下载文档原格式
第四章物质结构元素周期律4.1.2 原子结构与元素的性质一、教材分析本课时是教材第四章第一节第二课时的内容，该课时是在学习了原子结构和元素周期表的基础上，以碱金属和卤族元素为代表，深入研究两个主族元素的原子结构、元素性质的相似性和递变性。
通过该课时的学习，可以让学生对于同主族元素性质有较清晰的认识，对于常见的活泼金属和活泼非金属有一定的了解。
通过对碱金属元素和卤族元素性质的研究来探究元素性质与原子结构的关系，能够知道金属和非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
在新教材的编排中，更加注重概念理论知识的建构过程和各部分知识间的联系。
核心教学活动凸现了概念理论的建构过程，更注重科学学习方法的教育。
二、学情分析在之前的学习中，学生已经知道了原子核外电子排布的规律，能够给出主族元素的核外电子排布；学生也知道元素周期表中元素的排列是由该元素原子的核外电子排布决定的，能够明确主族元素的电子层数、最外层电子数与其在周期表中的位置之间的关系；同时在第二章的学习中，学生知道了金属钠和非金属氯的基本性质。
但是，学生没有清晰的元素变化规律的认识，还不能将周期表与元素的原子结构以及元素性质相联系。
通过本课时的学习，学生可以建立同主族元素性质的相似和递变的简单模型，为今后元素周期律的学习打下坚实的基础。
三、素养目标【教学目标】1.通过展示-探讨-总结的教学环节，初步掌握元素的性质与原子结构的关系、初步学会总结元素的性质递变规律的能力。
2.通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法—逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法。
3.通过对同主族元素性质的探究，使学生融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。
【评价目标】1.通过对碱金属及卤族元素性质递变性的实验探究，诊断并发展学生实验探究的水平（定性水平和定量水平）。
2.通过对原子结构影响化学性质的分析及总结，诊断并发展学生对元素“位-构-性”的认识进阶（物质水平、元素水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。
第四章物质结构元素周期表一、原子结构1．原子的构成-27Z2．原子微粒间的数量关系：①质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N)②中性原子：核电荷数＝质子数＝核外电子数③阳离子：质子数=核电荷数=核外电子数+离子电荷数④阴离子：质子数=核电荷数=核外电子数-离子电荷数3．粒子的结构示意图(1)表示方法结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
如：(2)原子结构示意图和离子结构示意图的比较结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。
原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数；离子结构示意图中，二者则不相等，其差值均为离子所带电荷的数值。
例如：4、原子核外电子的排布多电子的原子中，电子的能量是不相同的，所以它们通常运动的区域离原子核也远近不同，也就有了核外电子的分层排布，也就有了核外电子的排布规律。
（1）电子层原子是由原子核和核外电子构成的。
在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。
我们就把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子K L M N O P Q5．核外电子的排布规律经过大量的科学实验和理论分析，我们得知核外电子的排布遵循以下规律：（1）核外电子是分层排布的，并且电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由里及外排布在能量稍高的电子层里。
即排满K层再排L层，排满L 层再排M层。
（2）每一电子层里最多容纳电子数为2n2。
即第一电子层最多容纳2个，第二电子层最多容纳8个，第三电子层最多容纳18个……（3）最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）。
（4）次外层电子数不超过18个，倒数第3层电子数不超过32个。
说明：要弄清楚以上排布规律的原因，还需要学习更多更有趣的知识，这部分知识在化学选修三《物质结构与性质》。
注意：①以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。
②上述为核外电子排布的初步知识，只能解释1～18号元素的结构问题，若要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其他规律。
第1课时 原子结构目标与素养：1.认识原子结构。
(微观探析)2.了解原子核外电子的排布。
(微观探析)3.能够正确书写1～20号元素的原子结构示意图。
(宏观辨识与微观探析)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：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(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，将原子核内所有质子和中子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 )＝质子数(Z )＋中子数(N )。
二、核外电子排布1．电子层(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系(1)能量最低原理核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，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2n2个电子。
如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18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：核外电子数小于核电荷数。
