選修3第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)2

1、第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教案教材分析： 一、本章教學(xué)目標(biāo) 1了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，知道原子核外電子的能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見(jiàn)元素(136號(hào))原子核外電子的排布。 2了解能量最低原理，知道基態(tài)與激發(fā)態(tài)，知道原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷產(chǎn)生原子光譜。 3了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，知道電子云和原子軌道。 4認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系，了解元素周期系的應(yīng)用價(jià)值。 5能說(shuō)出元素電離能、電負(fù)性的涵義，能應(yīng)用元素的電離能說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。 6從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實(shí)中體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，在抽象思維、理論分析的過(guò)程中逐步形成科學(xué)的價(jià)值觀。 本章知識(shí)分析： 本章是在學(xué)生已有原子

2、結(jié)構(gòu)知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入地研究原子的結(jié)構(gòu)，從構(gòu)造原理和能量最低原理介紹了原子的核外電子排布以及原子光譜等，并圖文并茂地描述了電子云和原子軌道；在原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的基礎(chǔ)上，介紹了元素周期系、元素周期表及元素周期律?？傊?，本章按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求比較系統(tǒng)而深入地介紹了原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)，為后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。盡管本章內(nèi)容比較抽象，是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，但作為本書的第一章，教科書從內(nèi)容和形式上都比較注意激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠比較系統(tǒng)地掌握原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)，在原子水平上認(rèn)識(shí)物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律，并能運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)解釋一些化學(xué)現(xiàn)象

3、。注意本章不能挖得很深，屬于略微展開(kāi)。第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)第一課時(shí) 知識(shí)與技能：1、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原子核外電子的分層排布 2、知道原子核外電子的能層分布及其能量關(guān)系3、知道原子核外電子的能級(jí)分布及其能量關(guān)系4、能用符號(hào)表示原子核外的不同能級(jí)，初步知道量子數(shù)的涵義5、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)識(shí)原子的核外電子排布 6、能用電子排布式表示常見(jiàn)元素（136號(hào)）原子核外電子的排布方法和過(guò)程：復(fù)習(xí)和沿伸、類比和歸納、能層類比樓層，能級(jí)類比樓梯。情感和價(jià)值觀：充分認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過(guò)程是一個(gè)逐步深入完美的過(guò)程。教學(xué)過(guò)程：1、原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展 從古代希臘哲學(xué)家留基伯和德謨克利特的樸素原子說(shuō)到現(xiàn)代量子

4、力學(xué)模型，人類思想中的原子結(jié)構(gòu)模型經(jīng)過(guò)多次演變，給我們多方面的啟迪。 現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論認(rèn)為，我們所在的宇宙誕生于一次大爆炸。大爆炸后約兩小時(shí)，誕生了大量的氫、少量的氦以及極少量的鋰。其后，經(jīng)過(guò)或長(zhǎng)或短的發(fā)展過(guò)程，氫、氦等發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批地合成其他元素。復(fù)習(xí)必修中學(xué)習(xí)的原子核外電子排布規(guī)律： 核外電子排布的尸般規(guī)律 (1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。 (2)原子核外各電子層最多容納29個(gè)電子。 (3)原于最外層電子數(shù)目不能超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)電子)。 (4)次外層電子數(shù)目不能超過(guò)18個(gè)(

5、K層為次外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè))，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過(guò)32個(gè)。 說(shuō)明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如；當(dāng)M層是最外層時(shí)，最多可排8個(gè)電子；當(dāng)M層不是最外層時(shí)，最多可排18個(gè)電子思考這些規(guī)律是如何歸納出來(lái)的呢？2、能層與能級(jí)由必修的知識(shí)，我們已經(jīng)知道多電子原子的核外電子的能量是不同的，由內(nèi)而外可以分為： 第一、二、三、四、五、六、七能層符號(hào)表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、 Q 能量由低到高例如：鈉原子有11個(gè)電子，分布在三個(gè)不同的能層上，第一層2個(gè)電子，第二層8個(gè)電子，第三層1個(gè)電子。由于原子中的電子是處在原子核的引力場(chǎng)中，電子總是盡可能先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一

6、層。理論研究證明，原子核外每一層所能容納的最多電子數(shù)如下：能 層 一 二 三 四 五 六 七符 號(hào) K L M N O P Q最多電子數(shù) 2 8 18 32 50即每層所容納的最多電子數(shù)是：2n2(n：能層的序數(shù))但是同一個(gè)能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級(jí)(S、P、d、F)，就好比能層是樓層，能級(jí)是樓梯的階級(jí)。各能層上的能級(jí)是不一樣的。能級(jí)的符號(hào)和所能容納的最多電子數(shù)如下：能 層 K L M N O 能 級(jí) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多電子數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 各能層電子數(shù) 2 8 18 32 50 （1） 每個(gè)能

