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文檔簡介
1、.高中化學(xué)第一章原子結(jié)構(gòu)第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表導(dǎo)學(xué)案【課標(biāo)要求】1、 知道原子核外電子的能級,能用電子排布式表示常見的(136號)原子核外電子的排布。2、 能從原子外圍電子排布認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的周期性變化 ;【教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)】知識框架能量最低原則泡利不相容原理洪特規(guī)則基態(tài)原子的核外電子排布周期劃分族的劃分原子半徑【教學(xué)重、難點(diǎn)】1.認(rèn)識能量最低原則、泡利不相容原理、洪特規(guī)則2.了解核外電子排布與元素周期表的周期、族劃分的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、使學(xué)生理解能量最低原則、泡利不相容原理、洪特規(guī)則,能用以上規(guī)則解釋136號元素基態(tài)原子的核外電子排布。2、使學(xué)生能根據(jù)基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)則和基態(tài)原子的
2、核外電子在原子軌道上的排布順序圖,完成136號元素基態(tài)原子的核外電子排布和價電子排布。3、使學(xué)生知道元素周期表中元素按周期劃分的原因,族的劃分與原子中價電子數(shù)目和價電子排布的密切關(guān)系。4、使學(xué)生了解原子半徑的周期性變化,能用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋主族元素原子半徑周期性變化的原因。5、通過學(xué)習(xí),使學(xué)生明確原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型的建立使元素周期表的建立有了理論依據(jù)。第一課時 核外電子排布規(guī)律1、 【溫故知新】核外電子的運(yùn)動狀態(tài)是由哪幾個方面決定的?2、 寫出氖的原子結(jié)構(gòu)示意圖,并述此原子結(jié)構(gòu)示意圖所代表的意義。氖的原子結(jié)構(gòu)示意圖能否完整描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)?3、 為什么第一層最多只能容納2個電子?第
3、二層最多只能容納8個電子而不能容納更多的電子?第n層最多容納2n2個電子?【課前預(yù)習(xí)區(qū)】原子核外電子排布的規(guī)律:1. 2. 3. 4. 【課堂互動區(qū)】一、基態(tài)原子的核外電子排布1、 原子軌道能量高低的規(guī)律相同電子層上原子軌道能量的高低:ns np nd nf。形狀相同的原子軌道能量的高低:1s 2s 3s 4s ;2p 3p 4p 5p電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等,如2px = 2py =2pz 。閱讀右圖:原子軌道能量順序圖,填寫下空說明自左而右、自上而下,軌道能量依次遞增。1s2s2p3s3p?!緦W(xué)以致用】請將1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d、4p原子軌道的能量由低到高順序
4、排列。2、 核外電子排布的表示方法【預(yù)習(xí)總結(jié)】(1)原子核外電子排布的規(guī)律:1. 2. 3. 4. (2)核外電子排布的表示方法【方法引導(dǎo)】電子排布式書寫電子排布式的格式元素符號; 軌道符號(帶電子層數(shù)); 電子個數(shù)(右上角)。例如:氖 Ne 1s22s22p6軌道表示式書寫軌道表示式的格式元素符號; 軌道框(一個軌道一個框,能量相同的軌道可連在一起,或用圓圈表示);電子及其自旋狀態(tài); 軌道符號(在軌道框下面)。例如:氖 Ne 活動探究(118號) 書寫下列基態(tài)原子核外電子排布式 和 軌道表示式(書寫、對照、糾錯、探因)N 、 O 、 Ne 、 Al 、 Mg 、 Si 、 學(xué)無止境(1936
