高中化学元素周期表(第3课时)教案

第3课时［板书］第三节元素周期表(第三课时)［师］前面我们学习了元素周期表的有关知识，知道了门捷列夫在元素周期律的发现及元素周期表的编制过程中，做出了杰出的贡献。

那么，引起元素性质周期性变化的本质原因是什么门捷列夫当时怎样认为的［生］引起元素性质周期性变化的本质原因是原子序数的递增，而门捷列夫认为元素的性质是随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的。

［师］不但门捷列夫是这样认为的，在他之前的纽兰兹、迈耶尔、德贝莱纳等在探索元素周期律时也是以此为标准的。

与他们不同的是：门捷列夫并没有机械地完全相信当时所测定的相对原子质量数值，从而，使元素周期表的编制出现了质的飞跃。

这也说明，相对原子质量的测定在化学发展的历史进程中，具有十分重要的地位。

正如我国著名化学家傅鹰先生所说：“没有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化学反应的意义，就不可能有门捷列夫的周期表。

没有周期表，则现代化学的发展特别是无机化学的发展是不可想象的。

”那么，元素周期表中各元素的相对原子质量是怎样得出来的呢［生］元素原子的质量与一种碳原子质量的1/12的比值。

［师］这里的“一种碳原子”指的是哪种碳原子呢［生］是原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子，即碳—12原子。

［师］元素周期表中各元素的相对原子质量真的是这样计算出来的吗要想知道究竟，我们还须了解以下两个概念。

［板书］四、核素、同位素［师］我们以前学过元素，即具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。

知道同种元素原子的原子核中质子数相同。

那么，它们的中子数是否相同呢科学研究证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。

如组成氢元素的氢原子，就有以下三种：［投影展示］三种不同的氢原子原子符号质了数中子数氢原子名称和简称①1H氕（H）1②2H氘（D）1③3H氚（T）1［问］11H、31H分别表示什么［生］11H表示一个质量数为1、质子数为1的原子；31H表示一个质量数为3、质子数为1的原子。

［师］根据第一节所写内容，填写表中空白。

［请一个同学把答案填写在胶片上］答案：101112［问］以上三种原子的原子结构有什么异同［生］核内质子数相同，中子数不同。

［师］我们把具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。

［板书］核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。

［师］上述11H、21H和31H就各为一种核素。

［问］那么，11H、21H和31H是否为同一种元素呢为什么［生］是。

因为它们的质子数即核电荷数相同。

［师］对。

它们都属于氢元素。

我们又把它们互称为同位素。

［讲解并板书］同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。

［师］也就是说，同一元素的不同核素之间互称为同位素。

如11H、21H和31H三种核素均是氢的同位素。

我们把它们分别叫做氕、氘、氚，为了便于区别，又把它们分别记做H、D、T。

此处的“同位”是指这几种核素的质子数(核电荷数)相同，在元素周期表中占据同一个位置的意思。

［投影练习］1.下列叙述中正确的是( )A.氢有三种同位素，即有三种氢原子B.所有元素的原子核均由质子和中子构成C.具有相同的核外电子数的粒子，总称为元素D.元素即核素E.31H是一种同位素答案：A2.在63Li、147N、2311Na、Mg、73Li、146C几种核素中：(1) 和互为同位素。

(2) 和质量数相等，但不能互称同位素。

(3) 和的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。

［师］元素、核素、同位素三者之间的关系，我们可以用下图来表示：［板书］［讲述］1.同一种元素，可以有若干种不同的核素；2.同位素是同一元素的不同核素之间的互称，不指具体的原子；3.符号AZX既表示一个具体的原子，又表示一种核素。

［师］许多元素具有多种同位素。

如氧元素有168O、178O、188O三种同位素；碳元素有C、13 6C和146C等几种同位素；氯元素有3517Cl、3717Cl两种同位素；铀元素有U、U、U等多种同位素。

同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。

［讲解时须把以上各核素符号写于黑板上］［板书］O:168O、178O、188O Cl:3517Cl、3717ClC:C、136C、146C U:U、U、U［问］截止到1999年，人们已经知道了115种元素，能不能说人们已经知道了115种原子为什么［生］不能。

因为许多元素有多种同位素，即人们知道的原子种类要比元素种类多。

［师］很好！大家能否回答一下，为什么测定相对原子质量的标准强调用12C而不说碳原子呢［生］因为碳原子有3种，若不指明是哪种，所测相对原子质量的标准就不一样。

［师］十分正确。

同位素不但在科学研究方面有重要的用途，在日常生活、工农业生产等方面也能大显身手。

请大家阅读课本P108有关内容，了解同位素的用途。

［学生阅读］［师］请大家举例说明同位素的用途。

［生］如，可以利用11H、31H、制造氢弹；利用U制造原子弹和作核反应堆的燃料；利用放射性同位素给金属制品探伤，抑制马铃薯和洋葱等发芽，延长贮存保鲜期。

在医疗方面，可以利用某些核素放射出的射线治疗癌肿等。

［师］需要说明的是，同一元素的各种同位素虽然核内中子数不同(或说质量数不同)，但它们的化学性质基本相同。

［过渡］在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。

我们平常所说的某种元素的相对原子质量，是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。

下面，我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法。

［板书］五、元素的相对原子质量［问］对于具有同位素的元素来讲，应该怎样求其同位素的相对原子质量呢［生］同位素的相对原子质量应是将原子的真实质量与126C质量的1/12相比较所得的数值。

