原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案

1、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案教學(xué)目標(biāo)1 .知識(shí)與技能目標(biāo)：使學(xué)生理解能量最低原則，泡利不相容原理，洪特規(guī)則等核外電子排布的原則。使學(xué)生能完成136號(hào)元素基態(tài)原子的核外電子排布和價(jià)電子排布。使學(xué)生知道核外電子排布與周期表中周期，族劃分的關(guān)系。使學(xué)生了解原子半徑的周期性變化，并能用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)解釋主族元素原子半徑周期性變化的原因2 .過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型的建立使元素周期表的建立有了理論基礎(chǔ)。3 .情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)微觀世界中核外電子所奉行的“法律”-電子排布原則的認(rèn)識(shí)，發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，感受微觀世界的奇妙與和諧。二教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):原

2、子核外電子排布三原則，核外電子排布與原子半徑，周期表中周期，族劃分的關(guān)系。核外電子排布式，價(jià)電子排布式，軌道表示式的書(shū)寫(xiě)。三教學(xué)方法：活動(dòng)探究法，學(xué)案導(dǎo)學(xué)法，聯(lián)想對(duì)比法，自學(xué)閱讀法，圖表法等四教學(xué)過(guò)程（第1課時(shí)）新課引入俗話說(shuō)，沒(méi)有規(guī)矩不成方圓，不管是自然界還是人類社會(huì)，都有自己的規(guī)律和規(guī)則，我們可以簡(jiǎn)單看這幾張圖片，交通有交通規(guī)則，停車(chē)場(chǎng)有停車(chē)場(chǎng)的規(guī)矩，就連一個(gè)小小的鞋盒，也有自己的規(guī)矩。通過(guò)第一節(jié)“原子結(jié)構(gòu)模型”的學(xué)習(xí)，我們知道原子核外有不同的原子軌道，那么電子在這些原子軌道上是如何排布的呢？有沒(méi)有自己的規(guī)則和規(guī)矩呢？當(dāng)然有，是什么呢？通過(guò)我們教材第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表，大家就會(huì)了解這

3、一微觀世界的“法律”?；顒?dòng)探究1-18號(hào)元素的基態(tài)原子的電子排布提問(wèn)為什么你的基態(tài)原子的核外電子是這樣排布的，排布原則是什么？自學(xué)閱讀閱讀基態(tài)原子的核外電子排布三原則5分鐘。學(xué)案導(dǎo)學(xué)見(jiàn)附頁(yè)設(shè)問(wèn)為什么基態(tài)原子的核外電子排布要符合此三原則呢師講自然界有一普遍規(guī)律：能量越低越穩(wěn)定，不管是能量最低原理還是泡利不相容原理，洪特規(guī)則，它們的基本要求還是穩(wěn)定。投影聳入云天的浮天閣師講通過(guò)這張圖片，我們可以很清楚的看出生活中隨處都有類似的例子，和我們微觀世界的規(guī)則不謀而合。浮天閣臺(tái)階對(duì)應(yīng)能量最低原理，想休息，想穩(wěn)定，在這高高的樓梯上，你最愿意選擇什么地方呢？當(dāng)然是最低處的臺(tái)階?；鶓B(tài)原子的電子同樣也是能量越低越

4、穩(wěn)定，為了穩(wěn)定它們總是盡可能把原子排在能量低的電子層里。如氫原子的電子排布式為1s1.那多電子原子的電子如何排布呢？生答按能量由低到高的順序排布師講那么原子軌道的能量高低順序是什么呢？投影展示原子軌道能量高低順序圖，并指出能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。師講裝有鞋子的鞋盒可以直觀的看為泡利不相容原理，一個(gè)鞋盒最多容納兩個(gè)鞋子，且方向相反。井然有序的停車(chē)場(chǎng)，你看車(chē)輛盡可能分占不同的車(chē)位，方向相同，這樣才能使整個(gè)停車(chē)場(chǎng)穩(wěn)定有序，多像洪特規(guī)則。投影自選相反的鞋子，井然有序的停車(chē)場(chǎng)歸納總結(jié)1.基態(tài)原子：處于能量最低狀態(tài)下的原子2、基態(tài)原子的核外電子排布原子核外電子的排布所遵循的三大原則：能量最低原則電子先占據(jù)能量低的軌