5、號) a書寫基態(tài)原子核外電子排布式(書寫、對照、糾錯、探因) Sc Fe b再書寫基態(tài)原子核外電子排布式(書寫、對照、糾錯、探因) Cr Cu 【總結(jié)】 洪特規(guī)則特例 練習(xí):V、As 【歸納總結(jié)】書寫核外電子排布式時應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)確定原子序數(shù)。(2)按照能量最低原則將電子排在能量由低到高的原子軌道上。(3)排布中遵循泡利不相容原理、洪特規(guī)則以及洪特規(guī)則特例?!菊n堂鞏固區(qū)】1.以下能級符號正確的是( )A. 6s B.2d C.3f D.7p2.下列符號代表一些能層或能級的能量,請將它們按能量由低到高的順序排列: (1)E3S E2S E4S E1S ,(2)E3S E3d E2P E4
6、f 。3.下列能級中軌道數(shù)為5的是( )A.s能級 B.p能級 C.d能級 D.f能級4.在d軌道中電子排布成( )而不排布成最直接的根據(jù)是A能量最低原理 B泡利不相容原理 C原子軌道能級圖 D洪特規(guī)則5.比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低(1)1s,3d (2) 4s,3p,3d (3)2p,3p,4p 【課后鞏固區(qū)】1. 寫出前20號元素中,基態(tài)原子最外層有1個單電子的原子元素符號及電子排布式和軌道表示式。2. 寫出前20號元素中,基態(tài)原子最外層有2個單電子的原子元素符號及電子排布式和軌道表示式。3. 寫出第三周期中簡單離子半徑最小的元素原子的電子排布式和軌道表示式。4. 某元素原子的
7、最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子總數(shù)的一半,請寫出該元素原子的電子排布式和軌道表示式。第二課時【溫故知新】1.簡述基態(tài)原子的核外電子排布遵循的原則,并舉例說明:2.寫出第三周期基態(tài)原子最外層有1個單電子的原子的電子排布式和軌道表示式。并寫出他們的最高價氧化物對應(yīng)水化物兩兩反應(yīng)的離子方程式?!菊n前預(yù)習(xí)區(qū)】1、 價電子的概念2、 寫出第三周期元素原子的價電子排布式【課堂互動區(qū)】【思考】觀察下列電子排布式,找出相互間的區(qū)別與聯(lián)系 氖 Ne 1s2 2s2 2p6 鈉 Na 1s2 2s2 2p6 3s1 Na Ne 3s1或 Na Ne 3s4、電子排布的簡化法表示價電子: (原子的價電子排布式:教材所附元
8、素周期表中所列的價電子排布為準(zhǔn)。)自主練習(xí)根據(jù)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容嘗試用簡化法書寫2136號元素的電子排布式和價電子的軌道表示式。 【自我糾錯】請對照元素周期表中的價電子排布,找出與自己書寫的不同之處,改正并閱讀課本p13查找原因?!拘〗Y(jié)】1、 歸納兩節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,總結(jié)基態(tài)原子的的核外電子排布遵循的原則2. 價電子排布式規(guī)律:主族元素 最外層的 或 軌道上稀有氣體 (He ) 過渡元素 3. 總結(jié)基態(tài)原子的的核外電子排布的表示方法4.試通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí),分析出“最外層電子數(shù)不超過8(K為最外層時不超過2個),次外層不超過18個,倒數(shù)第三層不超過32個”的原因【課堂鞏固區(qū)】1、 下列基態(tài)原子的電子排布
9、式是否正確?若不正確,請改正。(1)O 1S2 2S1 2P5(2)Ca 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d2(3)Ti 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3d2(4)Fe2+ 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d4 4S22、 用簡化法表示出N、Cl、Mn、Br的核外電子排布,并寫出對應(yīng)的價電子排布式。3、下列微粒中,最外層未成對電子數(shù)最多的是( ) A. O B. P C. Mn D.Fe3+3、 寫出下列微粒的電子排布式:(1)Cl (2)Mg (3)Mn (4)Zn2+ (5)S2- (6)Al3+ (7)Cr (8)Fe Fe2+ Fe3+ 【課后鞏固