阴离子：核外电子数大于核电荷数。
微点拨：①电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。
②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。
如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。
其原子结构示意图为而不应该是。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成( )(2)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17( )(3)锂的原子结构示意图是 ( )(4)某原子M层电子数为L层电子数的4倍( )[答案](1)×(2)√(3)×(4)×2．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是( )C[A项不符合能量最低原理，应该先排满K层再排L层；B项不符合各层最多排2n2个电子，K层最多排2个电子；D项不符合最外层最多只能排8个电子。
人教版高一化学《原子结构》第1课时一、教学目标（一）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（二）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。
（三）情感、态度和价值观：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。
二、教学重难点：1、能层、能级的表示。
2、每一个能层、能级所容纳的最多电子数。
三、教学方法：复习法、延伸归纳法、讨论法、引导分析法四、教学过程一、开天辟地36号）见 p6【案例练习】1、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、下列能级中轨道数为5的是（）A、s能级B、p能级C、d能级D、f能级3、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低（1）1s,3d (2)3s,3p,3d (3)2p,3p,4p4、请根据构造原理，写出下列基态原子的电子排布式（1）N （2）Ne （3）29Cu （4）Ca第一节原子结构第2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，了解其简单应用教学重点难点：能量最低原理、基态、激发态、光谱【课前预习】XXXXX：1、现代物质结构理论原理证实，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，处于最低状态能量的原子叫做原子。
2、基态原子的核外电子排布要遵循的原则是、、。
3、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原子的，总称原子光谱。
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？【提出问题】XXXXX：这些光现象是怎样产生的?【问题探究】XXXXX：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】XXXXX：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】XXXXX：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。
【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以及光谱的发展。
【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、夜空中的激光3、当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是A、碳原子由基态变为激发态B、碳原子由激发态变为基态C、碳原子要从外界环境中吸收能量D、碳原子要向外界环境释放能量第一节原子结构第3课时教学目标：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，了解其简单应用教学重难点：S、P电子云的特征；泡利原理；洪特规则的应用。
教学过程：【练习】理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。
能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：(1)根据的不同，原子核外电子可以分成不同的能层，每个能层上所能排布的最多电子数为，除K层外，其他能层作最外层时，最多只能有电子。
（2）从上表中可以发现许多的规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级数与相等。
请再写出一个规律。
【引入】电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？电子云和原子轨道：1、电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。
电子云：S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
P 的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。
P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
2、[重点难点]泡利原理和洪特规则量子力学告诉我们：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf 能级各有7个轨道、而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。
这个原理称为泡利原理。
这个规则是洪特规则。
【学生练习】XXXXX：写出5、6、7、8、9号元素核外电子排布轨道式。
