2019-2020年高中化学《原子结构》教案1 新人教版选修3

教学目标：

进一步认识原子核外电子的分层排布

知道原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系

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

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，并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

重点难点：能层、能级的分布及原子的核外电子排布式

教学过程：

一、原子结构理论发展

现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。

〖复习〗原子核外电子排布规律：

核外电子排布的一般规律

(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次

排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。

(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。

(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。

(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不超过2个),倒数第三层电子数目不能超过32个。

说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子

〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？

二、能层与能级

我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：

第一、二、三、四、五、六、七……能层

符号表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、 Q……

能量由低到高

例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：

能层一二三四五六七……

符号 K L M N O P Q……

最多电子数 2 8 18 32 50……

即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)

但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(s、p、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。

能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：

能层 K L M N O ……

能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ……

最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ……

各能层电子数 2 8 18 32 50 ……

每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……

任一能层，能级数=能层序数

s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍

三、构造原理

根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。

7s 7p

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……

元素原子的电子排布：（1—36号）

氢 H 1s1

……

钠 Na 1s22s22p63s1

……

钾 K 1s22s22p63s23p64s1【Ar】4s1

……

有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：

铬24Cr [Ar]3d54s1

铜29Cu [Ar]3d104s1

[练习]

1、写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布式

2、写出1—36号元素的核外电子排布式。

3、写出1—36号元素的简化核外电子排布式。

4、画出下列原子的结构示意图：Be、N、Na、Ne、Mg

回答下列问题：

在这些元素的原子中，最外层电子数大于次外层电子数的有，最外层电子数与次外层电子数相等的有，最外层电子数与电子层数相等的有；

L层电子数达到最多的有，K层与M层电子数相等的有。

5、下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列：

（1）E K E N E L E M（2）E3S E2S E4S E1S

（3）E3S E3d E2P E4f。

6、A元素原子的M电子层比次外层少2个电子。B元素原子核外L层电子数比最外层多7个电子。

（1）A元素的元素符号是，B元素的原子结构示意图为________________；

（2）A、B两元素形成化合物的化学式及名称分别是__ _____ _。

（从网上下载的）

第一节原子结构：(第1课时)

知识与技能：

1、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理

2、知道原子的基态和激发态的涵义

3、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用

[重点难点]能量最低原理、基态、激发态、光谱

教学过程：

〖引入〗在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢？

创设问题情景：利用录像播放或计算机演示日常生活中的一些光现象，如霓虹灯光、激光、节日燃放

的五彩缤纷的焰火等。

提出问题：这些光现象是怎样产生的?

问题探究：指导学生阅读教科书，引导学生从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。

问题解决：联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。

应用反馈：举例说明光谱分析的应用，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以让学生在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展他们的知识面。

〖总结〗

原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。

处于最低能量的原子叫做基态原子。

当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。

不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

〖阅读分析〗分析教材p8发射光谱图和吸收光谱图，认识两种光谱的特点。

阅读p8科学史话，认识光谱的发展。

〖课堂练习〗

1、同一原子的基态和激发态相比较（）

A、基态时的能量比激发态时高

B、基态时比较稳定

C、基态时的能量比激发态时低

D、激发态时比较稳定

2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（）

A、钢铁长期使用后生锈

B、节日里燃放的焰火

C、金属导线可以导电

D、卫生丸久置后消失

3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（）

A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少

C．电子离原子核的远近 D．原子核外电子的大小

4、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级跃迁时 ( )

