鲁教版高中化学选修三《物质结构与性质》第一章第一节原子结构模型第三课时公开课教学课件 (共18张PPT)
【公开课教案】鲁科版高中化学选修三《物质结构与性质》教案
第一章物质结构与性质教案教材分析：一、本章教学目标1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。
2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4．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。
5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
本章知识分析：本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。
总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。
尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
注意本章不能挖得很深，属于略微展开。
第一节原子结构：(第一课时)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（1～36号）原子核外电子的排布方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。
鲁科版高中化学选修3(物质结构与性质)课件【完整版】
若C为阳离子Cn＋，有2c－n＝18(n取偶数)：n＝2时，c＝ 10，为Ne，舍去；n＝4时，c＝11，为Na，无Na4＋，舍去； n＝6时，c＝12，为Mg，无Mg6＋，舍去。故C为O元素，由 ④知A、C、D必为相邻周期元素。C为O，则A为Al，D为 Na，B为S。
【答案】 (1)Al S O Na (2)Al3＋：1s22s22p6 S2－：1s22s22p63s23p6 O2－：1s22s22p6 Na＋：1s22s22p6 (3)r(S2－)＞r(O2－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋) (4)Na＞Al (5)＜ (6)Na＜Al＜S＜O
第一电离能
电负性
增强 减弱 增强
减弱
增强 大体增大
变大
减弱 增强 减弱
增强
减弱 减小 变小
A、B、C、D为原子序数小于18的四种元素： ①A原子的电子层数等于最外层电子数； ②A与B处于同一周期，B与D可形成离子化合物D2B， 该化合物的水溶液显碱性； ③C的离子核内质子数与核外电子数之和为18； ④A、C、D三种元素的离子具有相同的电子层排布。 推断A～D各为何种元素，并用其元素符号填空： (1)A______，B______，C______，D______。
(5)B、C的电负性大小关系为B________C。 (6)A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小关系 为____________。 【解析】 A、B、C、D均为短周期元素成D2B离子化合物Li2O、Na2O、Na2S，它们的水溶 液都为碱性。由③可知若C为阴离子Cn－，则设核电荷数为 c，有2c＋n＝18(n取偶数)：n＝2时，c＝8，C为O；n＝4 时，c＝7为N，无N4－离子，舍去；n不可能大于5。
3．洪特规则 原子核外电子在能量相同的各个原子轨道上排布时， 应尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向平行(即自旋方 向相同)。例如：
鲁科版高中化学选修三《物质结构与性质》全教案
鲁科版高中化学选修3 《物质结构与性质》教案第一章物质结构与性质教案第二节原子结构与元素周期表一、学习目标1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。
知道元素周期表中元素按周期划分的原因，族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系。
2、了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释主族元素，原子半径周期性变化的原因。
3、明确原子结构的量子力学模型的建立使元素周期表的建立有了理论依据。
二、学习重点、难点能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则、了解核外电子排布与元素周期表的周期，族划分的关系。
三、学习过程：第一课时（一）基态原子的核外电子排布[探索新知]（1—18号）画出1—18号元素的原子结构示意图a.以H为例电子排布式轨道表示式结论:b. 以He为例电子排布式轨道表示式结论: c. 以C 为例电子排布式轨道表示式结论: [活动探究]（1—18号）书写下列基态原子核外电子排布式和轨道表示式(书写、对照、纠错、探因)N 、 O 、Ne 、Al 、Mg 、Si 、[学无止境]（19—36号）a．书写基态原子核外电子排布式(书写、对照、纠错、探因)Sc Fe 结论：b．再书写基态原子核外电子排布式(书写、对照、纠错、探因)Cr Cu 结论：练习：V、As第2、3课时（二）核外电子排布与元素周期表1．核外电子排布与周期的划分。
