2021-2022年高中化学第1章原子结构1.1原子结构模型学案鲁科版(I)知识梳理
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1.原子结构模型的发展
（1）公元前400多年，古希腊哲学家把构成物质的最小单位叫做______________。
（2）1803年，英国化学家道尔顿把原子这一哲学名词变为化学中具有确定意义的实在微粒，并建立了______________学说。
（3）1903年，汤姆逊在发现______________的基础上提出了原子结构的“______________”模型，开始涉及原子内部的结构。
（4）1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子结构的______________模型。
（5）1913年，丹麦科学家玻尔进一步建立起______________的原子结构模型。
（6）20世纪20年代中期建立的______________理论，使人们对原子结构有了更深刻的认识，从而建立了原子结构的______________模型。
2.氢原子光谱
（1）通常所说的光是指人的视觉所能感觉到的在真空中波长介于______________之间的电磁波。不同波长的光在人的视觉中表现出不同的颜色，按波长由长到短依次为______________。实际上，广义的光即电磁波，除了可见光外，还包括______________等。（2）人们在放电管内充入低压氢气，并在放电管两端的电极间加上高压电时，氢气会放电发光，经光谱仪记录得到的光谱是由具有特定波长，彼此分立的谱线所组成，即为____________________。
3.玻尔的原子结构模型
（1）为揭示氢原子光谱是线状光谱这一实验事实，玻尔在卢瑟福原子模型的基础上提出了核外电子排布的原子结构模型。
（2）玻尔原子结构模型的基本观点：
①原子中的电子在具有______________轨道上绕原子核运动，并不辐射能量。
②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），而且能量是______________的，即能量是“一份一份”的，不能任意连续变化而只能取某些______________的数值，轨道能量依n
值（1,2，3……）的增大而升高，n称为______________。对氢原子而言，电子处在n=1的轨道时能量最低，称为______________；能量高于基态的状态，称为______________。
③只有当电子从一个轨道（能量为E i）跃迁到另一个轨道（能量为E j）时，才会______________能量。如果______________的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了______________。
（3）玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是______________的实验事实。玻尔的重大贡献在于指出原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是______________的。
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
1.原子轨道与四个量子数
（1）根据量子力学理论，原子中的单个电子的空间运动状态可以用______________来描述，而每个原子轨道由三个只能取整数的量子数______________共同描述。
（2）量子数n称为______________，n的取值为正整数1，2，3，4，5，6……对应的符号为______________等。一般而言，n越大，电子离核的平均距离越远，______________越高，因此将n值所表示的电子运动状态称为______________。
（3）量子数l称为______________。对于确定的n值，l共有______________个值：0、1、2、3……（______________），对应的符号分别为______________等。若两个电子所取的n、l值均相同，就表明这两个电子具有相同的________________。我们用_____________来表示具有相同______________值的电子运动状态，在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有多少个______________。
（4）科学实验发现，在没有外磁场时，量子数n、l相同的状态的能量是相同的；有外磁场时，这些状态的能量就______________，我们用______________m来标记这些状态，对于每一个确定的l，m值可取0，±1，±2，…______________，共______________个值。（5）高分辨光谱实验事实揭示电子还存在着一种奇特的量子化运动，人们称其为______________。人们用______________m s来描述电子的自旋运动，处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态，只能有_____________种，分别用自旋磁量子数m s=_________和m s=__________来描述。
（6）主量子数n对应着______________；主量子数n和角量子数l对应着n电子层中的______________；主量子数n，角量子数l和磁量子数m对应着n电子层中l能级中的______________；自旋磁量子数m s描述的是电子的___________。这样，原子中的电子运动状态可用由量子数______________确定的原子轨道来描述，并取两种______________状态中的一种。
2.原子轨道的图像描述和电子云
（1）根据量子力学理论，可以将原子轨道在空间的分布以图像方式在直角坐标系中表示出来，s轨道在三维空间分布的图形为______________，即原子轨道具有______________性；p轨道在空间的分布特点是分别相对于______________对称，即p原子轨道在空间分布分别沿x、y、z方向。
（2）对于质量非常______________（电子质量仅为9.1×10-31kg），运动速度______________（如在1 000 V电压下加速的电子的速度可高达1.9×107m·s-1）的微观粒子而言，人们不能同时准确地测定它的______________和______________。
为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用______________来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的______________，这种形象地描述______________的图形称为电子云图。
疑难突破
1.玻尔解决了原子的稳定运动、光谱类型等问题，提出了著名的玻尔原子结构模型。但是实验研究表明，在外磁场作用下，氢原子光谱的谱线会分裂成多条，这是玻尔理论所不能解释的。根据以上知识，试简要回答玻尔理论的缺陷是什么？量子力学是如何解决这一问题的？
剖析：根据玻尔理论，氢原子的一个电子通常在能量最低的轨道（基态）上运动，不释放能量。但当氢原子受到激发（加热或氢放电管放电）时，核外电子获得能量，即由基态跃迁至激发态。而处于激发态的电子极不稳定，它会迅速再跃迁至基态。在此跃迁过程中以光子的形式放出辐射能，发射出光子的频率取决于电子跃迁两轨道能级之差。由于各轨道的能量是不连续的（即量子化的），所以由电子的跃迁而发射出的光的频率也是不连续的，这便是氢原子光谱呈线状光谱的原因。线状光谱与连续光谱在谱线特征上有所不同，线状光谱是不连续的，连续光谱是连续的。
关系为E 0=hν=ΔE=E末-E始。
玻尔理论只能说明在电子发生特定跃迁时，若可以以光的形式将辐射或吸收的能量记录下来，其光谱应当是线状光谱。而在外磁场的作用下，这一特定跃迁将产生多条谱线，玻尔理论无法解释这种现象，表现出这一理论存在缺陷，需要有新理论作出科学说明，于是，产生了量子力学对原子结构模型的描述。
2.如何理解基态、激发态与原子光谱？
剖析：处于最低能量的原子叫做基态原子，基态原子是稳定的，此时电子尽可能地在离核最近的轨道上运动，这时原子的能量最低，若不加外界条件，则电子既不吸收，也不释放能量。当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，此时的原子处于不稳定状态；相反，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量，吸收或释放的能量都是以光子的形式进行的。因此，我们日常生活中看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁吸收或释放能量有关。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱，每种原子都有自己特征的光谱。
