2019-2020年高中化學(xué)《原子結(jié)構(gòu)》教案22 人教版選修3.doc
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2019-2020年高中化學(xué)《原子結(jié)構(gòu)》教案22 人教版選修3 課題：第一章 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（1） 授課班級 課 時 1 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1、進(jìn)一步認(rèn)識原子核外電子的分層排布 2、知道原子核外電子的能層分布及其能量關(guān)系 3、知道原子核外電子的能級分布及其能量關(guān)系 4、能用符號表示原子核外的不同能級，初步知道量子數(shù)的涵義 5、識記常見元素（1～36號） 過程 與 方法 復(fù)習(xí)和沿伸、類比和歸納、能層類比樓層，能級類比樓梯。 情感 態(tài)度 價值觀 充分認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程 重 點 原子核外電子的能層、能級分布及其能量關(guān)系 難 點 能用符號表示原子核外的不同能級 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 一、開天辟地—原子的誕生 1、 氫元素宇宙中最豐富的元素 2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。 二、能層與能級 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 ［閱讀引言］思考并討論： 1、“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”與“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”兩方面是什么關(guān)系？ 2、物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)？分別舉例說明。 ［討論歸納］ 物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì)與變化 決定 原性論與煉丹術(shù) 元素組成與原子結(jié)構(gòu) 第一章 分子組成與分子結(jié)構(gòu) 第二章 晶體結(jié)構(gòu) 第三章 元素性質(zhì) 分子性質(zhì) 晶體性質(zhì) 決定 決定 決定 ［識圖］讀第一章章圖 [講] 人類對原子的認(rèn)識史——不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型 1、公元前400多年前，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人的觀點：物質(zhì)由原子構(gòu)成，且原子是不可分的微粒；原子的結(jié)合和分離是萬物變化的根本。 2、19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子說；物質(zhì)由原子組成，且原子為實心球體，不能用物理方法分割；同種分子的質(zhì)量和性質(zhì)相同 3、1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”模型：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，電子鑲嵌其中并中和正電荷，使原子呈電中性，原子是可以再分的 4、盧瑟福原子模型：原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電荷，位于原子的中心并幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍空間作高速運動。 5、波爾原子模型：電子在原子核外一定軌道上繞核作高速運動 6、原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型（電子云模型）：現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說：現(xiàn)代科學(xué)家用量子力學(xué)的方法描述核外電子運動，即運用電子云模型描述核外電子的運動。 [問]宇宙什么是時候誕生的？我們的地球從那里來？ [板書]第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 一、開天辟地—原子的誕生 [投影]宇宙大爆炸圖片： [講]1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合成了其它元素。 [問]有誰知道宇宙中最豐富的元素是那一種？宇宙年齡有多大？地球年齡有多大？ [講]閱讀課本后回答：氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%（氦1／8），另外還有90多種元素，宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。 [強調(diào)]至今，所有恒星仍在合成元素，而且這些元素都是已知的，地球上的元素僅22種。 [板書]1、 氫元素宇宙中最豐富的元素 2、宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。 [閱讀]科學(xué)史話，說明思維性推測與科學(xué)假設(shè)的關(guān)系。 [復(fù)習(xí)] 必修中學(xué)習(xí)的原子核外電子排布規(guī)律： ［投影］ 核外電子排布的排布規(guī)律 (1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。 (2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。 (3)原于最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。(4)次外層電子數(shù)目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過32個。 說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如；當(dāng)M層是最外層時，最多可排8個電子；當(dāng)M層不是最外層時，最多可排18個電子 [思考]這些規(guī)律是如何歸納出來的呢？ ［板書］二、能層與能級 ［講］由必修的知識，我們已經(jīng)知道多電子原子的核外電子的能量是不同的，由內(nèi)而外可以分為： ［投影］ 第一、二、三、 四、五、六、七……能層 符號表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、 Q…… 能量由低到高 ［講］例如：鈉原子有11個電子，分布在三個不同的能層上，第一層2個電子，第二層8個電子，第三層1個電子。