shù)的增多，原子半徑的增大，R失電子能力依次增強，因此氫化物還原性依次增強，即H₂O＜H₂S＜H₂Se＜H₂Te，如同HF＜HCl＜HBR＜HI

其陰離子的還原性為：O^2－＜S^2－＜Se^2－＜Te^2－    F^－＜Cl^－＜Br^－＜I^－

至于同族元素氫化物水溶液酸性的強弱，應(yīng)該說影響因素很多，但主要取決于H₂R中R對H^＋的束縛力大小(R與H^＋直接相連)，R對H⁺的束縛力越小，釋放H^＋就越容易，酸性就越強，從O     Te，原子半徑遞增，得電子能力遞減，對H^＋的束縛力遞減，釋放H^＋的能力遞增。所以氫化物水溶液酸性逐漸增強。即H₂S＜H₂Se＜H₂Te，如同HF＜HCl＜HI＜HBR。

［引導］氧族元素中氧是龍頭老大，與O相比，S只能算是小字輩，請大家舉一學過的反應(yīng)事實證明S比O的非金屬性弱，即氧化性弱。

［回答］如：S＋O₂=====S＋4O₂，O₂將單質(zhì)硫氧化成SO₂，說明O₂比S的氧化性強。

［追問］在此反應(yīng)中，S表現(xiàn)什么性質(zhì)?

［回答］S失電子，被氧化，表現(xiàn)還原性。

［引導］S雖比O非金屬性弱，但也表現(xiàn)出與O相似的一些化學性質(zhì)，如它也能與絕大多數(shù)金屬發(fā)生反應(yīng)。

［投影］S＋2Na====Na₂S(常溫化合并爆炸)  3S＋2Al====Al₂S₃  S＋2Ag====Ag₂S  S＋Hg====HgS

［講述］基于硫的性質(zhì)，它在實際中有很多應(yīng)用，我們劃火柴時，常聞到一股刺鼻的氣味，這正是火柴頭成分中硫燃燒后產(chǎn)生的SO₂。焰火爆竹中也存在硫，所以在燃放時，也會產(chǎn)生SO₂，工業(yè)上一些生產(chǎn)硫酸的工廠還利用燃硫法來制取SO₂，利用S和Ag的反應(yīng)，可用簡易的方法鑒別出真假銀；用一布條沾上少量硫粉在待鑒別的器皿表面用力磨擦，如被磨擦處出現(xiàn)黑斑則說明是真銀，否則為假。S和Hg反應(yīng)，常溫下即可完成，而且生成高價態(tài)硫化汞，利用此反應(yīng)，可以消除溫度計、氣壓計等被打破后汞的毒害， 若不慎汞灑落于地，要立即打開門窗通風，并盡量將汞收集，殘留部分，可覆蓋硫粉處理，以免汞蒸氣中毒。此外HgS還可用作紅色顏料(朱砂)，紅色印泥就是用朱砂做的。

［小結(jié)］從以上分析可知硫表現(xiàn)出與O₂相似的氧化性，但S 在遇到強氧化劑時，又可表現(xiàn)還原性，所以硫既有氧化性又有還原性，體現(xiàn)了矛盾的兩個方面。

［引導］氧族元素原子結(jié)構(gòu)上的不同，也導致其單質(zhì)在物理性質(zhì)上的差別。

［投影］  單質(zhì)： O₂       S        Se       Te

色：  無色    淡黃色    灰色    銀白色

態(tài)：氣     固

熔沸點：由低     高

密度：由小     大

導電性：S(不導電)     Se(半導體)      Te(導體)

［小結(jié)］可見結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的決定作用。

［轉(zhuǎn)引］氧族元素與同周期鹵族元素相比，非金屬性如何呢?

［思考］投影：

(1)試舉例說明非金屬性：F＞O

Cu＋Cl₂======CuCl₂

［問］Fe、Cu相比，還原性誰強?Fe能在Cl₂中燃燒嗎?

［回答］還原性Fe＞Cu，所以Fe更易在Cl₂中燃燒。

2Fe＋3Cl₂======2FeCl₃

［追問］單質(zhì)硫與Cu、Fe反應(yīng)嗎?

［補充演示］將鐵粉與硫粉混合均勻后平鋪于石棉網(wǎng)上，將該石棉網(wǎng)置于三角架上，用紅熱的玻璃棒加熱混合物的一端。

［現(xiàn)象］劇烈反應(yīng)，發(fā)光放熱，生成黑色固體。

［原理］Fe＋S====FeS，硫化亞鐵是一種不溶于水的黑色固體。

［演繹］對比上述反應(yīng)，從氧化還原反應(yīng)規(guī)律推測S和Cu反應(yīng)的條件及生成物。

［提問］S與Fe、S與Cu哪一個反應(yīng)更易進行?為什么?

［回答］相比較，S與Fe容易進行，因為Fe比Cu的還原性強。

［追問］在加熱條件下，S將Fe氧化生成+2價鐵的硫化物，那么S、Cu需在什么樣的條件下進行?會生成什么物質(zhì)?