5、道，再依次進(jìn)入能量高的軌道泡利不相容原理每個(gè)軌道最多容納兩個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子洪特規(guī)則電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道，且自旋狀態(tài)相同思考請(qǐng)寫(xiě)出氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)你的書(shū)寫(xiě)請(qǐng)思考，該示意圖能否清楚表示各原子軌道電子排布情況？如不能，用什么樣的方法才能清楚表示呢？師講電子排布式可簡(jiǎn)單寫(xiě)為nlx,其中n為電子層數(shù)，x為電子數(shù)，角量子數(shù)l用其對(duì)應(yīng)的符號(hào)表示。軌道表示式用小圓圈表示一個(gè)給定量子數(shù)n,l,m的原子軌道，用箭頭來(lái)區(qū)別ms不同的電子，如：氮原子的軌道表示式練習(xí)書(shū)寫(xiě)118號(hào)元素的基態(tài)原子的電子排布式以氯原子為例比較電子排布式、軌道表示式、原子結(jié)構(gòu)示意圖書(shū)寫(xiě)的不同過(guò)渡

6、在以上書(shū)寫(xiě)中大家肯定有一種感覺(jué)，寫(xiě)著麻煩，有沒(méi)有簡(jiǎn)單點(diǎn)的表示方法呢？師講33號(hào)碑As:Ar3d104s24p3;34號(hào)硒Se:Ar3d104s24p4;35號(hào)澳Br:Ar3d104s24p5練習(xí)依據(jù)核外電子排布原則，請(qǐng)?jiān)囍鴮?xiě)出19-36號(hào)元素的基態(tài)原子的電子排布【閱讀】教材P13方法導(dǎo)引【討論】依據(jù)核外電子排布原則，請(qǐng)?jiān)囍鴮?xiě)出19-36號(hào)元素的基態(tài)原子的電子排布式【師講】洪特規(guī)則特例：能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時(shí)，體系能量最低，原子最穩(wěn)定。學(xué)生活動(dòng)看圖1-2-5基態(tài)鐵原子的能級(jí)和核外電子排布示意圖提問(wèn)為什么鐵元素的常見(jiàn)價(jià)態(tài)是+2,+3價(jià)師講價(jià)電子的概念，價(jià)電子排布式練習(xí)價(jià)電子

7、指的是,元素的化學(xué)性質(zhì)與密切相關(guān)。價(jià)電子排布式：例如NaClCrFe典例解析某元素原子共有5個(gè)價(jià)電子，其中一個(gè)價(jià)電子的四個(gè)量子數(shù)為n=3,l=2,m=2,ns=+1/2。試寫(xiě)出該元素原子核外電子排布式課外思考高一時(shí)通過(guò)必修2的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解元素周期表，請(qǐng)回憶復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)，并根據(jù)前36號(hào)元素的核外電子排布思考它們?yōu)槭裁刺幵谠刂芷诒硐鄳?yīng)的位詈?（第二課時(shí)）投影元素周期表結(jié)構(gòu)聯(lián)系質(zhì)疑回想必修2中有關(guān)知識(shí)，原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)=主族序數(shù)，電子層數(shù)=周期數(shù)，這是為什么呢？觀察圖1-2-6元素周期表的輪廓圖，試想元素周期表中電子排布與周期，族劃分的內(nèi)在聯(lián)系。周期和族的劃分與原子的核外電子排布有什么