由于原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子總是盡可能先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層。理論研究證明，原子核外每一層所能容納的最多電子數(shù)如下： ［投影］ 能 層 一 二 三 四 五 六 七…… 符 號 K L M N O P Q…… 最多電子數(shù) 2 8 18 32 50…… 即每層所容納的最多電子數(shù)是：2n2(n：能層的序數(shù)) ［講］但是同一個能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級(S、P、d、f)，就好比能層是樓層，能級是樓梯的階級。各能層上的能級是不一樣的。 ［投影］能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)如下： 能 層 K L M N O …… 能 級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 最多電子數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… 各能層電子數(shù)2 8 18 32 50 …… [講]在多電子的原子中，同一能層的電子，能量也可以不同。不同能量的電子分成不同的能級。每個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf……。 任一能層的能級總是先從s 能級開始，且該能層的能級數(shù)等于該能層序數(shù)。如第一層只有一個能級(1s)，第二層有兩個能級(2s和2p)，即能級數(shù)=能層序數(shù)。s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7……的兩倍 ［學(xué)與問］英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù)是否相同？ ［歸納］s能級：最多容納2個電子；p能級：最多容納6個電子； d能級：最多容納10個電子；f能級：最多容納14個電子； 相同 ［思考與交流］第五能層中所能容納的最多電子數(shù)是多少？說出你推導(dǎo)的兩種方法 第一，依據(jù)每一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個，當(dāng)n=5， 2n2=50 第二、第五能層中有5個能級—5s、5p、5d、5f、5g，最多電子數(shù)分別是2、6、10、14、18，所能容納的最多電子數(shù)為50 ［小結(jié)］對多電子原子的核外電子，按能量的差異將其分成不同的能層(n)；各能層最多容納的電子數(shù)為2n2。對于同一能層里能量不同的電子，將其分成不同的能級(l)；能級類型的種類數(shù)與能層數(shù)相對應(yīng)；同一能層里，能級的能量按s、p、d、f的順序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。 各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數(shù)見下表： 能 層(n) 一 二 三 四 五 六 七 符 號 K L M N O P Q 能 級(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … …… 最 多 電 子 數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … …… 2 8 18 32 …… 2n2 ［隨堂練習(xí)］ 1、現(xiàn)代大爆炸理論認(rèn)為：天然元素源于氫氦等發(fā)生的原子核的融合反應(yīng)。這于一百多年前，普魯特運用思辨性推測作出“氫是所有元素之母”的預(yù)言，恰好“一致”。下列說法正確的是 ( ) A科學(xué)研究中若能以思辨性推測為核心，就能加快科學(xué)的進(jìn)程 B普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的 C“一致”是巧合，普魯特的預(yù)言沒有科學(xué)事實和理論支撐，只是一種猜測D“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論 2．支撐“宇宙大爆炸”理論的重要事實之一是 （ ） A．宇宙原子總數(shù)的88.6％是氫 B．地球上的元素絕大多數(shù)是金屬 C．普魯特“氫是元素之母”的預(yù)言 D．宇宙中存在少量稀有氣體分子 3、以下能級符號正確的是 （ ） A 6s B 2d C 3f D 7p 教學(xué)回顧： 內(nèi)容較有難度，較枯燥，故采用探究法。教師引導(dǎo)，師生共同研究，由淺入深，步步引入。利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。 教 案 課題：第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（2） 授課班級 課 時 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)識原子的核外電子排布 2、能用電子排布式表示常見元素（1～36號）原子核外電子的排布 3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義 5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡單應(yīng)用 過程 與 方法 復(fù)習(xí)和沿伸、動畫構(gòu)造原理認(rèn)識核外電子排布，親自動手書寫，體會原理 情感 態(tài)度 價值觀 充分認(rèn)識原子構(gòu)造原理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 重 點 電子排布式、能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜 難 點 電子排布式 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計 三、構(gòu)造原理 1．構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級順序都遵循下列順序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能級交錯現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反低于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。 電子先填最外層的ns，后填次外層的（n-1）d，甚至填入倒數(shù)第三層的（n-2）f的規(guī)律叫做“能級交錯” 3．能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時，原子的能量處于最低狀態(tài)。