7、層中，能級(jí)符號(hào)的順序是ns、np、nd、nf（2） 任一能層，能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)（3） s、p、d、f可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7的兩倍3、構(gòu)造原理 根據(jù)構(gòu)造原理，只要我們知道原子序數(shù)，就可以寫出幾乎所有元素原子的電子排布。即電子所排的能級(jí)順序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s元素原子的電子排布：（136號(hào)）氫 H 1s1鈉 Na 1s22s22p63s1鉀 K 1s22s22p63s23p64s1 【Ar】4s1有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有一個(gè)電子的偏差，如：鉻 24Cr Ar3d54s1銅 29Cu Ar3d

8、104s1練習(xí)1、寫出17Cl（氯）、21Sc(鈧)、35Br（溴）的電子排布氯：1s22s22p63s23p5鈧：1s22s22p63s23p63d14s2溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5根據(jù)構(gòu)造原理只要我們知道原子序數(shù)，就可以寫出元素原子的電子排布，這樣的電子排布是基態(tài)原子的。2、寫出136號(hào)元素的核外電子排布式。3、寫出136號(hào)元素的簡(jiǎn)化核外電子排布式?？偨Y(jié)并記住書寫方法。4、畫出下列原子的結(jié)構(gòu)示意圖：Be、N、Na、Ne、Mg 回答下列問(wèn)題：在這些元素的原子中，最外層電子數(shù)大于次外層電子數(shù)的有 ，最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的有 ，最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等的有

9、 ；L層電子數(shù)達(dá)到最多的有 ，K層與M層電子數(shù)相等的有 。5、下列符號(hào)代表一些能層或能級(jí)的能量，請(qǐng)將它們按能量由低到高的順序排列：（1）EK EN EL EM ，（2）E3S E2S E4S E1S ，（3）E3S E3d E2P E4f 。6、A元素原子的M電子層比次外層少2個(gè)電子。B元素原子核外L層電子數(shù)比最外層多7個(gè)電子。 （1）A元素的元素符號(hào)是 ，B元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)；（2）A、B兩元素形成化合物的化學(xué)式及名稱分別是_ _ _。第二課時(shí)知識(shí)與技能：1、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)識(shí)原子的核外電子排布2、能用電子排布式表示常見(jiàn)元素（136號(hào)）原子核外電子的排布

10、3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理4、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用教學(xué)過(guò)程： 課前練習(xí)1、理論研究證明，在多電子原子中，電子的排布分成不同的能層，同一能層的電子，還可以分成不同的能級(jí)。能層和能級(jí)的符號(hào)及所能容納的最多電子數(shù)如下： (1)根據(jù) 的不同，原子核外電子可以分成不同的能層，每個(gè)能層上所能排布的最多電子數(shù)為 ，除K層外，其他能層作最外層時(shí)，最多只能有 電子。 （2）從上表中可以發(fā)現(xiàn)許多的規(guī)律，如s能級(jí)上只能容納2個(gè)電子，每個(gè)能層上的能級(jí)數(shù)與 相等。請(qǐng)?jiān)賹懗鲆粋€(gè)規(guī)律 。2、A、B、C、D均為主族元素，已知A原子L層上的電

11、子數(shù)是K層的三倍；B元素的原子核外K、L層上電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；C元素形成的C2離子與氖原子的核外電子排布完全相同，D原子核外比C原子核外多5個(gè)電子。則（1）A元素在周期表中的位置是 ，B元素的原子序數(shù)為 ； （2）寫出C和D的單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。引入電子在核外空間運(yùn)動(dòng)，能否用宏觀的牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述呢？4、電子云和原子軌道： (1)電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：質(zhì)量極小 運(yùn)動(dòng)空間極小 極高速運(yùn)動(dòng)。因此，電子運(yùn)動(dòng)來(lái)能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述，只能用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)描述。我們不可能像描述宏觀運(yùn)動(dòng)物體那樣，確定一定狀態(tài)的核外電子在某個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間如何，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率。

12、概率分布圖看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。常把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來(lái)，人們把這種電子云輪廓圖成為原子軌道。S的原子軌道是球形的，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。 P的原子軌道是紡錘形的，每個(gè)P能級(jí)有3個(gè)軌道，它們互相垂直，分別以Px、Py、Pz為符號(hào)。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而增大。 s電子的原子軌道都是球形的(原子核位于球心)，能層序數(shù)，2越大，原子軌道的半徑越大。這是由于1s，2s，3s電子的能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展。這是不難理解的，打個(gè)比喻，神州五號(hào)必須依靠推動(dòng)(提供能量)才能克服地球引力上天

13、，2s電子比1s電子能量高，克服原子核的吸引在離核更遠(yuǎn)的空間出現(xiàn)的概率就比1s大，因而2s電子云必然比1s電子云更擴(kuò)散。(2) 重點(diǎn)難點(diǎn)泡利原理和洪特規(guī)則量子力學(xué)告訴我們：ns能級(jí)各有一個(gè)軌道，np能級(jí)各有3個(gè)軌道，nd能級(jí)各有5個(gè)軌道，nf能級(jí)各有7個(gè)軌道.而每個(gè)軌道里最多能容納2個(gè)電子，通常稱為電子對(duì)，用方向相反的箭頭“”來(lái)表示。一個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，而且自旋方向相反，這個(gè)原理成為泡利原理。推理各電子層的軌道數(shù)和容納的電子數(shù)。當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同，這個(gè)規(guī)則是洪特規(guī)則。練習(xí)寫出5、6、7、8、9號(hào)元素核外電子排布軌道式。并