10、區(qū)】1、寫出下列原子或離子的電子排布式和軌道表示式(1)O、S、Se、P、As(2)Li+、K +; F-、Cl-、Br (3)He、Ne、Ar、Kr(4)鈧、鈦、釩、錳(5)鐵、鈷、鎳、鋅(6)鉻、銅2、X、Y兩元素可形成X2Y3型化合物,則X、Y原子最外層的電子排布可能是AX:3s23P1 Y:3s23P5 BX:2s22P3 Y:2s22P4CX:3s23P1 Y:3s23P4 DX:3s2 Y:2s22P33、下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是( )AAl 1s22s22p63s23p1 BO2- 1s22s22p6CNa+ 1s22s22p6 DSi 1s22s22p24、下列原子
11、的外圍電子排布中,那一種狀態(tài)的能量較低?試說明理由。(1)氮原子:A B 2s 2p 2s 2p (2)鈉原子:A3s1 B3p1 (3)鉻原子:A3d54s1 B3d44s25、某元素的激發(fā)態(tài)原子的電子排布式為1s2s2p3s3p4s,則該元素基態(tài)原子的電子排布式為 ;元素符號為 ;其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是 。6按照下列元素基態(tài)原子的電子排布特征判斷元素,并回答問題。A的原子中只有一層且只含1 個電子;B的原子3p軌道上得到1個電子后不能再容納外來電子;C的原子的2p軌道上有1個電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反;D的原子第三層上有8個電子,第四層上只有1個電子;E原子的外圍
12、電子排布為3s23p6。(1)寫出由A、B、C、D中的三種元素組成的化合物的化學(xué)式(至少寫出5個): ;(2)寫出用上述元素組成的物質(zhì)制得A的單質(zhì)的化學(xué)方程式(至少寫出2個): ;(3)檢驗?zāi)橙芤褐惺欠窈蠨+的離子,可通過_反應(yīng)來實現(xiàn);檢驗?zāi)橙芤褐惺欠窈蠦的離子,通常所用的試是_和_。(4)寫出E的元素符號_第3課時核外電子排布與元素周期表、原子半徑【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系。了解周期與族的劃分依據(jù)。2.了解元素周期表的應(yīng)用價值。3.了解原子半徑的周期性變化,能用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋其周期性變化的原因?!菊n堂互動區(qū)】(二)核外電子排布與元素周期表1核外電子排布與周期的劃分
13、。【看圖·思考】仔細(xì)觀察圖1-2-7鮑林近似能級圖回答下面問題:鮑林近似能級圖中分為幾個能級組?每一能級組中共有多少個原子軌道,最多能容納多少個電子?【交流·研討】請根據(jù)1-36號元素原子的電子排布,參照鮑林近似能級圖,嘗試分析原子中電子排布與元素周期表中周期劃分的內(nèi)在聯(lián)系,回答下題。(1) 周期的劃分與什么有關(guān)?(2) 每一周期(前4周期)各容納幾種元素?這又與什么有關(guān)?(3) 周期的序數(shù)與什么有關(guān)?(從原子中電子排布式分析)【同步檢測1】 已知某元素原子的核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d34s2,根據(jù)這一排布式可知該元素所在的周期是_。2核外電子排布
14、與族的劃分?!揪毩?xí)】書寫19號鉀原子,24號鉻原子,30號鋅原子和35號溴原子的價電子排布。【共同分析】主族元素原子的價電子排布與過渡元素原子的價電子排布有什么區(qū)別?【觀察討論】仔細(xì)觀察元素周期表中各族元素價電子排布,從中找出核外電子排布與族劃分之間的內(nèi)在聯(lián)系,回答下列問題。(1) 同一主族元素原子的價電子排布有什么特點(diǎn)?主族序數(shù)與什么有關(guān)?(2) 同一族過渡元素原子的價電子排布有什么特點(diǎn)?其族序數(shù)與什么有關(guān)?(3) 零族元素的最外層電子排布有什么特點(diǎn)?同步檢測2某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3,該元素在周期表中位于()A.VA族B.VIB族 C.IIIB族
