鲁科版高中化学必修3《物质结构与性质》全册教案
- 格式:docx
- 大小:1.10 MB
- 文档页数:91
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。
高中化学结构与性质教案
教学内容:结构与性质
目标:了解化合物的结构对其性质的影响。
一、引入
1. 通过实验让学生观察和比较不同物质的性质,引发学生对结构与性质关系的思考。
二、知识讲解
1. 讲解化合物的结构:离子化合物、共价化合物、金属化合物的结构特点。
2. 探讨化合物的性质:离子化合物的导电性、熔点,共价化合物的溶解性、熔点,金属化合物的导电性、延展性。
三、案例分析
1. 举例说明结构与性质之间的关系:如氧气和二氧化碳的分子结构对其化学性质的影响。
2. 引导学生分析其他化合物的结构与性质之间的联系。
四、实验操作
1. 设计实验,让学生验证结构与性质的关系。
2. 学生进行实验,并观察实验现象,总结实验结果。
五、讨论与交流
1. 学生就实验结果展开讨论,分享彼此的观点。
2. 指导学生归纳结构与性质之间的规律,拓展思维。
六、作业布置
1. 布置学生对结构与性质之间的关系进行总结。
2. 提议学生自主搜索相关资料,了解更多案例。
七、反馈与评价
1. 老师对学生的表现进行评价,梳理学生的反馈意见。
2. 学生反馈教学内容,提出建议和意见。
注:本教案仅为参考范本,具体内容和操作须根据实际教学情况进行调整。
第1章有机化合物的结构与性质烃第2节有机化合物的结构与性质学生在前面已经学习了甲烷乙烯乙炔和苯的结构,本节课应该通过搭建常见有机物分子的球棍模型,展示有机物分子的空间结构和异构现象,通过分析有机物的结构式和结构简式,交流碳原子的成键方式和同分异构现象,预测有机物在化学反应中的断键部位,讨论有机物结构与性质的关系,以药物和生活中的有机化合物为例学习对映异构,了解顺式脂肪酸和反式脂肪酸对人体的影响。
通过上述教学,提升学生对有机物结构和性质之间关系的理解,为学生以后学习其他典型的有机化合物奠定坚实的基础。
宏观辨识与微观探析:认识有机物分子中的单键双键和三键与有机物性质的关系,认识有机物分子中的极性键和非极性键与有机物性质的关系,认识同一分子中官能团之间存在相互影响,知道有机化合物分子中基团之间的相互影响,会导致键的极性发生改变。
核心素养层面:能辨识同分异构现象,能写出符合特定条件的同分异构体,能举例说明立体异构现象。
同分异构体的判断和书写课件学案【新课引入】同学们,“结构决定性质”是我们经常提起的一句话。
不同类别的有机化合物具有不同的化学性质,这是由结构特点决定的。
那么有机化合物中碳原子的成键方式和官能团是怎么影响有机化合物的性质的?【联想质疑】展示六种常见有机物的球棍模型,思考每一种有机物中碳原子的成键方式和官能团有何不同?二者怎样共同影响有机物的性质?【回答】学生思考作答。
【交流研讨】展示课本给出的8种有机物,思考:这些分子中,与碳原子成键的分别是什么原子?碳原子的成键数目是多少?碳原子的成键情况有何特点?【教师小结】一碳原子的成键方式1.碳原子的成键方式碳原子最外层有4个电子,通常以共用电子对的形式与其他原子成键,达到最外层8个电子的稳定结构。
2.结合方式的多样性(1)碳原子之间可以形成单键,也可以形成双键,还可以形成三键。
(2)多个碳原子可以相互结合形成开链结构,也可以形成_环状结构。
(3)碳原子除了彼此间成键外,还可以与H O N Cl_等其他元素的原子成键。
鲁科版高中化学选修3 《物质结构与性质》教案第一章物质结构与性质教案第二节原子结构与元素周期表一、学习目标1理解能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则,学会原子核外电子排布式写法。
知道元素周期表中元素按周期划分的原因,族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系。
2、了解原子半径的周期性变化,能用原子结构的知识解释主族元素,原子半径周期性变化的原因。
3、明确原子结构的量子力学模型的建立使元素周期表的建立有了理论依据。
二、学习重点、难点能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则、了解核外电子排布与元素周期表的周期,族划分的关系。
三、学习过程:第一课时(一)基态原子的核外电子排布[探索新知](1—18号)画出1—18号元素的原子结构示意图a.以H为例电子排布式轨道表示式结论:b. 以He为例电子排布式轨道表示式结论: c. 以C 为例电子排布式轨道表示式结论: [活动探究](1—18号)书写下列基态原子核外电子排布式和轨道表示式(书写、对照、纠错、探因)N 、 O 、Ne 、Al 、Mg 、Si 、[学无止境](19—36号)a.书写基态原子核外电子排布式(书写、对照、纠错、探因)Sc Fe 结论:b.再书写基态原子核外电子排布式(书写、对照、纠错、探因)Cr Cu 结论:练习:V、As第2、3课时(二)核外电子排布与元素周期表1.核外电子排布与周期的划分。
[看图·思考]仔细观察图1-2-7鲍林近似能级图回答下面问题:鲍林近似能级图中分为几个能级组?每一能级组中共有多少个原子轨道,最多能容纳多少个电子?[交流·研讨]请根据1-36号元素原子的电子排布,参照鲍林近似能级图,尝试分析原子中电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系,回答下题。
(1)周期的划分与什么有关?(2)每一周期(前4周期)各容纳几种元素?这又与什么有关?(3)周期的序数与什么有关?(从原子中电子排布式分析)[同步检测1] 已知某元素原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d34s2,根据这一排布式可知该元素所在的周期是_______________________。
