人教版（2019）高中化学必修一第一节元素周期律第1课时

元素周期律（第1课时）大单元-高中化学必修1第四章第一单元学习目标1.知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系。2.能区分元素、核素、同位素。3.能根据原子核外电子的排布规律画出1~20号元素的原子结构示意图。4.了解预测、假设、模型等方法在科学家研究原子结构中的作用。情境导入2000多年前，古希腊的哲学家就已开始思考万物是由什么构成的。他们认为万物都是由间断的、不可分的微粒即原子构成的。原子的结合和分离是万物变化的根本原因。构成不同物质的原子在本质上是相同的，只是数量、排列和形状不同。200多年前，道尔顿在研究完几组“化合反应的定量对比实验”后提出具有里程碑意义的“原子论”。此后，经过一代代科学家不断的“积累与突破”，人类对原子结构的认识越来越深入，越来越准确。

原子究竟是由什么构成的呢?学习任务课时任务活动第1课时

【任务1】科学家如何研究原子结构1.观看“从10亿光年到0.1飞米”的系列图片2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”【任务2】同一微粒中，电子、质子、中子的定量关系1.各粒子的电量(性)和数量关系2.各粒子的质量关系【任务3】原子结构如何表示1.原子结构示意图2.原子组成表示法【任务4】如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念1.“元素”“核素”“同位素”概念辨析2.“元素”“核素”“同位素”典例分析【任务5】原子核外电子排布有何规律1.原子核外电子排布规律2.寻找10电子微粒与18电子微粒学习活动1.观看“从10亿光年到0.1飞米”的系列图片任务一科学家如何研究原子结构学习活动1.观看“从10亿光年到0.1飞米”的系列图片任务一科学家如何研究原子结构学习活动1.观看“从10亿光年到0.1飞米”的系列图片任务一科学家如何研究原子结构宇宙万物到底是由什么构成的？学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构

古希腊哲学家德谟克利特和留基伯认为宇宙万物是由原子和虚空构成，构成不同物质的原子在本质上是相同的，只是数量、排列和形状不同，虚空则是原子运动的场所。他们认为，万物都是由间断的，不可分的微粒，即原子构成的。原子的结合和分离是万物变化的根本原因。德谟克利特留基伯总结归纳：古希腊原子说的基本特征：

。宇宙万物学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构道尔顿的几组“化合反应定量对比实验”，如碳与氧气的反应：

碳+少量氧气→一种新的气体(碳氧质量比为5.4:7)

碳+过量氧气→另一种新气体(碳氧质量比为5.4:14)结论:1.元素由原子组成，同一元素的原子相同；2.化合物由不同元素的原子按一定的个数比组成。道尔顿及其原子论

突破：道尔顿的原子论与古希腊的原子说有着本质的区别，因为道尔顿是基于

提出的。它的进步意义:

;局限性：

.

学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构1858年，尤利乌斯·普吕克利用低压气体放电管研究气体放电时发现“阴极射线”。尤利乌斯·普吕克积累：阴极射线的发现者:

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构疑惑：阴极射线到底是什么呢?

著名科学家赫兹通过阴极射线穿过铝箔实验，发表论文《论阴极射线穿过金属箔》，并得出结论：阴极射线是光波。

1871年，瓦尔利发现阴极射线在磁场中会发生偏转，从而证明阴极射线带电。赫兹阴极射线在磁场中发生偏转赫兹通过 实验，认为阴极射线是

。瓦尔利发现：

，从而证明阴极射线

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构克鲁克斯通过阴极射线使风车转动实验，本来可以证明阴极射线的粒子性，但他错误地认为这是真空管中残留的气体撞击电极产生的带电分子运动造成的，与发现电子失之交臂。克鲁克斯克鲁克斯的电风轮

克鲁克斯通过

实验，本来可以证明阴极射线具有

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构1897年，汤姆孙利用电场大小、磁场大小和偏转角度等数据计算出了阴极射线的荷质比，提出原子中存在更小的带负电荷的微粒--电子。1904年，汤姆孙提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型。汤姆孙

突破：1897年，

利用电场大小、磁场大小和偏转角度等数据计算出了阴极射线的

，从而发现了

。1904年，汤姆孙提出了

的原子结构模型。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构几年后，汉斯·盖革和恩斯特·马斯登这两位曼彻斯特大学的学生每天重复着同一个实验，就是用α粒子轰击金箔。他们发现α粒子基本都能穿过去，但是，他们也观察到了被反射回来的α粒子，他们觉得很奇怪，于是请教了他们的老师卢瑟福。卢瑟福也很吃惊，无法解释此现象。你们知道是怎么回事吗?α粒子散射实验

积累：汉斯·盖革和恩斯特·马斯登重复做α粒子散射实验，发现的异常现象：

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构

卢瑟福思考一年之后，提出了带核的原子结构模型。

卢瑟福的原子结构模型存在的致命弱点是正负电荷之间的电场力无法满足稳定性的要求。卢瑟福卢瑟福的原子结构模型突破：卢瑟福基于α粒子散射实验，提出了

原子结构模型。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构1885年，巴尔末提出用于表示氢原子谱线波长的经验公式。1900年，普朗克提出了能量“量子化”的概念。卢瑟福的学生玻尔在此基础上提出了原子核外电子分层排布的设想。巴尔末普朗克玻尔玻尔原子结构模型积累：巴尔末提出