15、D.VIII族3、元素周期表的分區(qū)(1)分區(qū)的依據(jù): 2各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)分區(qū)元素分布價電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)_族、_族ns12除氫、氦外都是活潑金屬元素p區(qū)A族A族、0族(氦除外)_最外層電子參與反應(yīng)(0族元素一般不考慮)d區(qū)B族B族、_族(鑭系、錒系除外)(n1)d19ns12(Pd除外)d軌道也不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)B族、B族(n1)d10ns12金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n2)f014(n1)d02ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近,錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近(三)、核外電子排布與原子半徑1原子半徑(1) 了解原子半徑的含義 (2)了解原子半徑的測定方法及原子半徑種類
16、。2原子半徑的周期性變化【看圖·思考】仔細(xì)觀察圖1-2-10主族元素的原子半徑變化示意圖,回答下列問題。(1)同一周期中,主族元素的原子半徑怎樣變化?(2)同一主族中,元素的原子半徑怎樣變化?(3)元素的原子半徑隨著元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)怎樣的變化?【閱讀·思考】閱讀課本18頁第2、3自然段回答下面問題(1) 何為“有效核電荷”?(2) 同周期中隨原子序數(shù)增加,原子半徑減小與核外電子排布有什么關(guān)系?(3) 同主族中隨原子序數(shù)增加原子半徑增大與核外電子排布又有什么關(guān)系?同步檢測3下列元素原子半徑依次增大的是()AC、N、O、F B.g、AL、Si 、S C. B、Be、Mg、
17、Na D.Mg、Na、K、Ca【課堂小結(jié)】 【課堂鞏固區(qū)】1電子構(gòu)型為Ar3d104s2的元素是()A稀有氣體B過渡元素C主族元素 D鹵族元素2按原子半徑由大到小排列順序正確的是()AMg、B、Si BSi、Mg、BCMg、Si、B DB、Si、Mg3某元素M2的3d軌道上有5個電子,則(1)M原子的核外電子排布式為_。(2)M元素在元素周期表中的位置為第_周期_族,_區(qū)。【課下鞏固區(qū)】 【基礎(chǔ)檢測】1.下列四種元素中,其單質(zhì)氧化性最強(qiáng)的是 ( )A原子含有未成對電子最多的第二周期元素B位于周期表中第三周期A族的元素C原子最外電子層排布為2s22p6的元素D原子最外電子層排布為3s23P5的元
18、素2某元素有6個電子處于n3,l2的能級上,根據(jù)洪特規(guī)則推測它在d軌道上未成對電子數(shù)為 ( )A.3 B.4 C.5 D.23在多電子原子中,各電子具有下列量子數(shù),其中能量最高的電子是 ( )A. B. C. D. 4在多電子原子中,軌道能量是由誰決定。 ( )A. n B. n和m C. n和l D. n、l、m5以下元素的原子半徑遞變規(guī)律是( )A. BeBNaMg B. BBeMgNa C. BeBMgNa D. BBeNaMg 6價電子滿足4s和3d為半滿的元素是( )A. Ca B. V C. Cr D.Cu7寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布 17Cl ; 24Cr ; 34Se ;
19、81Tl 。8指出下列元素是主族元素還是副族元素?位于周期表中第幾周期?第幾族? 1s22s22p63s23p4 ;(2) Kr 4d105s25p2 ;(3) Ar 3d34s2 ;(4) Ar 3d104s1 。9氫原子的電子能級由 決定,而鋰原子的電子能級由 共同決定。10在周期表中可分為 、 、 、 、 五個區(qū),各區(qū)的價電子排布為 、 、 、 、 。11具有下列價電子排布的元素位于周期表中哪個區(qū)?是金屬元素還是非金屬元素? ns2(n1) ; ns2np4 ; (n1)d5ns2 ; (n-1)d8ns2 。12填寫下表原子序數(shù)元素符號電子層排布周期族最高正價未成對電子數(shù)金屬或非金屬9