8、關(guān)系呢投影第二課時(shí)二核外電子排布與元素周期表板書(shū)1.核外電子排布與周期的劃分師講鮑林近似能級(jí)圖是多電子原子中外層能級(jí)高低的一般次序總結(jié)，圖中小方框表示原子軌道，能量相同的原子軌道連在一起，能量相近的原子軌道歸為一組，屬于同一能級(jí)組。交流研討根據(jù)1-36號(hào)元素原子的電子排布，參照鮑林近似能級(jí)圖，嘗試分析原子中電子排布與周期劃分的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)案導(dǎo)學(xué)見(jiàn)附頁(yè)【表格對(duì)比】能級(jí)組和周期的關(guān)系歸納總結(jié)周期的劃分與能級(jí)組有關(guān)，一個(gè)能級(jí)組對(duì)應(yīng)一個(gè)周期，一個(gè)能級(jí)組所容納的最多電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種數(shù)，主量子數(shù)（n）對(duì)應(yīng)周期序數(shù)。周期表中的7個(gè)周期分別對(duì)應(yīng)7個(gè)能級(jí)組。過(guò)渡周期的劃分與能級(jí)組有關(guān)，族的劃分跟

9、什么有關(guān)呢？板書(shū)2.核外電子排布和族的劃分觀察思考觀察周期表中各族元素的價(jià)電子排布，分析其和族的劃分的關(guān)系。學(xué)案導(dǎo)學(xué)見(jiàn)附頁(yè)【歸納總結(jié)】二核外電子排布與族的劃分規(guī)律:由元素的價(jià)電子結(jié)構(gòu)判斷.1 .nsXn周期XA族2 .ns2npXn周期(2+X)A族3 .(n-1)dXnsYn周期(X+Y)B族(X+Y<7)X+Y>7時(shí)為n周期VIII族4 .(n-1)d10nsXn周期XB族5 .ns2np6n周期0族(除氨外)【例題1】：指出下列元素是主族元素還是副族元素？位于周期表中第幾周期？第幾族?1822s22p63s23p4Kr4d105825P2(3)Ar3d34s2Ar3d104s

10、1【例題2：寫(xiě)出原子序數(shù)分別為23、33、38三種元素原子的電子排布，并判斷它們?cè)谥芷诒碇械奈恢?周期、族)及元素名稱。【課堂練習(xí)】見(jiàn)投影拓展視野核外電子排布與區(qū)的劃分投影表格展示s區(qū)，d區(qū)，ds區(qū)，p區(qū)在周期表中的位置和價(jià)電子排布。投影展示周期表分區(qū)第3課時(shí)過(guò)渡周期表中周期，族的劃分均和核外電子排布密切相關(guān)，那元素的原子半徑和它是否有關(guān)呢？板書(shū)三、核外電子排布與原子半徑聯(lián)想質(zhì)疑根據(jù)以往所學(xué)，我們知道原子是一種客觀實(shí)體，它的大小對(duì)其性質(zhì)有重要的影響。那么怎么測(cè)量原子半徑，原子半徑和核外電子排布有關(guān)嗎，原子半徑的變化是否有規(guī)律可循？自學(xué)閱讀教材P17-P18頁(yè)提問(wèn)檢測(cè)1.原子半徑的概念，2.原子

11、半徑的測(cè)定3.原子半徑的形式【師講】金屬半徑（相鄰兩個(gè)金屬原子核間距的一半）、共價(jià)半徑（同種元素的兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵結(jié)合時(shí)，原子核間距離的一半）、范德華半徑（以分子間作用力結(jié)合的兩個(gè)同種原子核間距的一半，主要針對(duì)的是稀有氣體那些單原子分子，所以范德華半徑都比較大），所以一般有下列關(guān)系：范得華半徑金屬半徑共價(jià)半徑【板書(shū)】4、原子半徑周期性變化學(xué)案導(dǎo)學(xué)見(jiàn)附頁(yè)投影主族元素原子半徑周期性變化示意圖【歸納總結(jié)】1）同周期中，從左到右原子半徑依次減小。引力斥力，表現(xiàn)為吸引作用2）對(duì)于同主族元素的原子來(lái)說(shuō)，自上而下,原子半徑逐漸增大引力斥力，表現(xiàn)為排斥作用3)同一周期的過(guò)渡元素，從左到右原子半徑的減小幅度越