3.什么是电子云？电子云表示的意义是什么？
剖析：当电子在原子核外很小的空间内做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，它们没有确定的轨道。因此，它们不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，也不能描画出它的运动轨迹。我们在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“电子云”。电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；电子云密度小的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会少，即只能确定它在原子核各处出现的概率。
问题探究
问题：小明在学习了原子轨道和电子云的知识后，对2p z轨道提出了这样的观点：①它们都表示电子沿着“∞”形围绕原子核运动；②电子云上的小黑点表示一个个电子围绕原子核运动。你认为上述观点正确吗？讲讲你的观点。
探究：电子绕原子核运动是无规律的，没有确定的轨道。这里说的轨道形状表示原子轨道在三维坐标系中的分布情况，而不表示电子运动的轨迹。电子云上的小黑点是利用统计方法得到的结果，表示电子出现的几率，而不表示电子数目。所以，两种说法都不正确。
典题精讲
【例1】玻尔理论不能解释（）
A.氢原子光谱为线状光谱
B.在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不辐射能量
C.氢原子的可见光区谱线
D.在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线
思路解析：玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的，有外加磁场时氢原子有多条谱线，玻尔的原子结构模型已无法解释这一现象，必须借助量子力学加以解释。
答案：D
【例2】下列电子层中，包含有f能级的是（）
A.K电子层
B.L电子层
C.M电子层
D.N电子层
思路解析：K电子层（n=1）中,l的取值只能为0，对应的是1s能级；L电子层（n=2）中，l的取值只能为0或1，对应的是s、p能级（即2s和2p）；M电子层（n=3）中,l的取值有0、1、2,对应的是s、p、d能级（即3s、3p、3d）；N电子层（n=4）中，l的取值有0、1、2、3，对应的能级是s、p、d、f（即4s、4p、4d、4f）。而根据l与n的关系规律，l=3时，n的最小取值是l+1=3+1=4。即只有n≥4的电子层中才有f能级。所以，当n的取值分别是1、2、3时对应的K电子层、L电子层和M电子层中均无f能级。
答案：D
【例3】下列有关n、l、m、m s四个量子数的说法中，正确的是（）
A.一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低
B.l的数值多少，决定了某电子层不同能级的个数
C.对于确定的n值，m的取值共有2n+1个
D.m s可取±1/2两个数值，数值表示运动状态，正负号表示大小
思路解析：随着n值的增大，电子离核的平均距离越来越远，能量越来越高；n值和l值相同的电子，能量相同，故同一电子层（n值相同）中能级个数取决于l的取值；对于确定的n值，m的取值共有n2个；m s所取的±两个数值都表示电子自旋这一量子化运动的状态，正负号表示自旋方向而不表示大小。
答案：B
【例4】观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是（）
图13
A.一个小黑点表示1个自由运动的电子
B.1s轨道的电子云形状为圆形的面
C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
思路解析：电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远。出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表现电子曾经出现过的位置。
答案：D
知识导学
本节内容是沿着原子结构发展的历史脉络，以原子光谱事实为线索，介绍了玻尔模型的不足和量子力学的建立。
由原子结构的认识历史来学习原子核外电子的运动特征。
古希腊哲学家德谟克利特认为万物是由大量的不可分割的微粒构成的，并把这些微粒叫原子(希腊文原意是“不可分割”)。
道尔顿是近代原子学说的创始人，他认为物质是由原子构成的，这些原子是不可分割
的实心球体，同种原子的性质和质量都相同。
汤姆逊提出的模型认为：原子是带正、负电荷的微粒均匀分布构成的。
核式模型观点：原子是由居于原子中心占有体积“很小”、质量“很大”的带正电的原子核和占有体积“很大”、质量“很小”的带负电的电子构成的。
玻尔认为氢原子的原子核是一个质子，原子核带正电，原子核外有一个电子，带负电。
了解原子结构模型的发展简史，能帮助我们认识到科学认识的形成都是循序渐进的，科学家的伟大之处就在已有知识的基础上，创造性地提出新的思想和方法。
掌握玻尔的原子结构模型的理论要点，不要求用光谱来推出玻尔模型，但需要用玻尔模型来解释氢原子的线状光谱。
为了揭示氢原子光谱是线状光谱这一实验事实,玻尔在卢瑟福原子模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。
玻尔提出，电子环绕原子核运动时，只有满足一定条件时，运动才是稳定的。这个稳定性条件称为量子化条件。
玻尔假设，电子在围绕原子核运转时，只能处于一些“特定的”能量状态中。这些能量状态是不连续的，称为定态。电子只能处于一个定态中，两个定态之间没有缓冲地带，那里是电子的禁区，电子无法出现在那里。
量子化条件的要求相应地导致稳定氢原子的能量可取值也不能在一定的范围内从小到大连续地变化，而只能是某些特定的分立值。
玻尔理论只能说明在电子发生特定跃迁时，若可以以光的形式将辐射或吸收的能量记录下来，其光谱应当是线状光谱。而在外磁场的作用下，这一特定跃迁将产生多条谱线，玻尔理论无法解释这种现象，表现出这一理论存在缺陷，需要有新理论作出科学说明，于是产生了量子力学对原子结构模型的描述。
主量子数n——层
决定轨道能量的高低。
主量子数n 1 2 3 4 5 6 7……
电子层符号K L M N O P Q
氢原子核外只有一个电子，不存在电子之间的相互作用，能量只决定于主量子数n。
角量子数l——形
决定原子轨道或电子云的形状，与电子运动的轨道角动量有关。
l 0 1 2 3 4……
能级符号s p d f g……
轨道符号球形哑铃形花瓣形
磁量子数m——伸
决定电子运动轨道在空间的不同伸展方向。若l=1，表示p能级在空间有三个伸展方向，即有三条不同方向的轨道，用m=0，+1，-1代表。
自旋磁量子数m s——旋
决定电子运动的自旋方向。电子自旋只有顺时针和逆时针两个方向。
m s： + -
自旋方向：顺时针逆时针
箭头示意：↑ ↓
电子的运动状态可以用四个量子数来规定。其中n，l和m三个量子数确定电子在空间运动的轨道，称为原子轨道。当然电子运动并不是真有确定的轨道，量子力学理论认为电子在整个原子空间都有可能出现，只是在各处出现的概率密度不同，因而运动状态也不同。电子不仅在核外空间不停地运动，而且还做自旋运动，自旋量子数m s规定电子自旋运动状
态。所以，电子的运动状态通常由n、l、m三个量子数决定轨道运动，由m s决定自旋运动。
由于电子的运动状态决定电子的能量（能级），电子在原子轨道上的分布特点决定其反应性能，因此了解和掌握各种原子轨道的特点，对于认识原子的结构和性质，以及进一步了解原子化合为分子的过程都有重要意义。
认识原子核外电子的运动状态，不可能像宏观运动物体那样有确定的轨道，可以用电子云来形象地描述电子在核外各处出现的概率。
电子云是电子在核外空间各处出现概率密度大小的形象化描述。
注意：①电子云是一个形象化描述。
②一个小黑点不代表一个电子。
③电子云的疏密代表电子在那里出现的概率密度的大小。
疑难导析
人们对客观世界的认识是逐步深入的，当通过理论推导出的结论与实验事实产生矛盾时，我们就要寻求新的理论去解释新出现的实验事实。所以，理论是随着人们对客观世界认识的深入而不断发展变化的。
首先明确玻尔模型把电子看成一经典粒子，推导中应用了经典物理学，使用了轨道的概念，所以玻尔理论不是彻底的量子理论。其次说明量子力学在玻尔轨道的基础上提出了用多个量子数来标记的轨道，电子在同一主量子数的不同轨道间跃迁会产生多条谱线，如图1-1、图1-2所示。
