教材分析:
一、本章教學目標
1.了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理,知道原子核外電子的能級分布,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。
2.了解能量最低原理,知道基態(tài)與激發(fā)態(tài),知道原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷產(chǎn)生原子光譜。
3.了解原子核外電子的運動狀態(tài),知道電子云和原子軌道。
4.認識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系,了解元素周期系的應(yīng)用價值。
5.能說出元素電離能、電負性的涵義,能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。
6.從科學家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法,在抽象思維、理論分析的過程中逐步形成科學的價值觀。
本章知識分析:
本章是在學生已有原子結(jié)構(gòu)知識的基礎(chǔ)上,進一步深入地研究原子的結(jié)構(gòu),從構(gòu)造原理和能量最低原理介紹了原子的核外電子排布以及原子光譜等,并圖文并茂地描述了電子云和原子軌道;在原子結(jié)構(gòu)知識的基礎(chǔ)上,介紹了元素周期系、元素周期表及元素周期律。總之,本章按照課程標準要求比較系統(tǒng)而深入地介紹了原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì),為后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的學習奠定基礎(chǔ)。盡管本章內(nèi)容比較抽象,是學習難點,但作為本書的第一章,教科書從內(nèi)容和形式上都比較注意激發(fā)和保持學生的學習興趣,重視培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),有利于增強學生學習化學的興趣。
通過本章的學習,學生能夠比較系統(tǒng)地掌握原子結(jié)構(gòu)的知識,在原子水平上認識物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律,并能運用原子結(jié)構(gòu)知識解釋一些化學現(xiàn)象。
注意本章不能挖得很深,屬于略微展開。
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu):(第一課時)
知識與技能:1、進一步認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、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理,能用構(gòu)造原理認識原子的核外電子排布
6、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
方法和過程:復習和沿伸、類比和歸納、能層類比樓層,能級類比樓梯。
情感和價值觀:充分認識原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程。
教學過程:
1、原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展
從古代希臘哲學家留基伯和德謨克利特的樸素原子說到現(xiàn)代量子力學模型,人類思想中的原子結(jié)構(gòu)模型經(jīng)過多次演變,給我們多方面的啟迪。
現(xiàn)代大爆炸宇宙學理論認為,我們所在的宇宙誕生于一次大爆炸。大爆炸后約兩小時,誕生了大量的氫、少量的氦以及極少量的鋰。其后,經(jīng)過或長或短的發(fā)展過程,氫、氦等發(fā)生原子核的熔合反應(yīng),分期分批地合成其他元素。
〖復習〗必修中學習的原子核外電子排布規(guī)律:
核外電子排布的尸般規(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29’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M層是最外層
時,最多可排8個電子;當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?
2、能層與能級
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:
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
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:
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))
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。
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 ……
(1) 每個能層中,能級符號的順序是ns、np、nd、nf……
(2) 任一能層,能級數(shù)=能層序數(shù)
(3) s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7……的兩倍
3、構(gòu)造原理
根據(jù)構(gòu)造原理,只要我們知道原子序數(shù),就可以寫出幾乎所有元素原子的電子排布。
7s 7p
6s 6p 6d
5s 5p 5d 5f
4s 4p 4d 4f
3s 3p 3d
2s 2p
1s
即電子所排的能級順序:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……
元素原子的電子排布:(1—36號)
氫 H 1s1
……
鈉 Na 1s22s22p63s1
……
鉀 K 1s22s22p63s23p64s1 【Ar】4s1
……
有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有一個電子的偏差,如:
鉻 24Cr [Ar]3d54s1
銅 29Cu [Ar]3d104s1
[練習]
1、寫出17Cl(氯)、21Sc(鈧)、35Br(溴)的電子排布
氯:1s22s22p63s23p5
鈧:1s22s22p63s23p63d14s2
溴:1s22s22p63s23p63d104s24p5
根據(jù)構(gòu)造原理只要我們知道原子序數(shù),就可以寫出元素原子的電子排布,這樣的電子排布是基態(tài)原子的。
2、寫出1—36號元素的核外電子排布式。
3、寫出1—36號元素的簡化核外電子排布式。
總結(jié)并記住書寫方法。
4、畫出下列原子的結(jié)構(gòu)示意圖:Be、N、Na、Ne、Mg
回答下列問題:
在這些元素的原子中,最外層電子數(shù)大于次外層電子數(shù)的有 ,最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的有 ,最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相等的有 ;
L層電子數(shù)達到最多的有 ,K層與M層電子數(shù)相等的有 。
5、下列符號代表一些能層或能級的能量,請將它們按能量由低到高的順序排列:
(1)EK EN EL EM ,
(2)E3S E2S E4S E1S ,
(3)E3S E3d E2P E4f 。
6、A元素原子的M電子層比次外層少2個電子。B元素原子核外L層電子數(shù)比最外層多7個電子。
(1)A元素的元素符號是 ,B元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________;
(2)A、B兩元素形成化合物的化學式及名稱分別是__ _____ _。