12、來(lái)越小，即幾乎不影響半徑。【投影】元素的原子半徑及其相應(yīng)的比例模型【師講】有效核電荷【投影】本節(jié)精要概括【師講】核外電子排布的應(yīng)用及練習(xí)【課外作業(yè)】根據(jù)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，查閱有關(guān)資料，以對(duì)原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的新認(rèn)識(shí)為題或自擬題目，寫(xiě)一篇小論文。附：學(xué)案第一課時(shí)(1) 能量最低原則：核外電子總是盡先占有能量最低的軌道，然后再依次進(jìn)入能量較高的軌道，這就是能量最低原則。角量子數(shù)l相同的能級(jí)，其能量次序由主量子數(shù)n決定，n值越,其能量越o如E2PE3PE4PE5po主量子數(shù)n相同，角量子數(shù)不同的能級(jí)，其能量隨l的增大而,即發(fā)生“能級(jí)分裂”現(xiàn)象。如E4sE4PE4dE4fo主量子數(shù)和角量子數(shù)同時(shí)變化時(shí)，

13、情況較復(fù)雜，后面再單獨(dú)討論。所以基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序是1s,一,一,3s,-O(2) 泡利不相容原理：泡利不相容原理可以簡(jiǎn)單敘述為：(3)洪特規(guī)則:洪特規(guī)則就是_辨析:電子排布式、軌道表示式、原子結(jié)構(gòu)示意圖(以氯原子為例)第二課時(shí)一核外電子排布與周期的劃分3號(hào)原子的電子排布式為其最后一個(gè)電子排在第能級(jí)組上，該電子的主量子數(shù)為,該原子的電子排布共層，屬于周期表中的第周期，所以第一周期共種元素等11號(hào)原子的電子排布式為其最后一個(gè)電子排在第能級(jí)組上，該電子的主量子數(shù)為,該原子的電子排布共層，屬于周期表中的第周期，所以第二周期共種元素。19號(hào)原子的電子排布式為其最后一個(gè)電子排在第能

14、級(jí)組上，該電子的主量子數(shù)為,該原子的電子排布共層，屬于周期表中的第周期，所以第三周期共種元素。由此看來(lái)12號(hào)元素原子的電子只能排到第一能級(jí)組，它們屬于第一周期，310號(hào)元素原子的電子只能排到第能級(jí)組，它們屬于第周期，該能級(jí)組內(nèi)能容納個(gè)電子，該周期內(nèi)有種元素，1118號(hào)元素原子的電子只能排到第能級(jí)，它們屬于第周期，該能級(jí)組內(nèi)能容納個(gè)電子，該周期內(nèi)有種元素。二核外電子排布與族的劃分第IVA族的價(jià)電子排布式為，第即A族的價(jià)電子排布式為，所以主族的劃分與原子的和價(jià)電子排布密切相關(guān)，同主族元素的目相同。主族元素的價(jià)電子全都排布在最外層的軌道上。主族元素所在的族的序數(shù)等于該元素原子的。等對(duì)于過(guò)渡元素的原子，價(jià)電子排布為。第IVB族的價(jià)電子排布式為，第即B族的價(jià)電子排布式為,雖然同一副族內(nèi)不同元素原子的不同，價(jià)電子數(shù)卻基本相同，而且族的價(jià)電子的數(shù)目仍然與族序數(shù)相同。例如，金屬鎰的價(jià)電子排布為3d54s2價(jià)電子數(shù)為一,對(duì)應(yīng)的族序數(shù)為VDBo鐵原子的價(jià)電子排布為,屬族，銀原子的彳電子排布為,屬_族，原子的價(jià)電子排布為(n1)d68ns2的三個(gè)縱行統(tǒng)稱為。IB和B的價(jià)電