高中化学《物质结构与性质》1.2原子结构与元素的性质教案 新人教版选修3.doc

第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质(第1课时)知识与技能 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教学过程复习必修中什么是元素周期律？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？课前练习写出锂、钠、钾、铷、銫基态原子的简化电子排布式和氦、氖、氩、氪、氙的简化电子排布式。一、原子结构与周期表1、周期系： 随着元素原子的核电荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现稀有气体。然后又开始由碱金属到稀有气体，如此循环往复这就是元素周期系中的一个个周期。例如，第11号元素钠到第18号元素氩的最外层电子排布重复了第3号元素锂到第10号元素氖的最外层电子排布从1个电子到8个电子；再往后，尽管情形变得复杂一些，但每个周期的第1个元素的原子最外电子层总是1个电子，最后一个元素的原子最外电子层总是8个电子。可见，元素周期系的形成是由于元素的原子核外屯子的排布发生周期性的重复。2、周期表 我们今天就继续来讨论一下原子结构与元素性质是什么关系？所有元素都被编排在元素周期表里，那么元素原子的核外电子排布与元素周期表的关系又是怎样呢？说到元素周期表，同学们应该还是比较熟悉的。第一张元素周期表是由门捷列夫制作的，至今元素周期表的种类是多种多样的：电子层状、金字塔式、建筑群式、螺旋型(教材p15页)到现在的长式元素周期表，还待进一步的完善。首先我们就一起来回忆一下长式元素周期表的结构是怎样的？在周期表中，把能层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，称之为周期，有7个；在把不同横行中最外层电子数相同的元素，按能层数递增的顺序由上而下排成纵行，称之为族，共有18个纵行，16 个族。16个族又可分为主族、副族、0族。思考元素在周期表中排布在哪个横行，由什么决定？什么叫外围电子排布？什么叫价电子层？什么叫价电子？要求学生记住这些术语。元素在周期表中排在哪个列由什么决定？阅读分析周期表着重看元素原子的外围电子排布及价电子总数与族序数的联系。总结元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外电子层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。分析探索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？基础要点分析图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反应中发生变化。元素周期表的每个纵列上是否电子总数相同？归纳s区元素价电子特征排布为s12，价电子数等于族序数。区元素价电子排布特征为（-1）d110ns12；价电子总数等于副族序数；ds区元素特征电子排布为(n-1)d10ns12，价电子总数等于所在的列序数；p区元素特征电子排布为ns2np16；价电子总数等于主族序数。原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。（1） 原子核外电子总数决定所在周期数周期数=最大能层数（钯除外）46pd kr4d10,最大能层数是4，但是在第五周期。（2） 外围电子总数决定排在哪一族如：29cu 3d104s1 10+1=11尾数是1所以，是ib。 元素周期表是元素原子结构以及递变规律的具体体现。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：二、元素周期律 (1)原子半径探究观察下列图表分析总结：元素周期表中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？元素周期表中，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？归纳总结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。(2)电离能基础要点概念1、第一电离能i1； 态电 性基态原子失去 个电子，转化为气态基态正离子所需要的 叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越 。同一元素的第二电离能 第一电离能。2、如何理解第二电离能i2、第三电离能i3 、i4、i5 ？分析下表：科学探究1、原子的第一电离能有什么变化规律呢？碱金属元素的第一电离能有什么变化规律呢？为什么be的第一电离能大于b，n的第一电离能大于o，mg的第一电离能大于al，zn的第一电离能大于ga？第一电离能的大小与元素的金属性和非金属性有什么关系？碱金属的电离能与金属活泼性有什么关系？2、阅读分析表格数据：namgal各级电离能(kj/mol)49673857845621415181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据与钠、镁、铝的化合价有什么关系？数据的突跃变化说明了什么？归纳总结1、递变规律周一周期同一族第一电离能从左往右，第一电离能呈增大的趋势从上到下，第一电离能呈增大趋势。2、第一电离能越小，越易失电子，金属的活泼性就越强。因此碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。 3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(用i1表示)，从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需消耗的能量叫做第二电离能(用i2表示)，依次类推，可得到i3、i4、i5同一种元素的逐级电离能的大小关系：i1i2i3i4cl-（9） 酸性 hcloh2so4 ，碱性：naoh mg(oh)2（10） 第一周期有2*12=2，第二周期有2*22=8，则第五周期有2*52=50种元素元素的最高正化合价=其最外层电子数=族序数4、元素的电离能与原子的结构及元素的性质均有着密切的联系，根据下列材料回答问题。气态原子失去1个电子，形成1价气态离子所需的最低能量称为该元素的第一电离能，+l价气态离子失去1个电子，形成+2价气态离子所需要的最低能量称为该元素的第二电离能，用i2表示，以此类推。下表是钠和镁的第一、二、三电离能（kjmol1）。元素i1i2i3na4964 5626 912mg7381 4517 733（1）分析表中数据，请你说明元素的电离能和原子结构的关系是： 元素的电离能和元素性质之间的关系是： （2）分析表中数据，结合你已有的知识归纳与电离能有关的一些规律。 （3）请试着解释：为什么钠易形成na，而不易形成na2+？原子结构与元素的性质(第3课时)知识与技能：1、能说出元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素的某些性质2、能根据元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则，列举实例予以说明3、能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质4、进一步认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力教学过程：复习1、什么是电离能？