高中化学鲁科版必修3《物质结构与性质》全册教案第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时【教学目标】1.了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素和存在的不足。
2.知道原子光谱产生的原因。
3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【教学重点】1.基态、激发态及能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因3.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。
【教学难点】1.能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因【教学方法】启发式讨论式【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、联想·质疑2分钟在美丽的城市,我们经常可以看到五光十色的霓虹灯,霓虹灯为什么能发出五颜六色的光?我们马上就会知道。
【板书】第1节原子结构模型第1课时引起学生对本节课的学习兴趣。
量子力学前的原子结构模型二、复习旧课3分钟提问1.请同学们指出原子是由什么构成的?2.请同学们描述一下核外电子运动有什么特征?对学生的回答加以完善。
回答问题为评价各种原子结构模型提供知识支持三、导入新课5分钟1.介绍道尔顿原子学说的内容。
2.让学生评价“道尔顿原子学说”有那些不足之处,并对学生的评价加以完善同组内交流、讨论,并对“道尔顿原子学说”进行评价。
学生思考问题并做出否定的回答。
培养学生合作精神和分析、评价能力。
1.使学生认识到原子结构模型是不断发展、完善的。
2.使学生认识到化学实验对化学理论发展的重要意义。
四、171.道尔顿原子学说2.卢瑟福原子【板书】一、道尔顿原子学说1.介绍卢瑟福原子结构的核式模1.阅读“玻尔原子结构模1.使学生认识到“玻尔原子结构模型”对展开新课分钟结构的核式模型3.玻尔原子结构模型型。
2.让学生思考:“卢瑟福原子结构的核式模型”能解释氢原子的光谱是线状光谱吗?【板书】二.卢瑟福原子结构模型1、逐条分析“玻尔原子结构模型”。
【板书】2、玻尔原子结构模型(1)行星模型点拨:这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。
第2节有机物的结构与性质要点:1有机物中碳原子的成键特点2 有机物分子的空间构型与碳原子成键方式的关系3 有机物结构的表示方法:结构式结构简式键线式4 同分异构现象5 同分异构体的种类及确定方法第一课时【问】你认为造成有机化合物性质差异的主要原因有哪些?形成元素种类不同有机物性质不同元素结合方式不同一有机物中碳原子的成键特点C ——形成四根共价建H ——形成一根共价建O ——形成两根共价建N ——形成三根共价建思考:你认为下面两种图示表示的是一种物质还是两种物质?为什么?这两种图示表示的其实是同一种物质,它其实是一个空间四面体,在这个结构中单键可以旋转。
根据所学内容,完成下表其中单键可以旋转,双键和三键不能旋转【问】有机物的分子构型和碳碳键的成键方式有什么关系呢?(结合课件讲述)饱和碳原子——sp 3杂化四面体型双键碳原子——sp 2杂化平面型叁键碳原子——sp杂化直线型苯环中碳原子——sp 2平面型例:例1:以下物质中最多能有几个碳原子共面?最多有几个碳原子能在一条直线上?CH3-CH=CH-C≡C-CF3例2 该分子中,处于同一平面的原子最多有几个?二有机物结构的表示方法1 结构式——完整的表示出有机物分子中每个原子的成键情况。
2 结构简式——结构式的缩减形式书写规则:(1)结构式中表示单键的“——”可以省略,例如乙烷的结构简式为:CH3CH3(2)“C=C”和“C≡C”中的“=”和“≡”不能省略。
例如乙烯的结构简式不能写为:CH2CH2,但是醛基、羧基则可简写为—CHO和—COOH(3)准确表示分子中原子的成键情况。
如乙醇的结构简式可写成CH3CH2OH或C2H5OH而不能写成OHCH2CH33 键线式——只要求表示出碳碳键以及与碳原子相连的基团,图示中的一个拐点和终点均表示一个碳原子。
【过渡】你知道为什么有机物的种类会有这么多吗?其实这与有机物中存在同分异构现象有关,同分异构现象我们在高一的时候已经学过,你还记得吗?三同分异构体1 同分异构现象的概念有机物中存在分子式相同,结构不同的现象叫做同分异构现象,具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
第三十六讲(选修3)第三章晶体结构与性质高考目标导航基础知识梳理一.晶体常识1.晶体与非晶体比较注意晶体自范性的本质原因是晶体中粒子在微观空间里周期性的有序排列。
晶体对光线有衍射作用。
区别晶体和非晶体最可靠的方法是进行X-涉嫌衍射实验。
2.获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固.②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华).③溶质从溶液中析出.3.晶胞晶胞是描述晶体结构的基本重复单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”,即所有晶胞之间无任何间隙,都是平行排列且取向相同。
4.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法如某个粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学中常见的晶胞为立方晶胞立方晶胞中微粒数的计算方法如下:注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
由晶胞得到的只是原子的最简整数比,不是分子式。