图1-1 玻尔理论揭示了线状光谱
图1-2 量子力学揭示了多重谱线
从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。
联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。
对于光谱分析的应用可举例说明，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在含量。
还可以在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展自己的知识面。
把电子运动与普通物体运动对比来理解电子云。
可以把电子云想象成你手持一架虚拟的高速照相机拍摄电子，然后把所有照片叠加在一起得到的图像。
要清楚电子云图是否为概率分布图，氢原子的电子云是否呈球形对称，在离核近的地方电子云密度如何，离核远的地方电子云密度如何，在离核近的地方单位体积内电子出现的机会怎样，在离核远的地方单位体积内电子出现的机会怎样。
问题导思
根据原子轨道和电子云的定义，以及教材中原子轨道图像和电子云图进行分析。
先要分析电子绕原子核运动有无规律，有无确定的轨道；所说的轨道形状是表示原子轨道在三维坐标系中的分布情况，还是表示电子运动的轨迹；电子云上的小黑点是表示电子出现的几率，还是表示电子数目。在此基础上就能找到探究该问题的方法。
典题导考
绿色通道：氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱。玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对多电子原子的光谱却遇到困难。另外原子中没有确定的半径，原子半径是电子运动出现的“区域”。
【典题变式1】下列说法正确的是（）
A.氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一
B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱
D.原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运动着
答案：B
绿色通道：主量子数（n）是决定电子能量的主要因素，角量子数确定原子轨道的形状并在多电子原子中和主量子数一起决定电子的能级。
【典题变式2】能说明两个电子具有相同的能级的量子数为（）
A.n
B.n、m
C.n、l
D.m、l
答案：C
绿色通道：主量子数n取正整数，角量子数l最小值为0，最大取n-1，而磁量子数m可取0，±1、±2……，±l；共（2l+1）个值。自旋磁量子数m s，表示一种奇特的电子的量子化运动状态，与原子轨道无关。
判断给出的各组量子数的组合是否合理的方法：首先确定n、l、m关系n＞l≥m，l和m可以为零，但n和m s不可为0，n、l、m可有多种取值，而m s只有两个取值为±。
【典题变式3】下列几组量子数能够同时存在的是（）
A.3，2，2，-
B.3，0，-1，+
C.2，2，2，2
D.1，0，0，0
答案：A
绿色通道：电子云图中的黑点绝无具体数目的意义，而有相对多少的意义。单位体积内黑点数目较多（黑点密度较大），表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较大；单位体积内黑点数目相对较少（黑点密度较小），表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较小。
电子的运动无宏观物质那样的运动规律，但有它自身的规律。电子云就是人们采用的描述电子运动规律的形象比喻，电子云图恰当地表示了电子运动的规律。
【典题变式4】下列关于氢原子电子云图的说法正确的是（）
A.黑点密度大，电子数目大
B.黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大
C.电子云图是对电子运动无规律的描述
D.电子云图描述了电子运动的客观规律
答案：BD23303 5B07 嬇 >#€40717 9F0D 鼍34381 864D 虍33211 81BB 膻40632 9EB8 麸M# M23919 5D6F 嵯25258 62AA 抪
原子结构理论模型发展史 道尔顿的原子模型 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论，提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点[11]： ①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成； ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，主要表现为质量的不同； ③原子是微小的、不可再分的实心球体； ④原子是参加化学变化的最小单位，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或者消失。 虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但，道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中摆脱出来，道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 葡萄干布丁模型 葡萄干布丁模型由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型，汤姆生认为[11]： ①正电荷像流体一样均匀分布在原子中，电子就像葡萄干一样散布在正电荷中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消； ②在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。 汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。 土星模型 在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年，日本科学家提出了土星模型，认为电子并不是均匀分布，而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[16]。 行星模型 行星模型由卢瑟福在提出，以经典电磁学为理论基础，主要内容有[11]： ①原子的大部分体积是空的； ②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核； ③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。 随着科学的进步，氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。 玻尔的原子模型 为了解释氢原子线状光谱这一事实，卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是[12]： ①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit)上绕原子核运动，不辐射能量 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），且能量是量子化的，轨道能量值依n（1，2，3，...）的增大而升高，n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K（n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。 ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱，但对于更加复杂的光谱现象却无能为力。现代量子力学模型 物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人，经过13年的艰苦论证，在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象，其核心是波动力学。在玻尔原子