[看图·思考]仔细观察图1-2-7鲍林近似能级图回答下面问题：鲍林近似能级图中分为几个能级组？每一能级组中共有多少个原子轨道，最多能容纳多少个电子？[交流·研讨]请根据1-36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，回答下题。
（1）周期的划分与什么有关？（2）每一周期（前4周期）各容纳几种元素？这又与什么有关？（3）周期的序数与什么有关？（从原子中电子排布式分析）[同步检测1] 已知某元素原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2,根据这一排布式可知该元素所在的周期是_______________________。
高中化学鲁科版选修三课件：第1章 第1节 原子结构模型(25张PPT)
3．玻尔原子结构模型的基本观点
运动 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原__子__核__运 轨迹 动，并且不辐射能量 能量 在不同轨道上运动的电子具有_不__同__的能量，而且能量 分布 是_量__子__化_的。轨道能量依n(电子层数)值(1,2，3，…)的
增大而_升__高_ 对氢原子而言，电子处于n＝1的轨道时能量最低，称为 电子 _基__态_；能量高于基态的状态称为_激__发__态__。电子在能量 跃迁 不同的轨道之间跃迁时，辐射或吸收的能量以光的形式 表现出来并被记录下来，就形成了_光__谱_
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2022/4/132022/4/132022/4/132022/4/13
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
立核外电子分层排布模型→20 世纪 20 年代产生了量子力学模型。
量子力学对原子核外电子运动状态的描述
1．原子轨道
(1)电子层(n) 分层标准
电子离核的远近
n 的取值 1 2 3 4 5 6 7
符号 能量
K LM N O P Q 由低 到 高 ―――→
离核
由 近到远 ―――→
(2)能级 在同一电子层中，电子所具有的能量可能 不同 ，所以同一
5．填空。 (1)用符号填写电子层所含能级种类： K 层：_1_s；L 层：_2_s、__2_p_；M 层：3_s_、__3_p_、__3_d_；N 层：_4_s_、__4_p_、__4_d_、__4_f。 (2)用数字填写能级所含原子轨道数目： s：__1__；p：__3__；d：__5__；f：__7__。 (3)比较下列原子轨道的能量高低(填“＜”“＝”或“＞”)。 ①4s_＞___3s_＞___2s__＞__1s； ②3px__＝__3py__＝__3pz； ③4f__＞__4d__＞__4p__＞__4s； ④1s_＜___2p_＜___3d__＜__4f。
高中鲁科版化学选修3《原子结构模型》课件
②角量子数l :描述(电子云)原子轨道的形状．
l 取值为 0，１，２，３… (n-1)．共n个数值．
符号为 s， p， d， f 等．
若电子n、 l 的相同，则电子的能量相同．
在一个电子层中，l 的取值有多少个，表示电子层有多 少个不同的能级．
l表示电子亚层(能级) 练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号
原子轨道 符号 1s
2s
2px 2py 2pz 3s
3px 3py 3pz
3dxy 3dyz 3dxz 3dx2—y2 3dz2
Hale Waihona Puke ms 取值 ±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2
习题：
1.下列各电子层，不包含d能级的是（ C、D ）。
A.N电子层 B. M电子层 C. L电子层 D. K电子层
2.下列能级中，轨道数为5的是（ C ）。 A.s能级 B.p能级 C.d能级
3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多 少轨道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d
答：（1）2s存在，轨道数为1 （2）2d不能存在 （3）4p存在，轨道数为3 （4）5d存在，轨道数为5
知识小结:
原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态 描述原子轨道的量子数是:n、l、m 描述电子运动的量子数是:n、l、m 、ms n、l、m 、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子 数的关系
第一节 原子结构模型 （第2课时）
