高中化学原子结构与元素周期表教案选修3.doc

教材:鲁科版选修三 物质结构与性质第一章 第二节 原子结构与元素周期表第二节 原子结构与元素周期表教学设计教 学 目 标知识与技能理解能量最低原则、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。使学生掌握鲍林近似能级图，掌握核外电子排布与元素周期表关系使学生掌握原子半径与核外电子排布的关系，掌握原子半径的变化规律。过程与方法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。情感与价值观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。教学重 点难点能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则元素周期表周期的划分与族的划分原子半径变化规律教 学 方 法问题式导学、自主探究、引导归纳等方法课 时安 排3课时第一课时教学目标 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。 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。重难点 能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则 原子轨道能量由低到高顺序板书设计 一、基态原子的核外电子排布 1. 原子的核外电子排布原则 a.能量最低原则 b.泡利不相容原理 一个原子轨道最多容纳个电子且自旋方向必须相反 c.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 2.元素（1936号）基态原子核外电子排布 能量由低到高顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d教学过程（第一课时）教学环节教 师 活 动学 生 活 动设计意图引 课多媒体展示 老张游世博。问题画出118号元素的原子结构示意图认真观看练习创设情境，构建生活线索,引发学生对原子结构学习的兴趣。 第一板块（118号）探索新知-引领方法能量最低原则以H原子为例引导学生思考适时引出“轨道表示式”类比：地球、老鹰、麻雀倾听 理解 得出结论创设生活情境, 激发学习兴趣。 复杂问题简单化，便于学生接受理解泡利不相容原理以He原子为例引导学生思考类比：两个人 一个单人床倾听 理解得出结论洪特规则以N原子为例引导学生思考类比：多人 多张单人床倾听 理解得出结论第二板块（118号）活动探究-体会思路问题书写基态原子核外电子排布式 和 轨道表示式C 、O 、F 、Na 、Mg 、Si书写对照纠错探因举一反三体会书写核外电子排布和轨道表示的一般方法第三板块（1936号）学无止境-挑战自我承接第二板块，请同学书写（1） Ti 、 Fe （2） Cr 、 Cu核外电子排布式利用结论：练习V、As适时引出价电子概念书写 对照纠错 探因得出结论让学生先犯错，再反思，发现问题，自主解决问题，体验学习乐趣概括整和【问题】本节课的收获？思考 讨论 回答构建知识线索布置作业书写前36号（课堂未练习到的）基态原子核外电子排布式 和 轨道表示式巩固所学第二课时教学目标 掌握核外电子排布与元素周期表关系 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重难点 鲍林近似能级图板书设计 二、核外电子排布与元素周期表1.周期的划分（1）与能级组有关（2）每个周期所含元素总数恰好是原子轨道总数的2倍（3）主量子数（n）对应周期序数2.族的划分（1）与原子的价电子数目和价电子排布密切相关（2）主族元素：族的序数=价电子数，最外层电子即为价电子（3）过渡元素：价电子排布却基本相同，（n1）d110ns12 BB副族：价电子数=族序数教学过程 教学环节联想回顾探究新知探究新知难点阐释引导小结联想质疑观察思考探究新知练习巩固教师活动前面我们学习了基态原子核外电子排布的规律，下面我们探讨一下其与元素周期表的关系。在必修部分我们已经学习了有关元素周期表的知识，今天我们在量子力学的基础上对该部分知识进行深化，探讨一下元素周期表的理论依据板书二、核外电子排布与元素周期表提问首先我们回顾一下过去所学元素周期表的知识：1、元素周期表有多少个横行？分别称作什么？ 2、有多少纵列？