课题2 原子的结构 第1课时原子的构成相对原子质量 教学过程 情景导入 第二次世界大战的时候日本对我国进行了非常不人道的侵虐，当时穷 凶极恶的日本侵略者最后为什么会投降呢？那是因为美国给日本投了两颗 原子弹，原子弹爆炸产生的巨大杀伤力摧毁了日本最后的斗志……继而“问 题激疑”引入新课。 【问题激疑】为什么“原子弹的爆炸”会产生如此巨大的能量呢？要了解 这个问题，我们首先要弄清原子结构的奥秘。 合作探究 探究点一原子的构成 提出问题原子是化学变化中的最小粒子。在化学变化中原子不能再分，通过其他变化或方法原子还可以再分吗？ 交流讨论阅读教材讨论归纳，了解原子的构成。 归纳总结 1.构成： 质子（每个质子带1个单位正电荷） 原子核 原子中子（不带电） 核外电子（每个电子带1个单位负电荷） 2.原子中核电荷数、质子数、核外电子数的关系 （1）原子不显电性，是由于原子核所带正电荷数（即核电荷数）和核外电子所带负电荷数电量相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。 （2）在原子中，原子核所带的正电荷数（核电荷数）就是所有质子所带的电荷数（中子不带电），而每个质子带1个单位正电荷，因此，核电荷数=质子数，由于原子核内质子数与核外电子数相等，所以在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数。 （3）根据分析教材中“几种原子的构成”的数据可知：①在原子中质子数不一定等于中子数。②并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成的。如氢原子。③不同种类的原子，核内的质子数不同。
探究点二 相对原子质量 提出问题 原子虽小但也有质量和体积，它的质量如何表示呢？ 交流讨论 阅读教材讨论归纳，了解相对原子质量。 归纳总结 （1）定义：国际上以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子质量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量。 （2）表达式：相对原子质量＝12 1*碳原子质量该原子的质量 （3）跟质子和中子相比，电子质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上。即相对原子质量≈质子数+中子数。 知识拓展 板书设计 第1课时 原子的构成、相对原子质量 一、原子的构成 质子（每个质子带1个单位正电荷） 原子核 原子 中子（不带电） 核外电子（每个电子带1个单位负电荷） 在原子里，核电荷数=质子数=核外电子数 二、相对原子质量 1.定义： 2.公式：某原子的相对原子质量＝12 1*碳原子质量该原子的质量 3.相对原子质量=质子数+中子数
第一节原子结构 教学目标： 知识目标： 1．复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和A Z X的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。 2．了解关于原子核外电子运动特征和常识。 3．理解电子云的描述和本质。 4．了解核外电子排布的初步知识，能画出1～号元素的原子结构示意图。 能力目标： 培养自学能力、归纳总结能力、类比推理能力。 教学重点：原子核外电子的排布规律。 教学难点：原子核外电子运动的特征，原子核外电子的排布规律。 (第一课时) 教学过程： [复习]原子的概念，原子的构成，原子为什么显电中性？ [板书]一、原子核 1。原子结构 质子： 1.6726×10-27kg 原子核 原子中子： 1.6748×10-27kg 电子： 1.6726×10-27kg/1836 注意：核电荷数=质子数=电子数近似原子量=质子数+中子数原子的粒子间的关系： 决定元素种类的是：，决定原子质量的 是： 决定元素化学性质的主要是：，决定原子种类的是： 1.6726×10-27kg 1.66×10-27kg 2．质量数 质子的相对质量= =1.007≈1 1.6748×10-27kg 1.66×10-27kg 中子的相对质量= =1.008≈1 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值整数加起来，所得的数值叫质量数（A） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） N = A – Z 练习：用A Z X表示原子： （1）求中性原子的中子数：N= （2）求阳离子的中子数，A X n+共有x个电子，则N=
（3）求阴离子的中子数，A X n-共有x个电子，则N= （4）求中性分子或原子团的中子数，12C16O2分子中， N= （5） A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-离子所含电子的物质的量为 ： . 二、核外电子运动的特征 请一位同学讲述宏观物体的运动的特征。 比较电子的运动和宏观物体的运动。 1．核外电子运动的特征： （1）带负电荷，质量很小。 （2）运动的空间范围小。 （3）高速运动。 学生阅读课本P91，播放电子云形成的动画。 2．电子云 电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以人们形象地把它叫做“电子云”。 注意：（1）图中的每个小黑点并不代表一个电子，小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少。 （2）“电子云”是核外电子运动的一种形象化表示。 1．已知一种碳原子（质子数、中子数均为6）的一个原子的质量为m kg，若一个铁原子的质量为n kg ，则铁的原子量是 2．以下有关电子云的描述，正确的是（） A 电子云示意图的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少 B 电子云示意图中的每一个小黑点表示一个电子 C 小黑点表示电子，黑点愈多核附近的电子就愈多 D 小黑点表示电子绕核作圆周运动的轨道 第二课时 [复习]1。原子的结构。 2．电子云的概念及核外电子运动的特征。 对于多电子的原子，核外电子的运动要复杂一些，通常，能量低的在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的区域运动。 三、原子核外电子的排布 1．电子层 层序数 1 2 3 4
课题18.2原子的核式结构模型 学习目标1、知道卢瑟福a粒子散射实验 2、知道原子的核式结构模型 3、理解卢瑟福的原子核式结构学说对a粒子散射实验的解释 学习重难 点 学法指导 预习评价 课堂学习流程设计 【课程导学】 通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。既然电子是带负电的，质量又很小，那么原子中一定还有带的部分，它具有大部分的原子质量。那么原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？ 请你根据这些推测来设计一种原子模型 一、汤姆孙的原子模型 1、带着猜想，阅读第一自然段，完成刚才的问题。 2、汤姆孙的“西瓜模型”：
二、α粒子散射实验 汤姆孙的原子模型提出后，他的学生卢瑟福想用实验的方法来加以论证。由于原子是微小的，无法直接观察它的内部结构，卢瑟福发现研究原子的有效办法是利用高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。在这样的思想方法的指导下1909-1911年卢瑟福和他的助手盖革，学生马斯登等做了用α粒子轰击金箔的实验，也就是著名的α粒子散射实验。 1、自主学习（阅读α粒子散射实验，完成下列问题） 1）什么是α粒子？为何选用α粒子来做实验？ 2）实验装置中用到哪些器材？有何作用？ 放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射粒子。 金箔：被轰击的对象，厚度 显微镜：能够围绕金箔在水平面内转到不同的方向，对散射的α粒子进行观察。 荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上，可以记录在某一时间内某一方向散射的α粒子数。 3）实验过程 4）观察到的实验现象如何？ （1）绝大多数的α粒子穿过金箔后； （2）少数粒子发生了； （3）极少数粒子（约有1/8000）的偏转角θ超过90°，甚至有个别粒子。 5）实验现象分析： （1）按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。
