四川省宜宾市一中高中化学上学期《原子结构》教学设计.docx

原子结构教学设计设计人：刘小艳 审核人：张琳学习目标知识与技能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（136号）原子核外电子的排布过程与方法情感、态度与价值观了解化学发展史学习重点1根据构造原理写出136号元素原子的电子排布式；2核外电子的运动状态，电子云与原子轨道；3泡利原理、洪特规则。学习难点1电子云与原子轨道；2基态、激发态与光谱。教学环节教师活动学生活动设计意图一、原子的诞生【引入】结构决定性质，大家知道化学反应中最小的粒子就是原子。问题一：你知道原子是如何诞生的吗？阅读教材P4“开天辟地原子的诞生”板书一 开天辟地原子的诞生 1原子的诞生 1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论 思考下列问题 ：1宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦18），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。2人类认识原子的过程人类认识原子的结构是一个漫长的过程，无数的科学家为此付出了无比的艰辛。不同时期人类认识的原子有哪些模型呢？【视频资料】人类在不同的阶段对原子结构的认识。环节二、能层、能级由上可知：人类认识原子结构是一个逐步的过程，那原子是由什么构成的？（必修学过）1原子的组成 原子核 质子 原子 中子 核外电子原子的核电荷数=质子数=核外电子数回顾必修2中学过的原子核外电子排布规律2核外电子排布的一般规律：(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2n2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？我们先来认识两个概念，能层和能级及其关系。问题二：阅读书P4“能层与能级”部分思考下列问题：1由必修的知识知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为什么？2同一能层能量是否相同？若不同又可分为什么？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。【学生活动】同学们，你们能表示出能层与能级之间的关系及各能级最多的电子数吗？请同学们尝试表示一下【板书】二 能层与能级 能量由低到高能 层 一 二 三 四 五 六 七能层符号 K L M N O P Q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 【学与问】教材P51每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)2不同的能层分别有多少各能级，与能层的序数（n）间存在什么关系？ 相等3英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？ 相同4每个能级最多可容纳多少电子呢？以s p d f 排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7的二倍。环节三、构造原理【过渡】大家知道钾按能层排布是：2 8 8 1，现在我们按能级排布一下：1s22s22p63s23p7 能层排布变为2 8 9，说明能级的上述顺序不是按能量由低到高排布的，出现了能级交错。问题三：电子的排布不是完全按照能层的由小到大顺序排布的，而且还与能级填充顺序有关，那核外电子能级的填充顺序有什么规律呢？【讲解】科学家归纳大量的光谱事实得出了能级的填充顺序构造原理【板书】三 构造原理与电子排布式1 构造原理（见书P6） 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 7s2、电子排布式：例 氢 H： 1s1碳 C： 1s22s22p2 钾 K： 1s22s22p63s23p64s1 注意：在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写练习 写出Na、Cl、Ca的电子排布式：Na：_Cl：_Ca：_【讲解】原子的电子排布式还可以简写例 钾的核外电子排布：K：【Ar】4s1上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构。练习 写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗？【课堂练习】1下列能级符号正确的是()5s2d3f6pA BC D2下列各能层不包含d能级的是()AN BM CQ DK3下列各原子或离子的电子排布式错误的是()AK：1s22s22p63s23p6BF：1s22s22p5CS2：1s22s22p63s23p4DAr：1s22s22p63s23p6小结：本节我们在必修2原子结构的基础上进一步懂得了核外电子排布不仅与能层有关，还与能级有关，这样才能真正的使电子填充时按能量由低到高排序。环节四、基态、激发态、原子光谱【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】【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。能量最低原理：多电子原子的核外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。 基态原子：处于最低能量的的原子叫基态原子跃迁跃迁 激发态原子：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。 1s 2 s 吸能1s 2 s放能举例：基态原子 激发态原子说明：灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子跃迁释放能量有关。【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。原子光谱：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。 光谱分析：在现你化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。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。环节五：电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则【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？五、电子云和原子轨道：【学生阅读】课本P9-10第一段。并提炼总结：1电子的运动特点：质量极小；运动空间极小；极高速运动。（没有轨道，不知区域测不准原理）2电子云模型来描述：（多媒体课件）只能形象的表示出电子在核外某区域出现机率的大小。P电子在某处出现的概率，V该处的体积，P/V称为概率密度。 3电子云形状。 ns电子云呈球形，n值越大，球形相对越大（电子的能量越高）np有三个轨道，分别是p x，p y，p z，它们都是分别呈哑铃形，同一能层的p x，p y，p z的电子云是空间立体坐标系里相互垂直的关系。在每一个轨道里的一个或两个电子的运动状态是怎能样的？【学生阅读】课本P11页和P12页【思考】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】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?【归纳】泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反。洪特规则：当电子排布在同一个能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。根据研究，核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、和洪特规则。用构造原理得到的电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而电子排布图还给出了电子在原子轨道中的排布。【复习】Ca-20的核外电子排布式：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 【书写】 Ca-20的核外电子排布图（电子排布轨道式）：1s 2s 2p 3s 3p 4s N-7的核外电子排布图：1s 2s 2p 【练习】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。【练习】1、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布。(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg 2、以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。(1) (2) (3) (4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有 ，违反洪特规则的有 。3、下列原子的外围电子排布中，那一