［师］对。

如188O的相对原子质量可以通过以下数值求出。

［投影展示］已知一个188O的质量为×10-26 kg，一个126C的质量为×10-26 kg，18 8O的相对原子质量=kg10993.1kg10657.22626--⨯⨯×12=［师］这样，只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量，及在自然界中各同位素的原子百分数，就可以利用下式求出该元素的相对原子质量。

［讲解并板书］A=A1×a1%+A2×a2%+……表示某元素的相对原子质量A1、A2……为同位素的相对原子质量a1%、a2%……为同位素的原子百分数或同位素原子的物质的量分数［师］下面，我们以氯元素为例，来求氯元素的相对原子质量。

［投影并讲解］已知氯元素有两种天然同位素：3517Cl和3717Cl，并测得以下数值：符号同位素的相对原子质量在自然界各同位素的原子百分数3517Cl %3717Cl %则氯元素的相对原子质量=×%+×%=［师］元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的。

［师］在数值上，同位素的相对原子质量近似等于质量数，我们平常做题时，常用质量数代替同位素的相对原子质量来计算元素的近似相对原子质量。

［投影练习］铜有两种天然同位素Cu和Cu，已知铜的相对原子质量是，则Cu的物质的量分数是( )% % % %［学生活动，教师巡视］解：设Cu含x%则Cu为(1-x%)依题意：63×x%+65×(1-x%)= x=75%故选A。

［师］在元素周期表上，氢元素的相对原子质量是，这个数值是怎样算出来的［生］是根据氢的三种同位素11H、21H、31H的相对原子质量及它们在自然界的原子百分数算出来的平均值。

［师］很正确。

大家看，这是我们初中所学的相对原子质量的概念：［投影展示］经过研究和实践，国际上一致同意以一种碳原子(核内有6个质子和6个中子的碳原子)的质量的1/12(约×10-27千克)作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量。

［问］结合我们刚刚学过的知识，分析：上述相对原子质量是否就是元素的相对原子质量［生］不是。

［问］那它指的是什么的相对原子质量呢［生］是元素的一种同位素的相对原子质量。

［师］大家对本节课的知识理解得很好。

随着现代科技水平的提高，原子量的数值越来越得以准确的测定，人们对元素性质的认识也越来越深入。

相对原子质量的测定对于化学的发展起着十分重要的作用。

然而，这种重要的科学数据，近两个世纪以来多为西方发达国家所测定。

值得我们自豪的是：我国著名化学家、中国科学院院士张青莲教授在测定元素相对原子质量方面谱写了新的篇章。

他精确地测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗的相对原子质量，并被国际原子量委员会采用为国际新标准。

其中在锗的相对原子质量的测定上，贡献尤为突出。

他的成功，标志着我国在此科研领域达到了国际先进水平。

请大家参看课本P108阅读资料《张青莲教授为元素相对原子质量的测定做出了卓越贡献》［学生活动］［教师可根据课堂时间的具体情况，向学生介绍张青莲教授的情况及相对原子质量测定方面的知识，见备课资料］［投影练习］1.以下互为同位素的是( )A.金刚石与石墨与H2与CO2 D. 3517Cl与3717Cl答案：D2.设某元素原子核内的质子数为m，中子数为n，则下列论断正确的是( )A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳原子质量为W g，此原子的质量为(m+n)W gD.核内中子的总质量小于质子的总质量答案：A3.道尔顿的原子学说曾经起了很大作用，他的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子。

②同种元素的原子的各种性质和质量都相同。

③原子是微小的实心球体。

从现代的观点来看，你认为这三个论点中不正确的是( )A.只有③B.只有①③C.只有②④D.①②③［小结］本节课我们重点讲解了核素、同位素的概念，以及元素相对原子质量的计算方法等知识。

［布置作业］习题二、1、2，三、6［参考练习］1.在过氧化钠中含有168o，各数字所表示的意义是：16 、8 、2- 、2 、-1 。

答案：氧原子质量数；氧原子的核电荷数(或质子数)；过氧离子带2个单位负电荷；氧原子数；氧元素化合价。

2.物质的量相同的H2O和D2O相比较，所含氧原子数之比为，式量之比为，质量之比为；与足量钠反应，放出的气体在标况下的质量之比为。

答案：1∶1 9∶10 9∶10 1∶23.元素X的一种同位素ab X，元素Y的一种同位素为cdY，已知a＞c，b＞d，则元素X和Y的相对原子质量的大小关系为。

解答：因一种元素的相对原子质量和该元素的几种同位素的相对原子质量及含量有关。

a＞c，b＞d只能说明X比cdY的相对原子质量大，但不能说明X元素和Y元素相对原子质量的大小关系，故答案不能确定。