主族占有哪些纵列？3、副族占有哪些纵列？镧系，锕系藏在哪里？4、零族占有哪个纵列？质疑过渡 那么基态原子核外电子排布与元素周期表中周期、族的划分到底有什么内在联系？板书1、核外电子排布与周期的划分问题导引请同学们自学鲍林近似能级图，回答以下问题（用powerpoint幻灯展示）（1）原子轨道的能量与哪些量子数有关？为什么2130号元素的核外电子排布事先排在4s能级上、后排在3d上？（2）一个能级组的涵义？（3）相邻能级组能量的差别？同一能级组的能量？点评讲解板书 （1）能级组：能量相近的原子轨道归为一组，用线框框在一起，形成一个能级组设疑激思请根据136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（用powerpoint幻灯展示）（1） 周期的划分与什么有关？（2） 每一个周期中所容纳的元素种数与什么有关？（3） 周期序数与什么有关？（4） 每个能级组开始结束有什么特点？点评讲解一个能级组所容纳的最多电子数等于一个周期所包含的元素种数；每个能级组（第一能级组除外）都是由s开始p结束（符合排布顺序），如：第2周期：8种元素，从310号元素；第二能级组为2s2p，共有4个轨道，最多容纳8个电子，故从3开始（1和2属1s层容纳的）至10，整好8个电子。周期序数=主量子数（n）中最大的板书 （2）周期序数=主量子数（n）中最大的（3）一个能级组所容纳的最多电子数等于一个周期所包含的元素种数。引领小结同学们，通过这节课你学到了哪些知识，掌握了哪些方法？ 补充视同学回答情况进行必要的补充 板书2、核外电子排布与族的划分追问在必修部分我们也学习了元素周期表的主族、副族的分类，请问主族序数与原子的最外层电子数是什么关系？质疑导学请观察以下元素的价电子排布(用powerpoint幻灯展示)，再结合元素周期表进行思考，讨论并回答以下问题：Li:2s1；Na:3s1；K:4s1；Rb:5s1F:2s22p5;Cl: 3s23p5;Br: 4s24p5;I: 5s25p51、族的划分与什么相关？2、主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的价电子排布有什么区别？3、同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？主族序数与什么有关？4、同一过渡元素原子的价电子排布有什么特点？其序数与什么有关？同族元素的价电子数目一定相同吗？ 5、稀有气体元素原子具有特殊稳定性的内在原因是什么？6、d亚层排满的一定是主族元素吗？点评讲解板书（1）主族价电子排布：在最外层ns或nsnp轨道上；族序数：等于该元素原子的价电子数（2）过渡元素价电子排布：（n-1）d110ns12;族序数： IIIB-VIIB的价电子数与族序数相同；IB、IIB最外层电子数与族序数相同；VIII族最特殊。学而时习请同学们完成下列练习（用powerpoint幻灯展示）1、基态原子的第五电子层只有两个电子，则该原子的第四电子层中的电子数肯定为（）2、下列哪一种电子结构不是卤素的电子结构（）、学生活动回忆回答 1：7个横行；分别称作第1、2、3周期（短周期）；第4、5、6（长周期）；第7周期（不完全周期）2：第1、2纵列，第13-17纵列，共7个纵列3：第11、12纵列，第3-7纵列，共7个纵列；藏在第三纵列4：第18纵列自学讨论总结（1）原子轨道的能量与n、l有关,由于4s能级低于3d，故2130号元素的核外电子排布事先排在4s能级上、后排在3d上（2）能级组：能量相近的原子轨道归为一组，用线框框在一起，形成一个能级组（3）相邻能级组能量的差别较大；同一能级组的能量差别较小交流研讨总结回答（1）周期的划分与能级组有关，一个能级组对应一个周期（2）一个能级组所容纳的最多电子数等于一个周期所包含的元素种数（3）主量子数（n）对应周期序数(4)每个能级组（第一能级组除外）都是由s开始p结束（符合排布顺序）领悟理解回顾总结1、基态原子中电子在原子轨道上的排布顺序。2、明确了什么是价电子。3、核外电子排布与周期的划分的内在联系。4、理解了能级组这一概念。回答主族元素的族序数等于价电子数观察探究回答1、族的划分与价电子数目和价电子排布密切相关2、主族元素原子的价电子全部排布在最外层ns或nsnp轨道上；过渡元素原子的价电子排布为（n-1）d110ns123、主族元素原子的价电子全部排布在最外层ns或nsnp轨道上；尽管同族元素的电子层从上到下逐渐增加，但价电子排布完全相同，并且主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数。