二.四种晶体的比较2.晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体.金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低.(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高.如熔点:金刚石>碳化硅>硅.原子晶体是一个“巨分子”,又称为共价晶体。
(3)离子晶体一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl.离子间的静电作用包括引力和电子及核之间的斥力。
(4)分子晶体①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S.②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4.③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3.④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低,如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>(5)金属晶体金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如Na<Mg<Al.三.几种典型的晶体模型金属晶体类型一:晶体的结构及相关计算两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的.(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图.(2)晶体中,在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有________个.(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于________,即________(填计算式);Na+的个数等于________,即________(填计算式).(4)设NaCl的摩尔质量为Mr g·mo l-1,食盐晶体的密度为ρg·c m-3,阿伏加德罗常数的值为N A.食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为________cm.试题类型二:晶体中微粒间的作用力及物理性质比较例2、C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
新编化学精品资料选修三物质结构与性质第1章原子结构第1节原子结构模型【目标聚焦】1.了解原子核外电子的运动状态,学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态;2.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子,并了解其应用。
3.了解原子吸收和发射光谱分析。
知道原子核外电子的能量是量子化的,了解原子核外电子的排布规律。
4.了解人类探索物质结构的历程,认识从原子、分子等层次研究物质的意义。
讨论模型方法在探索原子结构中的应用。
5. 知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。
【学海导航】1.所谓连续光谱是指,例如;而线状光谱是指,例如。
2.为了解释原子的稳定性和的实验事实,丹麦科学家波尔在原子模型的基础上提出了的原子结构模型,该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁,而电子所处的的能量是。
3.光的频率与能量的关系式是,其中各物理量的含义是E,h,P,ν波动性的频率,λ。
这样通过这个关系式就将微观粒子的和波动性统一起来了。
4.求解原子中电子运动的,就能得到描述单个电子运动状态的,人们就将描述单电子运动状态的称为原子轨道,称为(原子)轨道能。
5.p轨道的在三维空间的轮廓图形是在空间的极大值沿某个的方向伸展,有人形象地称p轨道为。
6.4p轨道的主量子数为,角量子数为,该亚层的轨道最多可以有种空间取向,最多可容纳个电子。
7.核外电子的运动状态是由四个量子数决定的。
其中,主量子数n决定,n的取值为…,对应的符号为…,并将n值所表示的电子运动状态称为。
角量子数l决定,在多电子原子中,角量子数l与一起决定着原子轨道的能量,对于确定的n值,l的取值共个,分别是…,对应的符号为…。
磁量子数m决定,对每一个确定的l,m值可取,…,共个值;电子的具有角动量,相应地有。
处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有种,分别用来表示。
8.认同“物质结构的探索是无止境的”观点。
第2章微粒之间的相互作用第1节共价键模型【学习目标】1、知识与技能目标使学生理解共价键的概念,初步掌握共价键的形成,加深对电子配对法的理解;能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构;正确判断非极性键和极性键;初步了解键能、键长、键角的概念,能根据其数据认识共价键的强弱。
2、过程与方法目标(1)通过学生对离子键和共价键的认识与理解,培养学生的抽象思维能力;通过电子式的书写,培养学生的归纳比较能力。
(2)在学习过程中,激发学生的学习兴趣和求知欲。
(3)培养学生从宏观到微观,从现象到本质的认识事物的科学方法。
3、情感态度·价值观目标(1)通过对共价键形成过程的分析,培养学生怀疑、求实、创新的精神。
(2)通过观察模拟微观结构的三维动画,增强空间想象能力。
学习重点:掌握共价键的形成,并能较为熟练地用电子式表示简单共价分子的形成过程。