【学习目标】 1、知识目标：了解原子的构成。 2、学习目标：通过参与科学家对原子结构的探究实验，提高学生的实验探究能力。 【重点、难点】原子的构成 【教学过程】 ［创设情景］人类在很久以前就意识到物体有大有小，而且它们总可以分解成更小的部分，那么人们到底能够将物质粉碎到多小的程度呢？这个问题一直吸引着勤于思考的人们。 ［活动与探究——像科学家一样思考 ［猜想］以“我想象中的原子结构”为题，请提出你的假设。 ［交流讨论］学生以小组为单位交流各自的想法。 ［小组汇报］学生甲：我们小组认为，原子像一个实心球体。 学生乙：原子像一个乒乓球。 学生丙：原子像一个桃子。 ［点拨转入］同学心中的原子，各式各样，各不相同。随着科学技术的发展，在19世纪初，科学家们终于通过实验验证了原子的存在。英国化学家道尔顿提出了近代科学原子论：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构 成那么原子能不能再分？原子具有怎样的结构？这就是今天我们要研究的课题。我们将沿着科学家的足迹努力探索，共同打开原子世界的大门。 活动与探究——体验科学的魅力 师：请同学们根据以下科学史实，合作探究原子的结构。汤姆森是通过怎样的实验进行科学研究，才有这个伟大的发现的呢？ 课件展示汤姆森的低压气体导电实验 实验探究一汤姆森低压气体导电实验 1897年英国科学家汤姆生利用某种装置使得气体中所含的某种粒子射出。特别是他发现这些粒子在正负电极板的作用下发生如下图所示的偏转。示意图如下： 请同学们根据实验讨论分析： 1、射出的这些粒子是原子吗？为什么？你认为这种微粒的带电情况如何？为什么？ 2、你觉得原子能不能再分？原子中能不能只含有这种粒子？
教案 课题：第一节原子结构（2）授课班级 课时第二课时 教学目的 知识 与 技能 1、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 2、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 3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基态和激发态的涵义 5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 过程 与 方法 复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感 态度 价值观 充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学 的兴趣。 重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式 知识结构与板书设计三、构造原理 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错” 3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。 5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱 1、基态—处于最低能量的原子。
课题2原子的构成（第一课时） 【核心素养】 从原子结构模型、理论的发展历程中，让学生体验假说、模型、实验等方法在微观世界研究中的作用。 【教学目标】 1?知道原子的结构； 2.知道原子结构的发现史。 【教学重点】原子的构成，依据现象分析本质的思维方法 【教学难点】原子的结构 【教学方法】自学探究，小组合作 【课前准备】 学生完成教师发布的课前预习任务，教师通过预习反馈，了解学生的薄弱点。 【教学过程】
课题2:原子的结构（第一课时） 导学案 一、学习目标： 1知道原子结构的发现 2知道原子的结构 【情境导入】 1945年7月16日人类第一颗原子弹爆炸成功，原子弹的巨大威力是如何产生的
呢？ 二.自主探究：了解原子的结构 问题1：从资料上看原子结构的发现主要经历了哪几个阶段？请用简洁的语言概括每个阶段的核心观点和探究方法。
过渡：那么科学发展到今天，人类又是如何认识原子结构的呢? 【阅读】教材第53页的内容，完成以下问题 1描述原子的构成，充分想象原子的空间结构。 原子的构成 厂| ____ （带一个单位的_____ ） 原子三（带—电）［ _________ （不带电） （____） L_________ （带一个单位的___________ ） 2 .原子中有带电的粒子，那么整个原子为什么不显电性？归纳：原子中 核电荷数= __________ 数= _________ 数 3.小组合作： 根据表3-1,几种原子的构成，你能找出哪些规律？ 思考讨论 通过今天的学习，你认为资料上的几位科学家的原子结构理论有哪些不足? 从中你得到什么启示？ 课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？
鲁科版化学选修3《原子结构模型》教案 【学习目标】 1、知识与技能目标 （1）了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。初步认识原子结构的量子力学模型 （2）能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。 （3）能用n、ι、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态。 （4）知道n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制 （5）了解原子轨道和电子云的概念及形状，能正确书写能级符号及原子轨道符号 2、过程与方法目标 （1）通过介绍几种原子结构模型，培养学生分析和评价能力。 （2）通过原子结构模型不断发展、完善的过程，使学生认识到化学实验对化学理论发展的重要意义，使学生感受到在学生阶段就要认真作实验、认真记录实验现象。 （3）通过自主学习，培养学生自学能力和创造性思维能力。 （4）通过介绍四个量子数及有关量子限制，使学生感受到科学的严密性。 3、情感态度·价值观目标 （1）通过原子结构模型不断发展、完善的过程教学，培养学生科学精神和科学态度。（2）通过合作学习，培养团队精神。 【学习重点】1、基态、激发态及能量量子化的概念。 2、利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。 3、用四个量子数描述核外电子的运动状态。 【学习难点】1、n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制。 2、原子轨道和电子云的概念 第1课时 【自主预习提纲】 一、原子结构理论发展史： 1、1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家，1903 年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。 二、必修中学习的原子核外电子排布规律： (1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分为______
第一节原子的构成教案 [教学目标] 知识与技能： 1、知道原子的构成、原子核外电子是分层排布以及原子质量的计算。 2、了解原子结构的表示方法，知道原子结构示意图的含义。 3、了解原子最外层电子数与元素化学性质的关系。 过程与方法： 1、通过想像、猜想—探索、证明—归纳和学生间相互讨论、交流，增强学生归纳知识、获取知识的能力。 情感态度与价值观： 1.培养学生对微观世界学习的乐趣，初步体会物质构成的奥秘，培养抽象思维能力、想象力和分析推理能力。 2.树立“结构决定性质”、“物质的微粒性”等辩证唯物主义观。 [教学重点、难点] 1、教学重点：原子的结构、离子的形成、原子质量计算。 2、教学难点：核外电子的排布。 3、[教学过程] 一、原子的构成 1.提问：（1）什么是分子、原子？ 分子是保持物质化学性质的最小粒子。 原子是化学变化中的最小粒子。 （2）分子和原子的最大区别是什么？ 在化学变化中，分子可以再分成原子，而原子不能再分。 2. 发挥想象，说说你对原子的最初认识，原子的外形可能是什么样的？ （1）猜想：原子不能分。 1)、原子可能是一个实心球体。 2)、原子可能像一个乒乓球。 3)、原子可能像一个樱桃。 …………
19世纪末前的科学家，如道尔顿。当时人们都认为原子不可分 其实，原子不是一个个简单的、实心的球体，而是一个空心球，几个小粒子围绕着一个大粒子运动。但这些粒子是什么呢？ 其中居于原子中心的大粒子就是原子核，原子核带正电；小粒子就是电子，电子带负电，它们在原子核外的一定范围内作高速的运动。 原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。 原子的构成示意图原子结构模型图 （2）原子核还能不能再分呢？ 想一想原子弹的爆炸？ 原子弹爆炸正是利用原子核裂变时产生的巨大能量，这说明原子核还能再分。科学研究表明：原子核也不是简单的、不可分割的，它由质子和中子两种粒子构成。 科学研究还发现，质子带正电，中子不带电。 构成原子的粒子的电性和质量（表1）