即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級里，然后排布在能量逐漸升高的能級里。 4、對于同一電子亞層(能級)(等價軌道),當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時,原子是比較穩(wěn)定的。 5、基態(tài)原子核外電子排布可簡化為：［稀有氣體元素符號］+外圍電子(價電子、最外層電子) 四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜 1、基態(tài)—處于最低能量的原子。 激發(fā)態(tài)—當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。 基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系： 2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜 3、光譜分析—利用原子光譜線上的特征譜線來鑒定元素。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 [課前練習(xí)]理論研究證明，在多電子原子中，電子的排布分成不同的能層，同一能層的電子，還可以分成不同的能級。能層和能級的符號及所能容納的最多電子數(shù)如下： ［投影］ [思考]鉀原子的電子排布為什么是2、8、8、1而非2、8、9？ ［板書］三、構(gòu)造原理 ［投影］圖1-2構(gòu)造原理： ［講］在多電子原子中，電子在能級上的排布順序：電子最先排布在能量低的能級上，然后依次排布在能量較高的能級上。電子的排布遵循構(gòu)造原理 ［板書］1．構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級順序都遵循下列順序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… ［講］構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層的能級有交錯現(xiàn)象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。 ［板書］2、能級交錯現(xiàn)象(從第3電子層開始)：是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反低于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。 電子先填最外層的ns，后填次外層的（n-1）d，甚至填入倒數(shù)第三層的（n-2）f的規(guī)律叫做“能級交錯” ［知識拓展］1、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和越大，能量越高 2、主量子數(shù)和角量子數(shù)之和相等時，主量子數(shù)越大，能量越高 例如，4s軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和為4，3d軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和為5，于是4s軌道的能量低于3d軌道的能量；而3d軌道和4p軌道主量子數(shù)和角量子數(shù)之和均為5，但4p軌道的主量子數(shù)更大，于是4p軌道的能量高于3d軌道的能量 ［講］自然界一個普遍的規(guī)律是“能量越低越穩(wěn)定”。原子中的電子也是如此。在不違反保里原理的條件下，電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，使整個原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)。 ［板書］3．能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時，原子的能量處于最低狀態(tài)。即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級里，然后排布在能量逐漸升高的能級里。 ［講］一切自然變化進(jìn)行的方向都是使能量降低，因為能量較低的狀態(tài)比較穩(wěn)定，此謂能量最低原理。人是自然界的一員，我想也應(yīng)該適用于此原理。所以人才會通過各種方式發(fā)泄和排解自己的各種能量。這其中包括喜怒哀樂等情緒以運動。不過釋放能量的方式還是要注意的，如小孩本身不能存儲過多的情緒，想哭就哭、想笑就笑，沒有太大的沖擊；而成人能夠容納很多的能量，所以感情更深沉豐富。但也有弊端，如果這些能量不能合理的排解，一旦沖垮理智的大壩，江河泛濫，后果不堪設(shè)想。我想在我們提升自身修養(yǎng)與胸懷的同時，一定要時刻注意心理能量的警戒線，及時合理宣泄自身的情緒。有容乃大，無欲則剛。 [投影]部分原子的電子排布式，空著的自己填上： 原子 序數(shù) 元素 名稱 元素 符號 電子排布 K L M N O 1 氫 H 1s1 2 氦 He 1s2 3 鋰 Li 1s2 2s1 4 鈹 Be 5 硼 B 1s2 2s22p1 …… 10 氖 Ne 1s2 2s22p6 11 鈉 Na 12 鎂 Mg 1s2 2s22p6 3s2 13 鋁 Al … [思考與交流]查元素周期表中銅、金、銀外圍電子排布，它們是否符合構(gòu)造原理，你從中總結(jié)出什么規(guī)律？ Cu：[Ar]3d104s1 Ag[Kr] 4d105s1 Au[Xe] 5d106s1，如Cu根據(jù)構(gòu)造原理先排4s再排3d，實際上采取了3d全充滿，4s半充滿的狀態(tài)。 [板書] 4、對于同一電子亞層(能級)(等價軌道),當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時,原子是比較穩(wěn)定的。 ［投影］相對穩(wěn)定的狀態(tài)有：全充滿：p6,d10,f14。全空：p0,d0,f0。半充滿：d5,f7。 [思考與交流]元素周期表中鈉的電子排布寫成[Ne]3s1，是什么意義？模仿寫出8號、14號、26元素簡化的電子排布式？ 稀有氣體結(jié)構(gòu)，O：[He] 2s22p4 Si：[Ne] 3s23p2 Fe：[Ar] 3d64s2。 ［講］上式方括號里的符號的意義是：該元素前一個周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu) ［板書］5、基態(tài)原子核外電子排布可簡化為： ［稀有氣體元素符號］+外圍電子(價電子、最外層電子) ［講］即將基態(tài)電子的原子排布式中與稀有氣體相同的部分用該稀有氣體的元素符號表示。 ［投影小結(jié)］構(gòu)造原理中排布順序的實質(zhì)------各能級的能量高低順序 1)相同能層的不同能級的能量高低順序 ： ns下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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