学习难点:1、较复杂的物质电子式和结构式分析。
2、从微观的角度和三维空间上想象物质的结构。
第1课时【基本知识梳理】一、共价键:(一)定义:原子通过用电子对而形成的化学键称为共价键;(二)共价键的形成及本质:NaCl、HCl的形成过程1、共价键的本质是;2、规律:通常,电负性或的非金属元素的原子形成的化学键为共价键。
3、表示方法:电子式:是指在符号周围用小点(或×)来描述分子中原子__ __ _ 以及原子中________________________的情况的式子。
(三)共价键分类1、按共用电子对的数目分类:、、2、按共用电子对是否偏移分类:、3、按轨道重叠方式不同可分为键、键。
(1)δ键:(以“头碰头”重叠形式)人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为σ键。
例:H2的形成a、特征:以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键的图形不变,轴对称图形。
b、种类:S-Sδ键S-Pδ键P-Pδ键(2)π键:人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为π键。
高中化学鲁科版选修3《物质结构与性质》教学设计第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时【教学目标】1、了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素与存在得不足。
2、知道原子光谱产生得原因。
3、能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子得线状光谱。
【教学重点】1、基态、激发态及能量量子化得概念。
2、原子光谱产生得原因3、利用跃迁规则,解释氢原子光谱就是线状光谱及其她光谱现象。
【教学难点】1、能量量子化得概念。
2、原子光谱产生得原因【教学方法】启发式讨论式【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、联想·质疑2分钟在美丽得城市,我们经常可以瞧到五光十色得霓虹灯,霓虹灯为什么能发出五颜六色得光?我们马上就会知道。
【板书】第1节原子结构模型第1课时量子力学前得原子结构模型引起学生对本节课得学习兴趣。
二、复习旧课3分钟提问1、请同学们指出原子就是由什么构成得?2、请同学们描述一下核外电子运动有什么特征?对学生得回答加以完善。
回答问题为评价各种原子结构模型提供知识支持三、导入新课5分钟1、介绍道尔顿原子学说得内容。
2、让学生评价“道尔顿原子学说”有那些不足之处,并对学生得评价加以完善同组内交流、讨论,并对“道尔顿原子学说”进行评价。
学生思考问题并做出否定得回答。
培养学生合作精神与分析、评价能力。
1、使学生认识到原子结构模型就是不断发展、完善得。
2、使学生认识到化学实验对化学理论发展得重要意义。
四、展开新课17分钟1、道尔顿原子学说2、卢瑟福原子结构得核式模型3、玻尔原子结构模型【板书】一、道尔顿原子学说1、介绍卢瑟福原子结构得核式模型。
2、让学生思考:“卢瑟福原子结构得核式模型”能解释氢原子得光谱就是线状光谱吗?【板书】二、卢瑟福原子结构模型1、逐条分析“玻尔原子结构模型”。
【板书】2、玻尔原子结构模型(1)行星模型点拨:这里得“轨道”实际上就就是我们现在所说得电子层。
1、阅读“玻尔原子结构模型”理论2、交流·讨论原子光谱产生得原因?3、交流·讨论氢原子光谱为什么就是线状光谱?1、使学生认识到“玻尔原子结构模型”对原子结构理论得发展起着极其重要得作用。
高中化学鲁科版全册教案必修3《物质结构与性质》第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时【教学目标】1.了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素和存在的不足。
2.知道原子光谱产生的原因。
3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【教学重点】1.基态、激发态及能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因3.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。
【教学难点】1.能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因【教学方法】启发式讨论式【教学过程】我们经常可以看到【板书】)行星模型解释下列概念第1节原子结构模型一、道尔顿原子学说二、卢瑟福原子结构模型1.逐条分析“玻尔原子结构模型”。
2.玻尔原子结构模型(1)行星模型(2)定态假设(3)量子化条件(4)跃迁规则第1节原子结构模型第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述(1)【教学目标】1.知道原子结构的发展历程2.知道玻尔理论的要点3.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学重点】1.知道玻尔理论的要点2.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学难点】知道氢光谱是线状光谱的原因【教学过程】学生活动足。
能量关系一般为:)(A)1p(B)2d(C)3f(D)5d【板书设计】 第1节 原子结构模型原子结构的量子力学模型 1.主量子数n能量关系一般为:E K <E L <E M <E N <E O <E P <E Q 2.角量子数ι①主量子数n 与角量子数ι的关系对于确定的n 值,ι共有n 个值,分别为:0、1、2、3……(n -1) ②角量子数ι的光谱学符号 ③能级的记录方法举例:若主量子数n=2,角量子数ι有0和1两个取值。