4、过渡元素的价电子排布是（n-1）d110ns12;过渡元素中IIIB-VIIB的价电子数与族序数相同，IB、IIB最外层电子数与族序数相同，VIII族最特殊，故同族元素的价电子数目并不一定完全相同。5、稀有气体元素具有特殊稳定性的内在原因是它们的最外层电子排布为ns2np6，这种全充满的结构决定了稀有气体元素原子具有特殊稳定性。6、d亚层排满的可能是主族元素（如Br）也可能是副族元素，还可能是VIII元素亦可能是零族元素理解体会完成练习自主尝试可尝试由学生解析几个练习，教师点评后强调讲解 1、解析：根据电子排布规律第五层只有两个电子，则为答案：2、解析：为N，为F，C为Br，D为Cl，故答案为A。答案：设计意图复习元素周期表有关知识，回忆周期表的组成和结构设疑激思，引起学生探究欲望通过研讨加深理解让学生在核外电子排布的基础上深化知识，能用鲍林近似能级图周期划分和每一个周期中所容纳的元素种数让学生在核外电子排布的基础上深化知识，能利用价电子排布给主族元素、过渡元素进行分类，并探讨同一族价电子排布的规律。第三课时教学目标 掌握原子半径与核外电子排布的关系，掌握原子半径的变化规律。 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。重难点 共价半径 金属半径 范德华半径板书设计 三、核外电子排布与原子半径1.原子半径 共价半径 金属半径 范德华半径2.原子半径的周期性变化主族元素：同一周期从左到右逐渐减小，同一主族从上而下逐渐增大过渡元素：同一周期呈波浪式变化，同一族仍是从上而下递增教学过程 活动名称活动内容设计意图教师活动学生活动联想质疑探究新知我们知道，原子是一种客观实体，它的大小对其性质有着重要的影响。那么，人们常用来描述原子大小的“半径”是怎么测得的？元素的原子半径与原子的核外电子排布有关吗？在元素周期表中，原子半径的变化是否有规律可循？下面同学们首先阅读“原子半径”有关知识，回答相关问题板书三、核外电子排布与原子半径1、原子半径展示问题（用powerpoint幻灯展示）（1） 原子半径的涵义是什么？（2） 有哪些测定原子半径的方法？（3） 通常有几种原子半径？板书 （1）原子半径的涵义（2） 测定原子半径的方法几种原子半径讲解 展示flash课件展示三种原子半径设疑过渡观察图1212，你发现了什么规律？请同学们自学“原子半径的周期性变化”这一内容，完成下思考比较阅读理解交流 回答使学生明确教材设计这部分内容是要探讨核外电子排布、原子半径、元素周期表三者的关系。使学生明白利用一定的方法，原子半径是可测的观察思考探究新知归纳整理迁移应用课堂小结面问题（用powerpoint幻灯展示）1、一般说，同一周期中，除 外，随着元素序数的增大，元素的原子半径从左到右 。这是因为每增加一个 ，原子核中相应增加一个 。由于增加的 分布在 ，所以增加的 产生的 排斥作用小于 增加导致的 作用，结果使原子半径。对同主族元素的原子来说，随着原子序数的逐渐增大，原子半径自上而下 。这是因为 的依次增加，使 增加对 所施加的影响处于次要地位， 的排斥作用占了主要地位。2、同一周期过渡元素原子半径的变化是否明显？为什么？3、什么是有效核电荷？提问点评板书（1）同一周期，由于有效核电荷增加，原子半径从左到右逐渐减小；（2）同一主族，由于有效核电荷减小，原子半径从上到下逐渐增大；（3）同一周期过渡元素由于有效核电荷增加不明显，原子半径的变化不明显。练习巩固用powerpoint展示针对性练习1、下列元素原子半径依次增大的是（ ）A、 C、N、O、FB、 Mg、Al、Si、SC、 B、Be、Mg、NaD、 Mg、已知H2分子中，两原子核距离为0.074nm,则H原子的实际半径为（）、0.037nm、 大于0.037nm 小于0.037nm无法确定强调有效核电荷的内涵；核间距的实际意义。引领总结 同学们，通过这节课你学到了哪些知识，掌握了哪些方法？ 自主探究完成问题 自我纠正1、稀有气体元素；逐渐减小；电子；正电荷；电子；同一层上；电子；电子间；核电荷核；对外层电子的有效吸引；逐渐减小；逐渐增大；电子层；核电荷；电子；电子间2、同一周期（如第4周期）的过渡元素，自左至右原子半径的减小幅度越来越小（不明显）。这是因为增加的电子都分布在（n-1）d的轨道上，它对外层电子的排斥作用与核电荷增加带来的对