并记住各主族元素最外层电子排布轨道式的特点：(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道。
【思考】XXXXX：下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。
【思考、交流】XXXXX：写出24号、29号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。
它们是否符合构造原理?洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
【课堂练习】1、有关核外电子运动规律的描述错误的是（）A、核外电子质量很小，在原子核外作高速运动B、核外电子的运动规律与普通物体不同，不能用牛顿运动定律来解释C、在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动D、在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多2、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（） A B C D3、下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题：⑴s电子的原子轨道呈形，每个s能级有个原子轨道；p电子的原子轨道呈形，每个p能级有个原子轨道。
⑵s电子原子轨道、p电子原子轨道的半径与什么因素有关？是什么关系？第二节原子结构与元素的性质第1课时一、教学目标1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系2、知道外围电子排布和价电子层的涵义3、认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律4、知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系二、教学重点：1、原子核外电子排布的周期性变化2、原子结构与元素周期表的关系三、教学难点：w、w、w、GkStK、c、o、m元素周期表的结构与原子结构的关系四、教学方法复习法、延伸归纳法、讨论法、引导分析法五、教学过程【复习引入】w、w、w、GkStK、c、o、m什么是元素周期律？元素的性质包括哪些方面？元素性质周期性变化的根本原因是什么？【生】元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。
元素的性质包括：金属性、非金属性、原子半径…… 元素性质周期性变化的根本原因是：原子电子排布的周期性变化【师】不错，说到底元素的性质是由原子结构所决定的，今天，我们将进一步探究原子结构与元素性质的关系。
w、w、w、GkStK、c、o、m【板书】第二节原子结构与元素的性质元素的性质跟其在周期表中的位置有相应的关系，所以要探究原子结构与元素的性质的关系首先得研究元素周期表。
在必修2中我们已经对元素周期表做过探究，请同学们结合P15－16页『科学探究』内容回忆元素周期表的结构的相关知识。
【板书】一、原子结构与元素周期表【科学探究】P14【学生思考、讨论、回答】【小结】1、元素周期表共有7个周期，其中有三个短周期，三个长周期和一个不完全周期。
每周期具有元素的数目分别为2、8、8、18、18、32、26种。
一、1s11s2二、2s12s22p6三、3s13s23p6四、4s1 4s24p6五、5s1 5s25p6 六、6s16s26p6 七、7s1？通式：ns1ns2np6第一周期结尾元素只有一个1s能级，2个电子，所以电子排布跟其他周期不同2、元素周期表共有18个纵列，【板书】w、w、w、GkStK、c、o、m1、价电子层：能级上的电子数可在化学反应中发生变化的能层。
2、价电子：价电子层上的电子。
3、每个纵列的价电子层的电子总数相等3、每个纵列的价电子层的电子总数是否相等?按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
s区、d区和p区分别有几个纵列?为什么s区、d区和ds区的元素都是金属?元素周期表可分为哪些族?为什么副族元素又称为过渡元素？各区元素的价电子层结构特征是什么？分析图1-16s区p 区d 区ds 区f 区分区原则纵列数是否都是金属区全是金属元素，非金属元素主要集中区。
主族主要含区，副族主要含区，过渡元素主要含区。
[思考]周期表上的外围电子排布称为“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学 s区有2个纵列，d区有8个纵列，P区有6个纵列；从元素的价电子层结构可以看出，s区、d 区、ds区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子及倒数第二层的d电子，呈现金属性，所以s区、d区、ds区都是金属。
【归纳】S区元素价电子特征排布为ｎS1~2，价电子数等于族序数。
ｄ区元素价电子排布特征为（ｎ－1）d1~10ns1~2；价电子总数等于副族序数；ds区元素特征电子排布为(n-1)d10ns1~2，价电子总数等于所在的列序数；p区元素特征电子排布为ns2np1~6；价电子总数等于主族序数。
4、元素周期表可分为主族、副族和0族：从图1—【板书】3、电负性：w、w、w、GkStK、c、o、m【思考与交流】1、什么是电负性？电负性的大小体现了什么性质？阅读教材p20页表【学生阅读、思考】【总结板书】（1）定义：原子在分子中吸引键合电子能力相对大小的量度。
【说明】1、元素电负性的值是个相对的量，没有单位。
电负性大的元素吸引电子能力强，反之就弱。
2、元素电负性的概念最先是由鲍林于1932年在研究化学键性质时提出来的。
以氟分电负性为4、0和锂的电负性为1、0作为相对标准，然后根据化学键的键能推算其他元素的相对电负性的数值。
后人做了更精确的计算，数值有所修改。
【提出问题】同周期元素、同主族元素电负性如何变化规律？如何理解这些规律？1、金属元素越容易失电子，对键合电子的吸引能力越小，电负性越小，其金属性越强；非金属元素越容易得电子，对键合电子的吸引能力越大，电负性越大，其非金属性越强；故可以用电负性来度量金属性与非金属性的强弱。
周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小。