教学目标： 1、知道核外电子的运动不同于宏观物体，不能同时准确测定它 的位置和速度；初步认识原子结构的量子力学模型，知道原子中 单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述；认识到原子轨道的 能量是量子化的，原子轨道的能量用能级来描述；知道电子云是 对电子在空间单位体积里出现概率大小的形象化描述。 2、知道科学假说模型在原子结构建立中的重要作用。 3、通过原子结构量子力学模型建立的历史，感受科学家在科学 创造中的丰功伟绩。
鲁科版高中化学选修三1.1《原子结构模型》第3课时 省一等奖教案
第一节原子结构模型第3课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述（2）【教学目标】1.初步认识原子结构的量子力学模型，能用n、l、m、ms 这四个量子数描述核外电子的运动状态2.知道主量子数n 、角量子数l 和磁量子数m对应着n电子层中l能级中的原子轨道3.了解原子轨道的图象是原子轨道在空间的一种形象化表示4.会辨认不同的原子轨道示意图【教学重点】1.用四个量子数描述核外电子的运动状态。
2.n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制3.原子轨道和电子云的概念及形状4.书写能级符号及原子轨道符号【教学难点】1.n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制。
2.原子轨道和电子云的概念【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、复习旧课3分钟教师让学生回答下列问题①为什么在通常条件下，钠原子中的处于n=4能层的电子跃迁到n=3能层的状态时，在高分辨光谱仪上看到的不是一条谱线，而是多条谱线？1.回答问题2.思考老师提出的问题。
复习旧知识，引入新问题，导入新课教学。
导入新课②在高分辨光谱仪中，氢原子的电子从n=2跃迁到n=1层时，得到两条靠得很近的谱线？二、展开新课15分钟3.磁量子数m【板书】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型（2）教师讲解：磁量子数既原子轨道个数。
原子轨道是指一个电子空间运动状态。
根据光谱现象，科学家发现同一能级电子空间运动状态不尽相同，一个能级包含着一个或若干个原子轨道。
【板书】3.磁量子数m①角量子数ι和磁量子数m的关系角量子数ι和磁量子数m的关系既能级与原子轨道个数的关系。
对于一个确定的ι值，m值可取0、±1、±2、±3……±ι，共(2ι+1)个数值。
当ι=2时，m有0、±1、±2五个取值；既d能级有五个原子轨道。
②原子轨道的表示方法s能级只有一个原子轨道，可表示为s。
p能级有3个原子轨道，可表示为px、py、pz。
高中化学 第1章 第1节 原子结构模型课件 鲁科版选修3
第二十七页，共36页。
[解析] 随着n值的增大，电子离核的平均距离越来越远， 能量越来越高，故A项错误；n值和l值相同的电子，能量相同， 故同一电子层(n值相同)中能级个数取决于l的取值，故B项正确； 对于确定的n值，m的取值共有n2个，故C项错误；ms表示电子 的自旋方向，但处于(chǔyú)同一原子轨道上的电子自旋运动状 态只能有两种，故D项错误。
[答案] B
第二十八页，共36页。
(1)对于确定的 n 值，l 共有 n 个值：0，1，2，…， (n－1)；对于每个确定的 l，m 可取(2l＋1)个值。由此可推出： 对于确定的 n 值，m 的取值共有 n2 个，即第 n 电子层有 n 个 能级，n2 个原子轨道。
(2)主量子数 n 和角量子数 l 决定轨道能量高低，角量子数 l 决定原子轨道形状，磁量子数 m 决定原子轨道在空间的(分布) 伸展方向。
第二十二页，共36页。
[解析] 玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光 谱为线状光谱的事实提出的，有外加磁场时氢原子光谱增加 多条谱线，玻尔的原子结构模型已无法解释这一现象，必须 (bìxū)借助于量子力学加以解释。
[答案] D
第二十三页，共36页。
原子结构理论的发展是不断深入的，各个 时期的原子结构模型都是为了解释当时(dàngshí)出现的某一 现实问题或实验现象而提出的。随后可能又会碰到不能解 释的问题，这些问题的出现又会推动原理论的改进或新理 论的创建。
(5)玻尔原子结构模型的优缺点： ①优点：成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事 实，阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的 跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 ②缺点：无法解释氢原子光谱的精细结构和复杂的光谱 现象。
鲁科版高中化学选修三物质结构与性质全书课件
拓宽应用
1、依据玻尔原子结构模型基本观点 解释氢原子光谱是怎样产生的？为什 么会有多条谱线？