1.2.1 原子结构与元素的性质（第2课时） 知识与技能： 1、掌握原子半径的变化规律 2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质 3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系 4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系 5、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 教学过程： 【复习】元素周期表结构，核外电子排布式书写。 【板书】二、元素周期律 【提问】思考回答元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化有什么规律? 【回答】同周期的主族元素从左到右，最高化合价从+1～+7，最低化合价从－4～－1价，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 【讲解】元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，称为元素周期律。元素周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。 【板书】元素周期律：元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。 1、原子半径 【讨论】原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。这两个因素怎样影响原子半径？ 【总结】电子的能层越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大；而核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小。这两个因素综合的结果使各种原子的半径发生周期性的递变。 【板书】影响因素：能层数、核电荷数。 【投影】主族元素的原子半径如图l—20所示。 【学与问】元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势?周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势? 【回答】原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个是核电荷数。显然电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，所以同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。而当电子能层相同时，核电荷数越大，核对电子的吸引力也越大，将使原子半径缩小，所以同周期元素，从左往右，原子半径逐渐减小。 【板书】2、电离能 【讲解】气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。 【板书】（1）电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。
4月12日学科高中化学年级高二作者 课题1-1-1 原子结构（1）课时 1 课型新授【学习目标】 1.了解原子核外电子的运动状态 2.了解原子结构的构造原理 3.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 【知识链接】 原子模型的发展史： 不同时期的原子结构模型: 古希腊原子论道尔顿原子模型(1803年)汤姆生原子模型(1904年) ___________________ (1911年)玻尔原子模型(1913年)_______ ___________(1926年) 【自主学习】 一、原子的诞生 ________是宇宙中最丰富的元素。地球上的元素大多数是________，非金属(包括稀有气体)仅有________种。 二、能层与能级 1．多电子原子的核外电子的能量是________的，按________________可以将电子分成不同的________，用符号___________________分别表示相应的1～7能层。各能层最多可容纳的电子数分别为________。 2．多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能________，还可以分成________。在第n能层中，能级符号的顺序是________。 能层… 符号… 电子离 核远近 电子能 量高低 能级… 最多容纳电子……
数 1．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在什么关系？ 2．不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数(n)间存在什么关系？ 3．不同层中，符号相同的能级中所能容纳的最多电子数是否相同？ 三、构造原理 即电子排布的能级顺序 1.比较同一能层的不同能级间的能量关系 2.比较不同能层的相同能级间的能量关系 3.是不是能层越高，能级的能量一定越高？ 4.观察构造原理图示,原子核外电子排布应遵循的顺序是： 四、电子排布式 1.电子排布式表示方法：用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。
电子云原子轨道泡利原理洪特规则 【教学目标】 了解电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则 【重点难点】 电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则 【教学过程】 一、引言： 01．20世纪初，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系，提出了原子的行星模型，认为核外电子像行星绕着太阳运行那样绕着原子核运动，玻尔还因此于1916年获得诺贝尔物理奖，然而在后来的十年里，玻尔的行星模型却被彻底否定了，你知道为什么吗？ 02．那是因为电子是一种质量极小的微观粒子，电子在核外的运动速度又接近光速，因此电子的运动和光一样，具有波粒二相性。此时，不可能像描述宏观物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处。而只能用统计的方法，确定它在原子中某一区域内出现的概率。 03．就以最简单的原子氢原子为例，这种概率统计的结果如何？有 何规律？ 二、指导阅读： 01．假想给电子拍照，然后把照片叠加在一起得到电子云图像（右图）。 02．把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图，该 轮廓图即为原子轨道。
03．s能级的原子轨道和p能级的原子轨道图分别如下，由此可见：s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道是纺锤形的，每个p能级的3个原子轨道相互垂直。 三、基态原子电子排布图： 01．描述核外电子的运动状态，你已经了解了哪几个方面？ 02．写出原子序数为3-10的电子排布式，到此，你能解释下列电子排布图吗？ 03．阅读：泡利原理、洪特规则、电子自旋。 四、小结： 01．描述电子运动状态应从哪几方面着手？ 02．构造原理解决了哪些方面的问题？其余问题靠什么解决的？
03．可见，学习原子结构的方法如何？ 五、课后作业： 01．图1和图2分别表示1s电子的概率分布和原子轨道。下列说 法正确的是（） A．图1中的每个小黑点表示1个电子 B．图2表示1s电子只能在球体内出现 C．图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴 D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置 02．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，其理论依据是（）A．构造原理B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理 03．电子排布在同一能级时，总是（）A．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同 B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反 C．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同 D．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反 04．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有（）A．1种 B．2种C．3种 D．8种 05．下图中，能正确表示基态硅原子的是（） A B C D
