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1/26教案课题：第一章第一节原子结构（1）授课班级课时1教学目的知识与技能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、识记常见元素（1～36号）过程与方法复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。情感态度价值观充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程重点原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系难点能用符号表示原子核外的不同能级知识结构与板书设计第一节原子结构一、开天辟地—原子的诞生1、氢元素宇宙中最丰富的元素2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。二、能层与能级教学过程2/26教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［阅读引言］思考并讨论：1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。［讨论归纳］［识图］读第一章章图[讲]人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子说；物质由原子组成，且原子为实心球体，不能用物理方法分割；同种分子的质量和性质相同3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性，原子是可以再分的4、卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。5、波尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动6、原子结构的量子力学模型（电子云模型）：现代原子结构学说：物质的组成与结构物质的性质与变化决定原性论与炼丹术元素组成与原子结构第一章分子组成与分子结构第二章晶体结构第三章元素性质分子性质晶体性质决定决定决定3/26现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。[问]宇宙什么是时候诞生的？我们的地球从那里来？[板书]第一节原子结构一、开天辟地—原子的诞生[投影]宇宙大爆炸图片：[讲]1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。[问]有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？[讲]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。[强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。[板书]1、氢元素宇宙中最丰富的元素2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。[阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。[复习]必修中学习的原子核外电子排布规律：［投影］核外电子排布的排布规律(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)。4/26(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层为次外层时不能超过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？［板书］二、能层与能级［讲］由必修的知识，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：［投影］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［讲］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：［投影］能层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……最多电子数28183250……即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)［讲］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。［投影］能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：5/26能层KLMNO……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f……最多电子数2262610261014……各能层电子数28183250……[讲]在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……。任一能层的能级总是先从s能级开始，且该能层的能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，即能级数=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［学与问］英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？［归纳］s能级：最多容纳2个电子；p能级：最多容纳6个电子；d能级：最多容纳10个电子；f能级：最多容纳14个电子；相同［思考与交流］第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5，2n2=50第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，所能容纳的最多电子数为50［小结］对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见6/26下表：能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s………最多电子数22626102610142………281832……2n2［随堂练习］1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。下列说法正确的是()A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的C“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论2．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是（）A．宇宙原子总数的88.6％是氢B．地球上的元素绝大多数是金属C．普鲁特“氢是元素之母”的预言D．宇宙中存在少量稀有气体分子7/263、以下能级符号正确的是（）A6sB2dC3fD7p教学回顾：内容较有难度，较枯燥，故采用探究法。教师引导，师生共同研究，由浅入深，步步引入。利于培养学生的逻辑思维能力。教案课题：第一节原子结构（2）授课班级课时教学目的知识与技能1、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2、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3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理4、知道原子的基态和激发态的涵义5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用过程与方法复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感态度充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。8/26价值观重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式知识结构与板书设计三、构造原理1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子)四、基态与激发态、光谱1、基态—处于最低能量的原子。激发态—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。基态与激发态的关系：2、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3、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。教学过程9/26教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[课前练习]理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：［投影］1410621062622能级最多电子数74f54d34p53d1813sM812sL322能层最多电子数1331原子轨道数4s3p2p1s能级符号NK能层各能层、能级中最多电子数：最多电子数=原子轨道数×2能量：1s2s3s4s5s…能量：nsnpndnf…能量：2p3p4p5p6p…各能层最多电子数=2(能层序数)2[思考]钾原子的电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9？［板书］三、构造原理［投影］图1-2构造原理：［讲］在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上。电子的排布遵循构造原理10/26［板书］1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……［讲］构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。［板书］2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”［知识拓展］1、主量子数和角量子数之和越大，能量越高2、主量子数和角量子数之和相等时，主量子数越大，能量越高例如，4s轨道主量子数和角量子数之和为4，3d轨道主量子数和角量子数之和为5，于是4s轨道的能量低于3d轨道的能量；而3d轨道和4p轨道主量子数和角量子数之和均为5，但4p轨道的主量子数更大，于是4p轨道的能量高于3d轨道的能量［讲］自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反保里原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。［板书］3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。［讲］一切自然变化进行的方向都是使能量降低，因为能量较11/26低的状态比较稳定，此谓能