。普朗克提出

。突破：玻尔提出

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构

1919年，卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核时，发现产生了一种新的、射程很长、质量更小且带正电的粒子，卢瑟福把他发现的这种粒子命名为“质子”。1930年，德国物理学家博特用α粒子轰击铍元素时，发现从铍中发射出一种射线。这种射线在电场中不发生偏转说明它不带电，他错误地认为发现的是γ射线。

1919年，卢瑟福通过a粒子轰击氮原子核实验，发现了

。积累：1930年，德国物理学家博特用a粒子轰击铍元素时，发现从铍中发射出一种射线。这种射线在电场中不发生偏转说明它

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构1932年1月，居里夫妇重复了博特的实验，也得到了相同的结果。然而，居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考，他们把这一现象解释为光子的散射。由于他们对理论的轻视，他们白白失去了一次发现中子的机会。居里夫妇

1932年1月，居里夫妇重复了博特实验，也得到了相同的结果，他们认为

。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构一个月后，查德威克看了居里夫妇的论文并用钋加铍作为放射源，使用这种新射线去轰击氢原子时发现，氢原子核被弹射出去，这说明这种射线是具有一定质量的粒子流。他把这种射线的粒子称为“中子”。查德威克突破：

发现中子。学习活动2.跟随科学家的脚步，体验科学发展过程的“积累与突破”任务一科学家如何研究原子结构1967年，弗里德曼、肯德尔、泰勒三位科学家用斯坦福大学的直线加速器进行实验最终证明了夸克的存在。弗里德曼肯德尔泰勒拓展延伸：比质子和中子更小的微粒是

。夸克有何特征?学习活动1.各粒子的电量(性)和数量关系任务二

同一微粒中，电子、质子、中子的定量关系原子组成及各微粒带电情况及电性：质子、中子、电子的电量关系:学习活动1.各粒子的电量(性)和数量关系任务二

同一微粒中，电子、质子、中子的定量关系任何原子：核电荷数=

=

。

所以原子显电

性。阳离子：质子数=

。阴离子：质子数=

。学习活动2.各粒子的质量关系任务二

同一微粒中，电子、质子、中子的定量关系质子、中子、电子的质量关系：质子、中子、电子的相对质量关系：学习活动2.各粒子的质量关系任务二

同一微粒中，电子、质子、中子的定量关系结论：原子核外所有电子的质量总和只占原子质量的极小一部分，原子质量主要集中在

上。原子质量≈

+

。相对原子质量≈

+

。

质量数=

+

。用字母表达：

=

+

。学习活动1.原子结构示意图任务三

原子结构如何表示问题：哪些原子的电子层处于排满状态，哪些没有排满？学习活动1.原子结构示意图任务三

原子结构如何表示

为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。

用原子结构示意图表示NaF的形成过程:原子结构示意图：学习活动1.原子结构示意图任务三

原子结构如何表示用原子结构示意图表示MgO的形成过程:原子结构示意图：学习活动1.原子结构示意图任务三

原子结构如何表示金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式：

。根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价。学习活动2.原子组成表示法任务三

原子结构如何表示原子组成表示法典例：中子数=

。19F的中子数为

。23Na的中子数为

。27A1的中子数为

。请你用原子组成表示法表示：质量数为37的氯原子：

；中子数为8的氧原子：

；质量数为14的碳原子：

。学习活动1.“元素”“核素”“同位素”概念辨析任务四如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念推算出生物体的死亡年代

归纳总结：学习活动2.“元素”“核素”“同位素”典例分析任务四如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念

学习活动1.原子核外电子排布规律任务五原子核外电子排布有何规律问题1：从质量、体积、运动速度等角度讨论原子核外电子有什么特点?

学习活动1.原子核外电子排布规律任务五原子核外电子排布有何规律问题2：请同学们猜测，原子核外电子的运动有什么特点?能像宏观物体一样说出某一时刻电子所在的位置吗?核外电子运动的特征：1.电子在原子核外运动并不遵循宏观物体的运动规律，无一定的运动轨迹。2.电子在核外运动所处的位置及运动速度不能准确确定，但可以用统计的方法确定电子在核外某处出现的机会。3.具有一定能量的电子在原子核外一定区域内运动，在同一区域内运动的电子的能量大致相同。学习活动1.原子核外电子排布规律任务五原子核外电子排布有何规律问题3：目前人们把原子核外分为几个电子层呢?在各电子层上运动的电子的能量有什么区别呢?问题4：观察下图所示的元素原子结构示意图，你能发现随着核电荷数的递增，元素原子核外电子的排布有什么规律吗?学习活动1.原子核外电子排布规律任务五原子核外电子排布有何规律部分稀有气体元素原子的电子层排布：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP最外层电子数2氦He2210氖Ne28818氩Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各层最多容纳电子数281832？？学习活动2.寻找10电子微粒与18电子微粒任务五原子核外电子排布有何规律当X=10时，此微粒为

；当X=9时，此微粒