参照课本P3——4页“追根寻源”
电子从一个轨道跃迁到另一轨 道时，就要吸收或放出能量，两 个定态的能量差为E。如能量以 光辐射的形式表现出来，就形成 了光谱。
（一低四不超）
上述规律相互制约，相互联系
1、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层
电子层 一
符
号K
最多电子数 2
二 三 四 五 六 七 …… L M N O P Q …… 8 18 32 50 ……
2、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动
电子层 一 二
三
四
轨 道 类 型 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
2、只可用统计图示的方法描绘电子在核外空间出 现的概率。
该统计图示即电子云——好像带负电荷的云雾笼 罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。
小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出 现的机会大小。
核外电子运动状态的描述
电子云(P8)
• 电子云：描述核外电子运动特征的图象。 • 电子云中的小黑点：
并不是表示原子核外的一个电子,而是表 示电子在此空间出现的机率。
轨道数 1
4
9
16
最多电子数 2
8
18
32
五 5s 5p……
25 50
3、不同的轨道的能量不同
比较下列轨道能量的高低
1. ns < np < nd < nf 2. 1s < 2s < 3s < 4s 3. 2px = 2py = 2pz 4. 3Px > 2S 5. 3d ? 4s
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学习了电子运行的电子层、能级、轨道、自旋等知识后， 我们究竟如何形象的描述电子在核外运行呢？其实薛定 谔的波动方程已经在数学上给出了答案：因为原子轨道 就是波函数，所以可以将波函数的大小轮廓和符号以图 像方式在直角立体坐标系中表示出来(当然这需要高深 的立体解析几何的数学知识)。
第一节 原子结构模型 （第3课时）
教学目标： 1、知道核外电子的运动不同于宏观物体，不能同时准确测定它 的位置和速度；初步认识原子结构的量子力学模型，知道原子中 单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述；认识到原子轨道的 能量是量子化的，原子轨道的能量用能级来描述；知道电子云是 对电子在空间单位体积里出现概率大小的形象化描述。 2、知道科学假说模型在原子结构建立中的重要作用。 3、通过原子结构量子力学模型建立的历史，感受科学家在科学 创造中的丰功伟绩。
d能级的原子轨道有5个
f 能级的原子轨道
f能级的原子轨道有7个
问题讨论
原子轨道与火车运行的轨道有何不同?
原子轨道是指一定能级上的电子,在核 外空间运动的一个空间区域. 火车的轨道则是火车运行的一个固定路 线.
知识小结: 电子云 电子云的轮廓
作业：P 9 4
表示原子核，·表示电子。
然后继续给氢原子拍照，拍上一万张，并将 这些照片对比研究，我们就获得一个印象：电子 好像是在氢原子核外作毫无规则的运动，一会在 这里，一会在那里出现。如果我们将这些照片叠 印，原子核对准，我们就能得到如下图所示图像。
氢原子的电子云示意图
也可以看成是曝光时间延迟， 以两幅图片做对比。
在高中阶段我们先来学习电子云。
宏观、微观运动的不同
宏观物体
微观粒子
质量 很大
很小
速度 较小
很大(接近光速)
位移 可测 能量 可测
位移、能量 不可同时测定
轨迹
可描述
（画图或函数描述）
不可确定
为了便于理解，我们用假象的给氢原子照 相的比喻来加以说明。氢原子核外有一个电子。 为了在一瞬间找到电子在氢原子核外的确定位 置，我们有一架特殊的照相机可以给氢原子照 相(快门足够短，目前是不可能的)。先给某个氢原子拍五张 照片，得到不同的图像。
S能级的原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
z
z
z
y
y
y
x
x
x
P能级的原子轨道
P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个 原子轨道,它们相互垂直,分别以P x，P y，P z表示.
P 能 级 的 原 子 轨 道
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形.
d 能 级 的 原 子 轨 道
2.电子云
• 电子云：描述核外电子空间单位体积内出现 的概率大小的图形。
• 电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子,而是表
示电子在此空间出现的机率(电子曾经来过)。 电子云密度大的地方说明电子出现的机
会多，而电子云密度小的地方说明电子出现 的机会少。
3.原子轨道的图像描述——电子云的轮廓图