既第二能层有两个能级, 记做2s 、2p 。
④能级顺序:Ens<Enp<End<Enf第1节 原子结构模型第3课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述(2)【教学目标】1.初步认识原子结构的量子力学模型,能用n 、l 、m 、ms 这四个量子数描述 核外电子的运动状态2.知道主量子数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 原子轨道3.了解原子轨道的图象是原子轨道在空间的一种形象化表示4.会辨认不同的原子轨道示意图【教学重点】1.用四个量子数描述核外电子的运动状态。
2.n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制3.原子轨道和电子云的概念及形状4.书写能级符号及原子轨道符号【教学难点】1.n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制。
2.原子轨道和电子云的概念【教学过程】第2节原子结构与元素周期表第1课时基态原子的核外电子排布【教学目标】1.理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则,能用以上规则解释1~36号元素基态原子的核外电子排布;2.能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成1~36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布;【教学重难点】解释1~36号元素基态原子的核外电子排布;【教师具备】多媒体课件【教学方法】引导式启发式教学【教学过程】【知识回顾】1.原子核外空间由里向外划分为不同的电子层?2.同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动?3.比较下列轨道能量的高低(幻灯片展示)【联想质疑】为什么第一层最多只能容纳两个电子,第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢?第三、四、五层及其他电子层最多可以容纳多少个电子?原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系?【引入新课】通过上一节的学习,我们知道:电子在原子核外是按能量高低分层排布的,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。
原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布,在化学上我们称为构造原理。
下面我们要通过探究知道基态原子的核外电子的排布。
【板书】一、基态原子的核外电子排布【交流与讨论】(幻灯片展示)【讲授】通过前面的学习我们知道了核外电子在原子轨道上的排布是从能量最低开始的,然后到能量较高的电子层,逐层递增的。
也就是说要遵循能量最低原则的。
比如氢原子的原子轨道有1s、2s、2p x、2p y、2p z等,其核外的惟一电子在通常情况下只能分布在能量最低的1s原子轨道上,电子排布式为1s1。
也就是说用轨道符号前的数字表示该轨道属于第几电子层,用轨道符号右上角的数字表示该轨道中的电子数(通式为:nl x)。
例如,原子C的电子排布式为1s2s22p2。
基态原子就是所有原子轨道中的电子还没有发生跃迁的原子,此时整个原子能量处于最低.【板书】1.能量最低原则【讲解】原则内容:通常情况下,电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当这些轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,这就是构造原理。
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,简称能量最低原则。
打个比方,我们把地球比作原子核,把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子,把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。
能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔,能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。
【练习】请按能量由低到高的顺序写出各原子轨道。
【学生】1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s【讲解】但从实验中得到的一般规律,却跟大家书写的不同,顺序为1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s…………大家可以看图1-2-2。
【板书】能量由低到高顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s……【过渡】氦原子有两个原子,按照能量最低原则,两电子都应当排布在1s轨道上,电子排布式为1s2。
如果用个圆圈(或方框、短线)表示满意一个给定量子数的原子轨道,这两个电子就有两种状态:自旋相同↑↑或自旋相反↑↓。
事实确定,基态氦原子的电子排布是↑↓,这也是我们对电子在原子轨道上进行排布必须要遵循的另一个原则――泡利不相容原理。
原理内容:一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反;或者说,一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。
