2019-2020年高一化學 原子結構學案 新人教版.doc

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第一節(jié) 2019-2020年高一化學 原子結構學案 新人教版 教學目標 （一）知識與技能： 1、進一步認識原子核外電子的分層排布 2、知道原子核外電子的能層分布及其能量關系 3、知道原子核外電子的能級分布及其能量關系 4、能用符號表示原子核外的不同能級，初步知道量子數(shù)的涵義 5、了解原子結構的構造原理，能用構造原理認識原子的核外電子排布 6、能用電子排布式表示常見元素（1～36號）原子核外電子的排布 （二）方法和過程： 復習和沿伸、類比和歸納。能層類比樓層，能級類比樓梯。 （三）情感、態(tài)度和價值觀： 充分認識原子結構理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程。 課前預習： 1、對多電子原子的核外電子，按能量的差異將其分成不同的 ；各能層最多容納的電子數(shù)為 。對于同一能層里能量不同的電子，將其分成不同的 ；能級類型的種類數(shù)與能層數(shù)相對應；同一能層里，能級的能量按s、p、d、f 的順序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）＜E（f） 。 2、在同一個原子中，離核越近，n越小的電子層能量 。同一電子層中，各能級的能量按s、p、d、f、……的次序 教學過程 一、開天辟地—原子的誕生 〖復習〗原子核外電子排布規(guī)律： 說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如；當M層是最外層時，最多可排8個電子；當M層不是最外層時，最多可排18個電子 〖思考〗這些規(guī)律是如何歸納出來的呢？ 二、能層與能級 理論研究證明，原子核外每一層所能容納的最多電子數(shù)如下： 能 層 一 二 三 四 五 六 七…… 符 號 K L M N O P Q…… 最多電子數(shù) 2 8 18 32 50…… 能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)如下： 能 層 K L M N O …… 能 級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 最多電子數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… 各能層電子數(shù) 2 8 18 32 50 …… （1） 每個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf…… （2） 任一能層，能級數(shù)=能層序數(shù) （3） s、p、d、f……可容納的電子數(shù)依次是1、3、5、7……的兩倍 三、構造原理 電子所排的能級順序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 元素原子的電子排布：（1—36號） 見 p6 [案例練習] 1、以下能級符號正確的是（ ） A. 6s B.2d C.3f D.7p 2、下列能級中軌道數(shù)為5的是（ ） A.s能級 B.p能級 C.d能級 D.f能級 3、比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低 （1）1s,3d (2) 3s,3p,3d (3)2p,3p,4p 4、請根據(jù)構造原理，寫出下列基態(tài)原子的電子排布式 （1）N （2）Ne （3）29Cu （4）Ca [課后作業(yè)] 1、下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是（ ） A．Al 1s22s22p63s23p1 B．O2- 1s22s22p6 C．Na+ 1s22s22p6 D．Si 1s22s22p2 2、下列符號代表一些能層或能級的能量，請將它們按能量由低到高的順序排列： （1）E3S E2S E4S E1S ，（2）E3S E3d E2P E4f 。 3、下列說法正確的是 A．原子的種類由原子核內質子數(shù)、中子數(shù)決定B．分子的種類由分子組成決定C．He代表原子核內有2個質子和3個中子的氦原子 D．O和O原子的核外電子數(shù)是前者大 4、根據(jù)構造原理寫出11、16、35號元素的基態(tài)原子的電子排布式 第一節(jié) 原子結構 第2課時 教學目標： 1、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理 2、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義 3、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡單應用 教學重點難點：能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜 課前預習： 1、現(xiàn)代物質結構理論原理證實，原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，處于最低狀態(tài)能量的原子叫做 原子。 2、基態(tài)原子的核外電子排布要遵循的原則是 、 、 。 3、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的原子的 ，總稱原子光譜。 教學過程 〖引入〗在日常生活中，我們看到許多可見光如燈光、霓虹燈光、激光、焰火與原子結構有什么關系呢？ 提出問題：這些光現(xiàn)象是怎樣產生的? 問題探究：從原子中電子能量變化的角度去認識光產生的原因。 問題解決：聯(lián)系原子的電子排布所遵循的構造原理，理解原子基態(tài)、激發(fā)態(tài)與電子躍遷等概念，并利用這些概念解釋光譜產生的原因。 應用反饋：舉例說明光譜分析的應用，如科學家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦，化學研究中利用光譜分析檢測一些物質的存在與含量，還可以讓學生在課后查閱光譜分析方法及應用的有關資料以擴展他們的知識面。 〖總結〗 〖閱讀分析〗分析教材p8發(fā)射光譜圖和吸收光譜圖，認識兩種光譜的特點以及光譜的發(fā)展。 