化学选修3 物质结构与性质第一节 原子结构第1课时教学设计及反思

第一章  物质结构与性质教案

教材分析：

 一、本章教学目标

    1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。

    2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。  

    3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。  

    4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。

    5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。

    6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。

    本章知识分析：

    本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。  

通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。

注意本章不能挖得很深，属于略微展开。

第一节                          原子结构

第一课时

 知识与技能：

1、进一步认识原子核外电子的分层排布                           

2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系

3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系

4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义

5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布

6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布

方法和过程：

复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。

情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。

教学过程：

1、原子结构理论发展

  从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。

  现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。

〖复习〗必修习的原子核外电子排布规律：

    核外电子排布的尸般规律

    (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次

排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。

    (2)原子核外各电子层最多容纳29’个电子。

    (3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电

子)。

    (4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒

数第三层电子数目不能超过32个。   

    说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层

时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子

〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？

2、能层与能级

由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：

 第一、二、三、四、五、六、七……能层

符号表示 K、 L、 M、N、 O、 P、 Q……

               能量由低到高

例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：

能      层  一  二  三  四  五  六  七……

符      号   K   L   M   N   O   P   Q……

最多电子数   2  8   18  32  50……

即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)

但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、F)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。

能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：

能      层    K       L        M              N           O  ……

能      级   1s     2s 2p    3s 3p 3d      4s 4p 4d 4f       ……

最多电子数    2     2  6     2  6  10       2  6 10 14       ……

各能层电子数  2       8        18             32            50  ……

（1）          每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……

（2）          任一能层，能级数=能层序数

（3）          s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍

3、构造原理

 根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。

即电子所排的能级顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……

元素原子的电子排布：（1—36号）

氢 H 1s1

……

钠 Na 1s22s22p63s1

……

钾 K  1s22s22p63s23p64s1    【Ar】4s1

……

有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：

铬 24Cr  [Ar]3d54s1

铜  29Cu  [Ar]3d104s1

[练习]

1、写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布

氯：1s22s22p63s23p5

钪：1s22s22p63s23p63d14s2

溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5

根据构造原理只要我们知道原子序数，就可以写出元素原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。

2、写出1—36号元素的核外电子排布式。

3、写出1—36号元素的简化核外电子排布式。

总结并记住书写方法。

4、画出下列原子的结构示意图：Be、N、Na、Ne、Mg

回答下列问题：

在这些元素的原子中，最外层电子数大于次外层电子数的有          ，最外层电子数与次外层电子数相等的有         ，最外层电子数与电子层数相等的有       ；

L层电子数达到最多的有         ，K层与M层电子数相等的有       。

5、下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列：

（1）EK    EN   EL    EM                                    ，

（2）E3S   E2S   E4S   E1S                                    ，

（3）E3S  E3d  E2P  E4f                                    。

6、A元素原子的M电子层比次外层少2个电子。B元素原子核外L层电子数比最外层多7个电子。

 （1）A元素的元素符号是        ，B元素的原子结构示意图为________________；

（2）A、B两元素形成化合物的化学式及名称分别是__    _____              _。