第四章第一节 原子结构与元素周期表 第1课时 《原子结构》学案 【学习目标】 1、认识原子结构，了解原子核外电子的排布。 2、能够正确书写1～20号元素的原子结构示意图。 【学习重点】原子结构及核外电子的排布。 【学习难点】核外电子排布规律。 【课前预习】 一、原子的构成 1．构成 （1）原子????? 原子核?? ? 质子(相对质量近似为1，带1个单位正电荷）中子（相对质量近似为1，不带电）核外电子(带1个单位负电荷) （2）关系： （电中性原子中）。 2．质量数 （1）概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有 和 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫作质量数。 （2）关系：质量数（A ）＝ （Z ）＋ （N ）。 二、核外电子排布 1．电子层 （1）概念：在多电子原子里，把电子运动的 的区域简化为 ，称作电子层。 （2各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 离核远近 由 到 能量高低 由 到 2．电子分层排布 （1）能量最低原理 核外电子总是优先排布在 的电子层里，然后再由里往外排布在 的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。 （2）电子层最多容纳的电子数 ①第n 层最多容纳 个电子。如K 、L 、M 、N 层最多容纳电子数分别为 。 ②最外层电子数目最多不能超过 个（K 层为最外层时不能超过 个）。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过 个。 3．（1）原子（离子）结构的表示方法，如下所示 （2）原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中， 二者则不相等。如： 阳离子： 。 阴离子： 。
第三单元物质构成的奥秘 课题2 原子的结构 丽泽中学张涛 【教学目标】 1、知识与技能：了解原子是由质子、中子和电子构成的。初步了解相对原子质量的概念，并学会查 找相对原子质量表。 2、过程与方法：学会运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁，充分发挥学 生的空间想象力，运用形象恰当的比喻来加深对微观世界的认识。 3、情感态度价值观：了解世界的物质性和物质的可分性，进行辩证唯物主义教育。培养学生善于想 象、敢于创新的精神。 【重点难点】 重点：原子的结构及相对原子质量， 难点：核电荷数、质子数和核外电子数的关系以及相对原子质量概念的形成。 【学情分析】本课题是学习化学的理论基础。对学生而言，研究一种看不见的粒子的构成会有很大困难。 因为学生缺乏粒子的观点，在第三单元学习水的组成时，借助水电解的微观解释图片或动画，从感性上可能会认为原子是一种实心球体。 本课题要帮助学生形成化学科学概念、知识和方法，以及观察物质的独特视角，即通过宏观物质研究其元素组成和微观结构，帮助学生更深入地认识物质的微观构成，为认同“物质是可分的” 辩证观点奠定一定的基础。 学生主要的困难是缺乏微观想象力，对原子的理解是实心球体，对原子构成粒子的种类、带电量和电性主要靠记忆，容易出现张冠李戴的情况。 【教学过程】
过20世纪整整一个世纪的努力，科学家不但打开了原子的 大门，而且发现小小的原子内部结构十分复杂。科学实验 证明在原子中心还有一个原子核。原子的结构究竟怎样 呢？ 学习兴趣 【播放动画】动画部分内容为原子的中心有一个很小的球体，一些粒子围绕球体在高速旋转运动。 通过观看动画，加深对原子结构的了解。 【讲述】原子很小，一个原子跟一个乒乓球体积相比，相 当于乒乓球跟地球的体积之比。原子核比原子的体积又小 得多，若把原子比成一个庞大的体育场，而原子核只相当 于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个 空间里作高速运动。（原子核的体积约占原子体积的几万亿 分之一） 想象 【板书】一、原子的构成 原子核（+） 原子（电中性） 核外电子（-） 【讲解】原子核的质量几乎是整个原子的质量，原子核虽 小，但还可以再分。现代原子能的利用、原子弹的爆炸， 就是利用了原子核裂变所放出的巨大能量。那么原子核又 是怎样构成的呢？?实验证明：原子核是由带正电的质子和 不带电的中子构成。其中质子数决定了原子的种类。如： 碳原子 【讲解】每个质子带一个单位正电荷，中子不带电，每个 电子带一个单位的正电荷。 【板书】 质子（+）：每个质子带一个单位 正电荷 原子核 中子（不带电） 原子 核外电子：每个电子带一个单位负电荷 【讲解】每个质子带一个单位正电荷，中子不带电，原子 核所带的正电荷总数“核电荷数”等于核内质子数 【投影】表4-2 几种原子的构成【提问】1、是否所有原子中都含有中子？ 2、核电荷数、质子数、核外电子数、元素 序号之间有何关系？ 3、中子数与质子数一定相等吗？ 4、为何原子不显电性？讨论问题，提高分析能力 【板书】原子组成中的规律：
第一章第一节原子结构（第二课时） 教学目标： 1、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 2、知道原子的基态和激发态的涵义 3、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 重点难点:能量最低原理、基态、激发态、光谱 教学过程： 〖引入〗在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢？ 创设问题情景：利用录像播放或计算机演示日常生活中的一些光现象，如霓虹灯光、激光、节日燃放的五彩缤纷的焰火等。 提出问题：这些光现象是怎样产生的? 问题探究：指导学生阅读教科书，引导学生从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。 问题解决：联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。 应用反馈：举例说明光谱分析的应用，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以让学生在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展他们的知识面。 〖总结〗 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 处于最低能量的原子叫做基态原子。 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 〖阅读分析〗分析教材p8发射光谱图和吸收光谱图，认识两种光谱的特点。 阅读p8科学史话，认识光谱的发展。 〖课堂练习〗 1、同一原子的基态和激发态相比较（） A、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定 C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定 2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（） A、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火 C、金属导线可以导电 D、卫生丸久置后消失 3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（） A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少 C．电子离原子核的远近 D．原子核外电子的大小 4、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级跃迁时 ( ) A. 产生的光谱为吸收光谱 B. 产生的光谱为发射光谱 C. 产生的光谱线的条数可能是2 条 D. 电子的势能将升高.
