資源簡介

第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
第1課時 教學設計
【教學目標】
1、了解原子的構成，了解質量數的概念。
2、初步掌握原子核外電子排布規律。
3、能夠正確書寫1~20號元素原子和離子的結構示意圖，弄清楚原子、陽離子和陰離子的質子數和核外電子數之間的關系。
【教學重難點】
1、重點：
（1）質量數概念的學習。
（2）核外電子排布規律。
2、難點：
（1）質量數和的含義。
（2）核外電子排布規律的理解，1~20元素原子或離子的原子結構示意圖的掌握。
【教學過程】
一、導入新課
【情境】原子結構模型的演變
很早以前，人們就提出了這樣一個問題：物質是否無限可分？在公元前5世界，希臘哲學家德謨利特等人認為：萬物是由大量的不可分割的微粒構成的，即原子。
1803年道爾頓提出:原子是構成物質的基本粒子，它們是堅實的、不可再分實心球。
1904年湯姆孫利用陰極射線實驗發現了電子，他認為原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。
1911年盧瑟福（湯姆孫的學生）進行了α散射實驗，得出在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉，就像行星環繞太陽運轉一樣。
1913年玻爾（盧瑟福的學生）引入量子論的觀點，提出電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速圓周運動。
1926~1935年，現代物質結構學說提出電子在原子核外很小的空間內做高速運動，其運動規律與一般物體不同，沒有確定的軌道。
【設計意圖】通過了解原子結構模型的演變歷程，學生可以認識到從宏觀和微觀結合的視角分析與解決問題的重要性，知道科學研究過程中常需要依據物質及其變化的信息建構模型，提高模型的認知能力。【投影】展示原子結構模型的演變。
【過渡】目前，科學家已經能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡攝制顯示原子圖像的照片。隨著現代科學技術的發展，人類對原子的認識過程還會不斷深化。下面我們就來學習原子結構相關知識。
二、講授新課
知識點一 原子結構
【提問】通過剛剛了解的原子結構模型的演變經歷的幾個階段，現在我們知道原子是由什么組成的呢？
【生】集體回答：原子核和核外電子。
【師】原子是由核外電子和原子核組成的，那原子核能否再分成更小的微粒呢？
【生】可以。原子核是由質子和中子構成的。
【師】根據科學探究，絕大多數的原子核是由更小的質子和中子構成的。質子、中子、電子的電性如何？
【生】電子：帶一個單位負電荷；質子：帶一個單位負電荷；中子：不顯電性；原子：呈電中性。
【師】那么由粒子所帶電性你能看出什么規律嗎？
【生】核電荷數＝質子數＝核外電子數
【師】觀察并描述表格中的數據，思考三種微粒的質量、電量有什么關系？
【投影】原子的質量相關問題
質量/kg 相對質量 電量/C
質子 1 .673 × 10-27 1.007 1.602 × 10-19
中子 1.675 × 10-27 1.008 0
電子 9.109 × 10-31 1/1 836 1.602 × 10-19
【歸納總結】質子和中子的質量基本相等，相對質量約為1。電子的質量可以忽略不計。原子的質量主要集中在原子核上。
【提問】將有關原子的質子數與中子數之和（即質量數A）填入表格，并與相對原子質量作比較，你能夠得出什么結論？
【生】質子數（Z）+中子數（N）=質量數（A）
在數值上：質量數（A）≈相對原子質量
【師】原子的質量都集中在原子核上，質子和中子的相對質量都近似為1，忽略電子的質量，將原子核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值相加，所得的數值就叫作質量數。下面我們來學習原子的相關表示。
【教師活動】講解符號中各個字母所表示的含義。
知識點二 核外電子排布
【過渡】在含有多個電子的原子里，分子分別在能量不同的區域內運動。我們把不同的區域簡化為不連續的殼層，稱作電子層。電子層模型就類似于切開的洋蔥，洋蔥是我們非常熟悉的一種蔬菜,洋蔥切開后,我們會看到里面一層一層地呈現。
【投影】展示類比圖。
【師】在多電子原子中，電子的能量是不相同的。在離核較近的區域內運動的電子能量較低，在離核較遠的區域內運動的電子能量較高。由于原子中的電子是處在原子核的引力場中（類似于地球上的萬物處于地心引力場中），電子一般總是先從內層排起，當一層充滿后再填充下一層。那么核外電子的排布有哪些規律呢？
【小結】（1）能量最低原理
核外電子總是優先排布在能量最低的電子層里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里，即按K→L→M→N……順序排列。
【思考交流】在多電子原子中，電子的能量是不相同的。在離核較近的區域內運動的電子能量較低，在離核較遠的區域內運動的電子能量較高。由于原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子總是從內層排起，當一層充滿后再填充下一層。
那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？
【小結】（2）電子層最多容納的電子數
①第n層最多容納2n2個電子。如K、L、M、N層最多容納電子數分別為2、8、18、32。
②最外層電子數目最多不能超過8個（K層為最外層時不能超過2個）。
③次外層最多能容納的電子數不超過18個。
【學生活動】寫出49號元素的原子結構示意圖。
【過渡】那么在實際的運用中我們應該如何用化學語言表示核外電子排布呢？為了簡便，我們引入了原子（離子）結構示意圖。
【投影】展示鈉原子結構示意圖。
【講解】原子結構示意圖中，核電荷數等于核外電子數。而離子結構示意圖中，兩者是不相等的，他們之間有什么樣的數量關系呢？
【小結】陽離子：核外電子數 < 核電荷數；陰離子：核外電子數 > 核電荷數。
【講解】當主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變為離子時，電子層數減少一層，形成與上一周期的稀有氣體原子相同的電子層結構。非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時，形成和稀有氣體原子相同的電子層結構。
【師】原子或分子是呈電中性的，質子數等于核外電子數等于核電荷數。原子失電子形成陽離子帶正電，得電子形成陰離子帶負電。那么離子中，質子數與核外電子數有什么關系？
【生】陽離子中，質子數=核外電子數+失去的電子數；陰離子中，質子數=核外電子數-得到的電子數。
【強調】核外電子排布規律是相互聯系的，不能孤立地、機械地理解和套用。當M層不是最外層時，最多可以排布18個電子，而當它是最外層時，最多只能排布8個電子。
【板書設計】
4.1.1 原子結構 核外電子排布
一、原子結構
1、原子的構成
2、質量數
二、核外電子排布
1、電子層
2、核外電子的排布規律
3、核外電子排布的表示方法——原子（離子）結構示意圖

展開更多......

收起↑