20、3A245d106s2【能力提高】13在氫原子中和多電子原子中,3s、3p、3d軌道的能量是否相等? 。14根據(jù)電子填充能級圖,指出下表中各電子層的電子數(shù)有無錯誤。并說明理由。元素(Z)KLMNOP192892221082302818233282036028181812215某元素原子序數(shù)為33,則 此元素原子的電子總數(shù)是 ,有 個未成對電子。 有 各電子層, 個能級, 個原子軌道。 它的價電子排布為 。16滿足下列條件之一的是哪一族或哪一種元素? 最外層具有6個p電子: 。 價電子數(shù)是n4、l0的軌道上有2個電子和n3、l2的軌道上有5個電子: 。 次外層d軌道全滿,最外層有一個s電子: 。
21、 某元素3價離子和氬原子的電子排布相同: 。 某元素3價離子的3d軌道半充滿: 。17若元素原子最外層僅有一個電子,它的量子數(shù)為:n4、l0、m0、ms。 符合上述條件的元素可以有幾種?原子序數(shù)各為多少? 寫出相應(yīng)元素原子的電子排布,并指出在周期表中的位置(周期、族、區(qū))、最高正價、金屬或非金屬。18已知甲、乙、丙丁四種元素,其中甲為第4周期元素與丁能形成原子比為11的化合物。乙為第4周期d區(qū)元素,其最高正價為7。丙與甲同周期,并具有相同的最高正化合價。丁為所有元素中最活潑的非金屬元素。填寫下表:元素價電子排布周期族金屬或非金屬甲乙丙丁19.設(shè)X、Y、Z代表3種元素。已知:X+和Y-兩種離子具
22、有相同的電子層結(jié)構(gòu); Z元素原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比Y元素原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)少9個;Y和Z兩元素可以形成四核42個電子的負(fù)一價陰離子。據(jù)此,請?zhí)羁眨篩元素是 ,Z元素是 。由X、Y、Z三元素所形成的含68個電子的鹽類化合物之化學(xué)式是 20短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,其中A、C同主族,B、C、D同周期,A原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,B是短周期元素中原子半徑最大的主族元素。試回答下列問題: (1)A的元素符號 ;D的原子結(jié)構(gòu)示意圖 。 (2)A、B、C三種元素形成的簡單離子的半徑由大到小的順序是 。 (3)A、B、C、D形成的化合物B2A2、CD2、D2A、DA2中,各原子都滿
23、足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是 (請?zhí)顚懢唧w的化學(xué)式) (4)CA2與D元素的單質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。參考答案【基礎(chǔ)檢測】1. D 2. B 3. D 4. C 5. B 6. C 7(1)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5 (2) 1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1(3)1s22s22p63s23p63d104s24p4或Ar 3d104s24p4(4) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p1或Xe4f145d106s26p18(1)第3周期第A 族(2)第5周期第A族(3)第4周期第B族
24、 (4)第4周期第B族9主量子數(shù)(n), 主量子數(shù)(n)及角量子數(shù)(l)10s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū);ns1-2、ns2np1-6、(n-1)d1-9ns1-2、(n-1)d10ns1-2、(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns211(1)s區(qū)、金屬(2)p區(qū)、非金屬(n6為金屬)(3)d區(qū)、金屬(4)d區(qū)、金屬12原子序數(shù)元素符號電子層排布周期族最高正價未成對電子數(shù)金屬或非金屬9FHe2s22p52A1非金屬15PNe3s23p33A53非金屬24CrAr3d54s14B66金屬80HgXe5d106s26B20金屬【能力提高】13在氫原子中 E3sE3pE3d , 在多電子原子中E3sE3pE3d14Z19,(2、8、9)有錯誤
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