A. 产生的光谱为吸收光谱

B. 产生的光谱为发射光谱

C. 产生的光谱线的条数可能是2 条

D. 电子的势能将升高.

2019-2020年高中化学《原子结构》教案1

【教学目标】

1.知道原子核的构成，知道质量数与质子数、中子数的关系，知道质子数、核电荷数、核外电子数的关系，能说出的含义。

2.能举例说明什么是元素、什么是核素、什么是同位素（不要进行概念辨析）；知道核素在医疗、新能源开发等方面的应用。

【教学重点】

构成原子的微粒间的关系

【教学难点】

构成原子的微粒间的关系

【教学方法】

通过类比，辨析概念，判断正误。如：对元素、核素、同位素等概念的理解记忆和区分，可以列表进行。

【教学具备】

教学媒体、课件、相关资料。

【课时安排】

2课时

【教学过程】

【回顾】

请同学们回忆在初中学过哪些原子结构的知识？

【引入课题】

我们知道，原子是由原子核和核外电子构成，那么，原子核和核外电子它们的相对空间位置是怎样的，体积大小比较如何呢？今天我们将在初中基础上继续学习原子结构的有关知识。

【观察思考】

阅读课本第2页“联想.质疑”思考下列问题：

（1）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？

（2）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？

（3）极少数的粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？

【板书】

第一节原子结构

【提出问题】

原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢?

【板书】

一、原子核核素

1.原子核的构成，

【媒体显示】原子结构示意图

【学生阅读】

构成原子的微粒——电子、质子和中子的基本数据：

【思考讨论并提问】

请根据表中所列数据讨论:

1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？为什么？

2.原子的质量主要由哪些微粒决定？

3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系?

4．原子的质量几乎全部集中在原子核上？为什么？

【学生小结】

1.数量关系：核内质子数＝核外电子数

2.电性关系：原子核电荷数＝核内质子数＝核外电子数阳离子核内质子数＞核外电子数

阴离子核内质子数＜核外电子数

3.质量关系：质量数（A ）＝质子数（Z ）＋中子数（N ）【归纳小结】

如果用 A

Z X 的形式表示一个质量数为A 、质子数为Z 的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为:

原子 A

Z X

【迁移与应用】

1.在科学研究中，人们常用3717Cl 符号表示某种原子，请你谈谈图中符号和数字的含义。

2.某二价阳离子含有10个电子,12个中子,求质量数。

3.元素R 的一个原子，质量数为 a ，其阴离子R n-

有b 个电子，求中子数。【回顾】

元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。【质疑】

同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢? 【媒体显示】

三种不同的氢原子

原子核

核外电子中子（A-Z ）个

Z 个

质子 Z 个

【比较】

三种氢原子结构的异同。

【质疑】

它们是不是同一种元素？

【板书】

2.核素

核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。

同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。

如：碳12C 13C 14C 氯35Cl 37Cl 铀234U 235U 238U 【思考】

1．请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。

2．请你描述元素、核素、同位素间的关系.

【媒体显示】

元素、核素、同位素三者之间的关系：

同位素的特点：

①同一元素的不同核素的质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质具有差异。

②天然存在的某种元素里，无论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子个数百分比一般是固定不变的。

【交流与研讨】

生物体在生命存续期间保留的一种碳原子----碳-14 （14

6C）会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量，可以推断出它的存在年代。根据课本内容与网上资料：阐述14

6C在考古上的应用；列举核素、同位素在生产和生活中的应用。

【点评】

本节教材采用问题推进法进行教学，引导学生发现问题、提出问题以激发学生思考，然后，通过看书、研讨、交流等多种方式，寻求问题的解决，探讨问题的结果。培养解决问题的能力。

【简介】

放射性同位素的应用

（1）作为放射源和同位素示踪。

（2）用于疾病诊断和治疗。

【练习】

1. 下列各组物质中，互为同位素的是（）

（A）O2、O3、O4（B）H2、D2、T2

（C）H2O、D2O、 T2O （D）20Ca 和20 Ca

2．下列说法正确的是（）

（A）同种元素的质子数必定相同

（B）不同元素原子的质量数必定不同

（C）原子核都是由质子和中子构成的

（D）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素

3. 在①36Li ②714N ③1123Na ④1224Mg ⑤37Li ⑥614C，几种核素中

1) （）和（）互为同位素

2) （）和（）质量数相等，但不能互称同位素

3) （）和（）中子数相等，但质子数不等，所以非同一种元素

4. 同位素、元素、同素异形体的比较

【课后作业】课后1

【板书设计】

一、原子核核素

1．原子核的构成，

（1、数量关系：核内质子数＝核外电子数

2、电性关系：原子核电荷数＝核内质子数＝核外电子数

阳离子核内质子数＞核外电子数

阴离子核内质子数＜核外电子数

3、质量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）

2.核素

核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。