［回答］加熱條件下生成硫化亞銅，即：

2Cu＋S====Cu₂S

［講解］Cu₂S也是一種不溶于水的黑色固體。

［分析］從以上反應(yīng)事實可知，對于Cu、Fe這樣具有變價的金屬，當被Cl₂氧化時生成高價態(tài)金屬氯化物，被硫氧化時，只能生成低價態(tài)金屬硫化物，而且反應(yīng)條件不同：前者為點燃，后者需加熱。由此推斷：硫原子得電子能力比氯原子弱，即硫的非金屬性比氯弱。

［結(jié)論］非金屬性S＜Cl

［轉(zhuǎn)問］大家能從原子結(jié)構(gòu)觀點加以解釋嗎?

［引導］請同學們先畫出兩者的原子結(jié)構(gòu)示意圖

［提問］二者在結(jié)構(gòu)上有何相同及不同點?

［回答］電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)不同，最外層電子數(shù)不同，但都較多易得電子。

［追問］它們的原子半徑誰大?為什么?

［回答］同周期元素在電子層數(shù)相同的條件下，原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小，所以原子半徑₁₆S＞₁₇Cl。那么得電子能力大小呢?

［回答］正是由于原子半徑₁₆S＞₁₇Cl，所以Cl原子得電子能力強于S原子，所以氯的非金屬性強于硫。

［思考］H₂S和HCl相比，誰更穩(wěn)定?H₂SO₄與HClO₄的酸性誰更強?

［回答］HCl比H₂S的穩(wěn)定性強，HClO₄比H₂SO₄的酸性強。

［小結(jié)］以上我們從具體反應(yīng)事實和原子結(jié)構(gòu)觀點分析比較了S、Cl的非金屬性。由此可得出結(jié)論：氧族元素也能同大多數(shù)金屬直接化合，表現(xiàn)一定的非金屬性，但氧族元素非金屬性比同周期鹵素的非金屬性弱。

［板書］二、氧族元素與同周期鹵族元素的非金屬性比較

原子半徑：氧族＞鹵族

非金屬性：氧族＜鹵族

［參考練習］

1.釙是原子序數(shù)最大的氧族元素，推測釙及釙的化合物最不可能具有的性質(zhì)是(    )

A.釙是能導電的固體                      B.釙的氧化物、水化物至少有兩種

C.釙與氫氣不能直接化合                  D.釙的氫化物很穩(wěn)定

答案：D

2.下列結(jié)論正確的是(    )

(1)粒子半徑：S^2－＞Cl＞S＞F  (2)穩(wěn)定性：HF＞HCl＞H₂S＞H₂Te  (3)還原性：S^2－＞Cl^－＞Br^－＞I^－  (4)氧化性：Cl₂＞S＞Se＞Te  (5)酸性：H₂SO₄＞HClO₄＞H₂SO₃  (6)非金屬性：F＞Cl＞S＞Se

A.(2)(4)(6)         B.(1)(2)(3)         C.(1)           D.(6)

答案：A

3.下列物質(zhì)能由單質(zhì)直接化合而制得的是(    )

A.Fe₂S₃                  B.FeCl₂                  C.CuS           D.AlCl₃

答案：D

4.在S＋O₂====SO₂的反應(yīng)中：S作        劑，在黑火藥的爆炸反應(yīng)中：2KNO₃＋S＋3C====K₂S＋N₂↑＋3CO₂↑，S作        劑。

答案：還原劑；氧化劑

［布置作業(yè)］

課本習題一、三；1、2

●板書設(shè)計

第一節(jié)  氧族元素(第一課時)

一、氧族元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)遞變的關(guān)系

二、氧族元素與同周期鹵族元素的非金屬性比較

原子半徑：氧族＞鹵族

非金屬性：氧族＜鹵族

●教學說明

氧族元素之前已學習過堿金屬元素與鹵族元素，對族元素的原子結(jié)構(gòu)的特點和性質(zhì)變化已有一定的了解，加上剛剛學完原子結(jié)構(gòu)和元素周期律知識，因此，對氧族元素的學習可以說是原子結(jié)構(gòu)，元素周期律的應(yīng)用。為此，本節(jié)課首先組織學生根據(jù)氧族元素在周期表中的位置，運用元素周期律理論對原子結(jié)構(gòu)特點及元素性質(zhì)變化規(guī)律進行了大膽的推測，而后分析了課本所列相關(guān)數(shù)據(jù)與反應(yīng)事實，最終驗證了理論推測的正確性。由此，讓學生真正體會到科學理論的指導作用，初步學會了運用理論知識指導學習元素化合物的方法，同時又是對學生思維、分析、推測能力的訓練。

本節(jié)第二部分著重對比了氧族元素與同周期鹵族元素的非金屬性，這一內(nèi)容重在考查學生對已有知識的掌握和解決問題的能力，因此，將其設(shè)為難點，特以S、Cl₂分別與變價金屬Fe、Cu的反應(yīng)為例作分析比較，得出了氧族元素比相應(yīng)鹵族元素非金屬性弱的事實，后又引導學生用原子結(jié)構(gòu)知識進行了解釋，以突出結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的決定性作用，強化了學生結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想。

本節(jié)設(shè)計的主旨是：給學生以思想；給學生以方法；給學生以充分活動的時間與空間，以培養(yǎng)學生的能力為最終目的。