【板书】2.泡利不相容原理【讲解】在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同的,电子自旋可以比喻成地球的自转,自旋只有两种方向:顺时针方向和逆时针方向。
在一个原子中没有两个电子具有完全相同的四个量子数。
因此一个s轨道最多只能有2个电子,p轨道最多可以容纳6个电子。
按照这个原理,可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个【板书】一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向必须相反【交流研讨】C:最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布:①2p②③④2pp有3个轨道,而碳原子2p能层上只有两个电子,电子应优先分占,而不是挤入一个轨道,C原子最外层p能级上两个电子的排布应如①所示,这就是洪特规则。
【板书】3.洪特规则在能量相同的轨道上排布,尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行【交流与讨论】1. 写出11Na、13Al的电子排布式和轨道表示式,思考17Cl原子核外电子的排布,总结第三周期元素原子核外电子排布的特点2. 写出19K、22Ti、24Cr的电子排布式的简式和轨道表示式,思考35Br原子的电子排布,总结第四周期元素原子电子排布的特点,并仔细对照周期表,观察是否所有原子电子排布都符合前面的排布规律[讲述]洪特规则的特例:对于能量相同的轨道(同一电子亚层),当电子排布处于全满(s2、p6、d10、f14)、半满(s1、p3、d5、f7)、全空(s0、p0、d0、f0)时比较稳定,整个体系的能量最低。
【小结】核外电子在原子规道上排布要遵循三个原则:即能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则。
这三个原则并不是孤立的,而是相互联系,相互制约的。
也就是说核外电子在原子规道上排布要同时遵循这三个原则。
【阅读解释表1-2-1】电子排布式可以简化,如可以把钠的电子排布式写成[Ne]3S1。
【板书】4.核外电子排布和价电子排布式【活动探究】尝试写出19~36号元素K~Kr的原子的核外电子排布式。
【小结】钾K:1s22s22p63s23p64s1;钙Ca:1s22s22p63s23p64s2;铬Cr:1s22s22p63s23p63d44s2;铁Fe:1s22s22p63s23p63d64s2;钴Co:1s22s22p63s23p63d74s2;铜Cu:1s22s22p63s23p63d94s2;锌Zn:1s22s22p63s23p63d104s2;溴Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5;氪Kr:1s22s22p63s23p63d104s24p6;注意:大多数元素的原子核外电子排布符合构造原理,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:K原子的可能电子排布式与原子结构示意图,按能层能级顺序,应为1s22s22p63s23p63d1但按初中已有知识,应为1s22s22p63s23p64s1事实上,在多电子原子中,原子的核外电子并不完全按能层次序排布。
再如:24号铬Cr:1s22s22p63s23p63d54s1;29号铜Cu:1s22s22p63s23p63d104s1;这是因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)、和全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
【讲授】大量事实表明,在内层原子轨道上运动的电子能量较低,在外层原子轨道上运动的电子能量较高,因此一般化学反应只涉及外层原子轨道上的电子,我们称这些电子为价电子。
元素的化学性质与价电子的数目密切相关,为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系,人们常常只表示出原子的价电子排布。
例如,原子C的电子排布式为1s2s22p2,还可进一步写出其价电子构型:2s22p2。
图1-2-5所示铁的价电子排布式为3d64s2。
【总结】本节课理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则,能用以上规则解释1~36号元素基态原子的核外电子排布;能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成1~36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反,这个原理成为泡利原理。
推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。
当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,这个规则是洪特规则。
【板书设计】一、基态原子的核外电子排布1.能量最低原则能量由低到高顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s……2.泡利不相容原理一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向必须相反3.洪特规则在能量相同的轨道上排布,尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行4.核外电子排布和价电子排布式第2节原子结构与元素周期表第2课时核外电子排布与元素周期表【教学目标】3.知道元素周期表中元素按周期划分的原因4.知道族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系。