第一章 原子结构与元素周期律 第一节 原子结构 一．教材分析 （一） 知识脉络 通过初中的化学学习,同学们已经知道原子是由原子核和核外电子构成的。本节教材，就是要在已有经验的基础上继续深入地探讨原子核的结构以及核外电子的排布的规律，并利用原子结构的知识解释某些元素的部分性质，使学生初步了解原子的最外层电子排布与元素的性质(得失电子能力、化合价等)的关系。同时，通过原子结构知识的学习，为后阶段学习元素周期律、元素周期表和分子结构打下基础。 （二）知识框架 （三）新教材的主要特点： 新教材（必修）与旧教材相比，删掉了描述核外电子运动特征的电子云；降低了核外电子排布规律的要求；增加了原子结构示意图，元素的部分化学性质与原子的最外层电子排布的关系；调整了核素、同位素在教材中出现的位置。使得它更符合知识的逻辑关系，符合学生认识规律。同时，新教材更注重了让学生参与学习，提高了学生学习的主动性，更注重了学生能力的培养。 二．教学目标 （一） 知识与技能目标 1．引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和 A Z X 的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。 2.引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出1～18号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。
（二）过程与方法目标 通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 (三)情感态度与价值观目标 1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识,了解微观世界的物质性,从而进一步认识物质世界的微观本质；通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。 2.通过人类探索原子结构的历史的介绍，使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神，体验科学研究的艰辛与喜悦。 3.通过“化学与技术----放射性同位素与医疗”,引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。 4.通过“未来的能源----核聚变能”,引导他们关注与化学有关的热点问题,形成可持续发展的思想。 三．教学重点、难点 （一）知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。 （二）方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。 四．教学准备 （一）学生准备：上网查阅，14 6C在考古上的应用；核素、同位素在生产和生活中的应用。搜集有关原子结构模型的资料。 （二）教师准备：教学媒体、课件、相关资料。 五．教学方法 问题推进法、讨论法。 六．课时安排 2课时 七．教学过程 第1课时 【提问】化学变化中的最小微粒是什么? 【学生回答】原子是化学变化中的最小微粒。 【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。 【点评】开头简洁，直截了当，由初中相关知识提出问题，过渡到原子结构的学习。 【板书】第一节原子结构 【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢? 【学生思考、回答】
人教版九年级化学上册第三单元物质构成的奥秘课题2 原子的结构(第二课时)教学设计 一、教材分析 教材中本节课内容包括核外电子排布和离子形成两部分的内容。学生在课题1的学习中，知道许多物质是由分子、原子构成的，本节课介绍构成物质的另一种粒子——离子。该知识是上节课原子的结构的延伸，也为其后第十单元及第十一单元的酸碱盐知识的学习奠定基础，可见本节课内容的重要性。 教材第一部分先从核外电子运动的特点引出电子层的概念并介绍核外电子的分层排布规律，通过1-18号元素的原子结构示意图初步展示核外电子的分层排布。随后引入“相对稳定结构”概念，从而归纳非金属、金属元素的最外层电子数的特点及其得失最外层电子的趋势。第二部分以钠与氯气反应的实例加以拟人的卡通图说明离子是如何形成并通过静电作用形成化合物的，同时介绍离子符号的书写。最后以一个总结性的图表概括描述物质与其构成粒子之间的关系。可见，教材通过宏观、微观、符号三种表征方式介绍、分析离子的形成。 由此可知，离子的形成应该是本节课中教材强调的重点，前面核外电子排布的知识是为离子形成的讲解做铺垫的。 二、学情分析 对于微观理论，虽然学生在物理课中了解了一些，但微观世界无法用肉眼直接看到，学生形成不了表象认识，抽象的化学概念学生不容易理解和掌握，只有通过学生熟悉的日常现象，提出问题，引起学生思考，解释学生已有的现象，把微观世界的探索引向深入，完成学生微观理论的形成。 三、教学目标 1.知识与技能 （1）通过形象的比喻，知道核外电子运动特点是分层排布的； （2）通过离子形成过程的学习，知道离子符号的含义，学会书写离子符号；
（3）初步认识离子是构成物质的一种微粒； （4）通过本节课小结部分，能描述物质与其构成粒子之间的关系。 2.过程与方法 （1）通过观察、归纳的方法总结出原子最外层电子数与元素的类别和性质的密切关系; （2）通过角色扮演NaCl的形成，了解离子的形成过程； （3）通过模型展示等方法，会在宏观物质与微观粒子之间建立联系。 3.情感态度与价值观 （1）通过了解物质与其构成粒子之间的关系，初步形成物质的微粒观； （2）初步了解世界的物质性。 四、教学重点与难点 1.教学重点 原子的核外电子排布、离子的形成过程 2.教学难点 核外电子运动的特点、离子的形成过程，初步认识离子是构成物质的一种粒子 五、教学策略 为了突破本课题当中的重难点及完成既定的教学目标，根据化学三重表征理论，设计以下教学策略进行课堂教学： 1.形象比喻策略：核外电子运动的特点是教学难点，可通过形象的比喻进 行教学，降低学生对于微观知识的认知负荷。核外电子的运动没有固定的轨道，但却有经常出现的区域，这就如同学们每天在课室大楼里面活动的地点不是固定的，但却有经常出现的区域——那就是同学们上课的课室所在的楼层附近。因而，在各个楼层上课的同学时常出现的区域当然也应该是在各自不同的楼层了。根据这个比喻可以顺利转向核外电子分层排布内容的学习。 2.指导发现策略：首先向学生展示按一定规律排列的1~18号元素的原子结 构示意图，然后通过以下问题指导学生归纳核外电子排布的规律：①稀有气体的最外层电子数有多少个？②非金属元素、金属元素的原子的最外层电子数又
第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 [学习目标定位] 1.知道原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容。2.知道基态、激发态和原子光谱等概念，认识原子光谱分析的应用。 一 原子结构模型的演变 1．阅读教材，将下列各原子结构模型的名称及相关科学家的名字填入表中： 中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。卢瑟福因此被誉为“原子之父”。 [归纳总结] 1．由于道尔顿最早提出了原子论，合理地解释了当时的一些化学现象和规律，给化学奠定了唯物主义理论基石，所以道尔顿被誉为近代化学之父。 2．从原子结构模型的演变过程可以看出，人类对原子结构的认识过程是逐步深入的。虽然很多科学家得到了一些错误的结论，但对当时发现真相作出了一定的贡献。 3．随着现代科学技术的发展，科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜来拍摄表示原子图像的照片并且能在晶体硅表面上用探针对原子进行“搬迁”。 [活学活用] 1．自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子假说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是( ) A ．道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题 B ．汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的 C ．卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体
积的关系 D ．玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱 答案 C 解析 道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，故A 选项是错误的；汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题，故B 选项是错误的；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式原子结构模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，故C 选项是正确的；玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，故D 选项是错误的。 2．道尔顿的原子学说曾起了很大的作用。他的学说包含下列三个论点： 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。 从现代的观点考虑，你认为三个论点中不确切的是___________________________。 答案 ①②③ 解析 根据现代物质结构的观点可知原子是由原子核和核外电子构成的，因此可以再分；由于存在同位素，因此质子数相同的同种原子也会因中子数不同而导致其质量和物理性质不同，但其化学性质相同；原子核的体积很小，原子中大部分为空隙，电子在核外作 高速运动。 二 氢原子光谱和波尔的原子结构模型 1．阅读教材，回答下列问题： (1)处于最低能量状态的原子称为基态原子。若基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至能量较高轨道成为激发态原子。 (2)原子基态与激发态相互转化间的能量变化 基态原子 吸收能量释放能量激发态原子 2．光是电子释放能量的重要形式之一。在日常生活中，大家看到的许多可见光(如灯光、霓虹灯光、激光)和节日燃放的焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 (1)不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为谱学分析。 (2)氢原子光谱是线状光谱而不是连续光谱，是由于氢原子光谱源自核外电子在能量不