14、記住各主族元素最外層電子排布軌道式的特點(diǎn)：(成對(duì)電子對(duì)的數(shù)目、未成對(duì)電子數(shù)和它占據(jù)的軌道。思考下列表示的是第二周期中一些原子的核外電子排布，請(qǐng)說(shuō)出每種符號(hào)的意義及從中獲得的一些信息。 思考寫出24號(hào)、29號(hào)元素的電子排布式，價(jià)電子排布軌道式，閱讀周期表，比較有什么不同，為什么？從元素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子層排布。它們是否符合構(gòu)造原理?2電子排布式可以簡(jiǎn)化，如可以把鈉的電子排布式寫成Ne3S1。試問(wèn)：上式方括號(hào)里的符號(hào)的意義是什么？你能仿照鈉原子的簡(jiǎn)化電子排布式寫出第8號(hào)元素氧、第14號(hào)元素硅和第26號(hào)元素鐵的簡(jiǎn)化電子排布式嗎?洪特規(guī)則的特例：對(duì)于同一個(gè)能級(jí)，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿

15、或全空時(shí)，是比較穩(wěn)定的。練習(xí)：1、用軌道表示式表示下列原子的價(jià)電子排布。(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg 2、以下列出的是一些原子的2p能級(jí)和3d能級(jí)中電子排布的情況。試判斷，哪些違反了泡利不相容原理，哪些違反了洪特規(guī)則。(1) (2) (3) (4) (5) (6) 違反泡利不相容原理的有 ，違反洪特規(guī)則的有 。3、下列原子的外圍電子排布中，那一種狀態(tài)的能量較低？試說(shuō)明理由。(1)氮原子：A B 2s 2p 2s 2p ；(2)鈉原子：A3s1 B3p1 ；(3)鉻原子：A3d54s1 B3d44s2 。4、核外電子排布式和軌道表示式是表示原子核外電子排布的兩種不同方式。請(qǐng)你比較這

16、兩種表示方式的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。5、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)?科學(xué)家是怎樣來(lái)描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的? 以氮原子為例，說(shuō)明原子核外電子排布所遵循的原理。 同步訓(xùn)練1、以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）A.6s B.2d C.3f D.7p2、下列個(gè)能層中不包含p能級(jí)的是（） A.N B.M C.L D.K3、下列符號(hào)代表一些能層或能級(jí)的能量，請(qǐng)將它們按能量由低到高的順序排列：（1）EK EN EL EM（2）E3s E2s E4s E1s（3）E3s E2d E2p E4f4、下列關(guān)于1S電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖的說(shuō)法中，正確的是（）A、通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子的多少B、小黑點(diǎn)密表示在該核外空間的電子數(shù)多

17、C、小黑點(diǎn)密表示在該核外空間的單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率大D、通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子繞核作高速圓周運(yùn)動(dòng)第3課時(shí)知識(shí)與技能：1、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理2、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義3、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用重點(diǎn)難點(diǎn)：能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜教學(xué)過(guò)程：引入在日常生活中，我們看到許多可見(jiàn)光如燈光、霓虹燈光、激光、焰火與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？ 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景：利用錄像播放或計(jì)算機(jī)演示日常生活中的一些光現(xiàn)象，如霓虹燈光、激光、節(jié)日燃放的五彩繽紛的焰火等。 提出問(wèn)題：這些光現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的? 問(wèn)題探究：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書，引導(dǎo)學(xué)生從原子中電子能量變

18、化的角度去認(rèn)識(shí)光產(chǎn)生的原因。問(wèn)題解決：聯(lián)系原子的電子排布所遵循的構(gòu)造原理，理解原子基態(tài)、激發(fā)態(tài)與電子躍遷等概念，并利用這些概念解釋光譜產(chǎn)生的原因。 應(yīng)用反饋：舉例說(shuō)明光譜分析的應(yīng)用，如科學(xué)家們通過(guò)太陽(yáng)光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦，化學(xué)研究中利用光譜分析檢測(cè)一些物質(zhì)的存在與含量，還可以讓學(xué)生在課后查閱光譜分析方法及應(yīng)用的有關(guān)資料以擴(kuò)展他們的知識(shí)面。總結(jié)原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡(jiǎn)稱能量最低原理。處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將釋放能量。光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一。 不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。許多元素是通過(guò)原子光譜發(fā)現(xiàn)的。在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。閱讀分析分析教材p8發(fā)射光譜圖和吸收光譜圖，認(rèn)識(shí)兩種光譜的特點(diǎn)。閱讀p8科學(xué)史話，認(rèn)識(shí)光