【案例練習】 1、同一原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)相比較 （ ） A、基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時高 B、基態(tài)時比較穩(wěn)定 C、基態(tài)時的能量比激發(fā)態(tài)時低 D、激發(fā)態(tài)時比較穩(wěn)定 2、生活中的下列現(xiàn)象與原子核外電子發(fā)生躍遷有關的是（ ） A、鋼鐵長期使用后生銹 B、節(jié)日里燃放的焰火 C、金屬導線可以導電 D、夜空中的激光 3、當碳原子的核外電子排布由 轉變?yōu)? 時，下列說法正確的是 A．碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài) B．碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài) C．碳原子要從外界環(huán)境中吸收能量 D．碳原子要向外界環(huán)境釋放能量 【課后作業(yè)】 1、若某基態(tài)原子的外圍電子排布為4d15s2，則下列說法正確的是 A．該元素基態(tài)原子中共有3個電子 B．該元素原子核外有5個電子層 C．該元素原子最外層共有3個電子 D．該元素原子M能層共有8個電子 2、某元素的激發(fā)態(tài)原子的電子排布式為1s2s2p3s3p4s，則該元素基態(tài)原子的電子排布式為 ；元素符合為 。 第一節(jié) 原子結構 第3課時 教學目標： 1、了解原子結構的構造原理，能用構造原理認識原子的核外電子排布 2、能用電子排布式表示常見元素（1～36號）原子核外電子的排布 3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的涵義 5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發(fā)射光譜，了解其簡單應用 課前預習： 1、電子云： 。電子云是核外電子運動狀態(tài)的形象化描述。 2、原子軌道： 。s電子的原子軌道都是 形的，p電子的原子軌道都是 形的，每個p能級有3個原子軌道，他們相互垂直，分別以 表示。 3、當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同，這個規(guī)則被稱為 。 教學過程 〖練習〗理論研究證明，在多電子原子中，電子的排布分成不同的能層，同一能層的電子，還可以分成不同的能級。能層和能級的符號及所能容納的最多電子數(shù)如下： (1)根據(jù) 的不同，原子核外電子可以分成不同的能層，每個能層上所能排布的最多電子數(shù)為 ，除K層外，其他能層作最外層時，最多只能有 電子。 （2）從上表中可以發(fā)現(xiàn)許多的規(guī)律，如s能級上只能容納2個電子，每個能層上的能級數(shù)與 相等。請再寫出一個規(guī)律 。 〖引入〗電子在核外空間運動，能否用宏觀的牛頓運動定律來描述呢？ 五、電子云和原子軌道： 1、電子運動的特點：①質量極小 ②運動空間極小 ③極高速運動。 電子云： S的原子軌道是球形的，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。 P的原子軌道是紡錘形的，每個P能級有3個軌道，它們互相垂直，分別以Px、Py、Pz為符號。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而增大。 2、 [重點難點]泡利原理和洪特規(guī)則 量子力學告訴我們：ns能級各有一個軌道，np能級各有3個軌道，nd能級各有5個軌道，nf能級各有7個軌道.而每個軌道里最多能容納2個電子，通常稱為電子對，用方向相反的箭頭“↑↓”來表示。 這個原理稱為泡利原理。 這個規(guī)則是洪特規(guī)則。 〖練習〗寫出5、6、7、8、9號元素核外電子排布軌道式。并記住各主族元素最外層電子排布軌道式的特點：(成對電子對的數(shù)目、未成對電子數(shù)和它占據(jù)的軌道。 〖思考〗下列表示的是第二周期中一些原子的核外電子排布，請說出每種符號的意義及從中獲得的一些信息。 〖思考〗寫出24號、29號元素的電子排布式，價電子排布軌道式，閱讀周期表，比較有什么不同，為什么？從元素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子層排布。 它們是否符合構造原理? 洪特規(guī)則的特例：對于同一個能級，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時，是比較穩(wěn)定的。 【案例練習】 1、有關核外電子運動規(guī)律的描述錯誤的是（ ） A．核外電子質量很小，在原子核外作高速運動 B．核外電子的運動規(guī)律與普通物體不同，不能用牛頓運動定律來解釋 C．在電子云示意圖中，通常用小黑點來表示電子繞核作高速圓周運動 D．在電子云示意圖中，小黑點密表示電子在核外空間單位體積內電子出現(xiàn)的機會多 2．基態(tài)碳原子的最外能層的各能級中，電子排布的方式正確的是（ ） A B C D 3、下面是s能級p能級的原子軌道圖，試回答問題： ⑴s電子的原子軌道呈 形，每個s能級有 個原子軌道；p電子的原子軌道呈 形，每個p能級有 個原子軌道。 ⑵s電子原子軌道、p電子原子軌道的半徑與什么因素有關？是什么關系？ 【課后作業(yè)】 1、以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。試判斷，哪些違反了泡利不相容原理，哪些違反了洪特規(guī)則。 ↑ ↑ ↑↑ ↑ ↑ ↓↑ ↑ ↓ ↓↑ (1) (2) (3) ↑ ↑ ↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑ (4) (5) (6) 違反泡利不相容原理的有 ，違反洪特規(guī)則的有 。 2、已知錳的核電荷數(shù)為25，以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子核外電子的軌道表示式（即電子排布圖），其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是（ ） A B C D