它与元素的金属性、非金属性有什么关系？2、同周期元素、同主族元素的电离能变化有什么规律？(3)电负性： 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？根据电负性大小，判断氧的非金属性与氯的非金属性哪个强？科学探究1. 根据数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作ia、viia元素的电负性变化图。2. 电负性的周期性变化示例归纳志与总结 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。电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左右，他们既有金属性又有非金属性。 2、同周期元素从左往右，电负性逐渐增大，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。同主族元素从上往下，电负性逐渐减小，表明元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。思考5对角线规则：某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质相似，被称为对角线原则。请查阅电负性表给出相应的解释？3. 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”。查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。4. 对角线规则课时作业：题目123456789101112131415答案一、选择题1居室装修用石材的放射性常用22688ra作为标准，居里夫人（marie curie）因对ra元素的研究两度获得诺贝尔奖。下列叙述中正确的是 a racl2的熔点比cacl2高 bra元素位于元素周期表中第六周期a族c一个22688ra原子中含有138个中子 dra(oh)2是一种两性氢氧化物2下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（ ）a、d3o+b、li+ c、odd、oh3最近，意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子，并用质谱仪探测到了它存在的证据。若该氧分子具有空间对称结构，下列关于该氧分子的说法正确的是a是一种新的氧化物b不可能含有极性键 c是氧元素的一种同位素d是臭氧的同分异构体4下列原子或离子原子核外电子排布不属于基态排布的是( )a. n: 1s22s22p3 b. s2-: 1s22s22p63s23p6c. na: 1s22s22p53s2 d. si: 1s22s22p63s23p25有四种氯化物，它们的通式为xcl2，其中最可能是第iia族元素的氯化物是:a. 白色固体，熔点低，完全溶于水，得到一种无色中性溶液，此溶液导电性差b. 绿色固体，熔点高，易被氧化，得到一种蓝绿色溶液，此溶液具有良好的导电性c. 白色固体，极易升华，如与水接触，可慢慢分解d. 白色固体，熔点较高，易溶于水，得无色中性溶液，此溶液具有良好的导电性6气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是a. 1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1b. 1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2c. 1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3d. 1s22s22p63s23p64s24p21s22s22p63s23p64s24p17等物质的量的主族金属a、b、c分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为va、vb、vc，已知vb=2vc，va=vb+vc，则在c的生成物中，该金属元素的化合价为a+1 b+2 c+3 d+48元素周期表中a族元素有r和r两种同位素， r和r的原子量分别为a和b，r元素中r和r原子的百分组成分别为 x 和 y ，则r元素的碳酸盐的式量是 a、2（ax+by）+60 b、 ax+by+60 c、（ax+by）/2+60 d、 ay+bx+60 9下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是a.半导体材料砷化镓b.吸氢材料镧镍合金c.透明陶瓷材料硒化锌d.超导材k3c6010x和y属短周期元素，x原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，y位于x的前一周期，且最外层只有一个电子，则x和y所形成的化合物的电子式可表示为( )a.xyb.xy2c.xy3d.x2y311a、b都是短周期元素，原子半径ba，它们可形成化合物ab2，由此可以得出的正确判断是( )a.原子序数：abb.a和b可能在同一主族c.a可能在第2周期a族d.a肯定是金属元素12下列是几种原子的基态电子排布，电负性最大的原子是( )a.1s22s22p4 b.1s22s22p63s23p3c.1s22s22p63s23p2 c.1s22s22p63s23p64s213下列关于砷（as）元素的叙述中，正确的是a、在ascl3分子中，砷原子最外层电子数为8； b、na3aso4溶液的ph大于7；c、砷的氢化物的化学式为ash3，它是一种强氧化剂；d、砷的相对原子质量为74.92，由此可知砷原子核内有42个中子。14据酸碱质子理论，凡是能给出质子的分子或离子都是酸，凡是能给合质子的分子或离子都是碱，按照这种理论下列物质既属于酸又属于碱的是 a、nacl b、h2o c、nahco3 d、al2o3 15下列说法中错误的是 a、原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数； b、元素周期表中从b族到b族10个纵行的元素都是金属元素； c、除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8； d、同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同二、填空题（每空2分，共24分）161994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。分子的结构如图5，呈v型，键角1165。三个原子以一个o原子为中心，与另外两个o原子分别构成一个非极性共价键；中间o原子提供2个电子，旁边两个o原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键三个o原子均等地享有这4个电子。请回答： 图5的分子结构（1）臭氧与氧气的关系是_。 （2）选出下列分子与分子的结构最相似的的是 。 （3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么分子有_对孤对电子。 （4）分子是否为极性分子_（是或否）。 （5）与间的转化是否为氧化还原反应_（若否，请回答a小题；若是，请回答b小题） 具有强氧化性，它能氧化为而不能，试配平： _ 在催化剂作用下生成1转移电子数_17已知元素的某种性质“x”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的x的数值：元素albbecclflix的数值1.52.01.52.52.84.0