2019-2020年高一化學(xué) 原子結(jié)構(gòu)學(xué)案 新人教版.doc

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第一節(jié) 2019-2020年高一化學(xué) 原子結(jié)構(gòu)學(xué)案 新人教版 教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能： 1、進(jìn)一步認(rèn)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(guān)系 3、知道原子核外電子的能級分布及其能量關(guān)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(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)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(fù)習(xí)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(rèn)識原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程。 課前預(yù)習(xí)： 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(yīng)；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(xué)過程 一、開天辟地—原子的誕生 〖復(fù)習(xí)〗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(dāng)M層是最外層時，最多可排8個電子；當(dāng)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(gòu)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(xí)] 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(gòu)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(nèi)質(zhì)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(nèi)有2個質(zhì)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(gòu)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(jié)構(gòu) 第2課時 教學(xué)目標(biāo)： 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(yīng)用 教學(xué)重點難點：能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜 課前預(yù)習(xí)： 1、現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論原理證實，原子的電子排布遵循構(gòu)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(xué)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(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？ 提出問題：這些光現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的? 問題探究：從原子中電子能量變化的角度去認(rèn)識光產(chǎn)生的原因。 問題解決：聯(lián)系原子的電子排布所遵循的構(gòu)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(chǎn)生的原因。 應(yīng)用反饋：舉例說明光譜分析的應(yīng)用，如科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦，化學(xué)研究中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量，還可以讓學(xué)生在課后查閱光譜分析方法及應(yīng)用的有關(guān)資料以擴(kuò)展他們的知識面。 〖總結(jié)〗 〖閱讀分析〗分析教材p8發(fā)射光譜圖和吸收光譜圖，認(rèn)識兩種光譜的特點以及光譜的發(fā)展。 【案例練習(xí)】 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(guān)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(dǎo)線可以導(dǎo)電 D、夜空中的激光 3、當(dāng)碳原子的核外電子排布由 轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu) 第3課時 教學(xué)目標(biāo)： 1、了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能用構(gòu)造原理認(rèn)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(yīng)用 課前預(yù)習(xí)： 1、電子云： 。電子云是核外電子運(yùn)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(dāng)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(xué)過程 〖練習(xí)〗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(yùn)動，能否用宏觀的牛頓運(yùn)動定律來描述呢？ 五、電子云和原子軌道： 1、電子運(yùn)動的特點：①質(zhì)量極小 ②運(yùn)動空間極小 ③極高速運(yùn)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(xué)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(xí)〗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(gòu)造原理? 洪特規(guī)則的特例：對于同一個能級，當(dāng)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(xí)】 1、有關(guān)核外電子運(yùn)動規(guī)律的描述錯誤的是（ ） A．核外電子質(zhì)量很小，在原子核外作高速運(yùn)動 B．核外電子的運(yùn)動規(guī)律與普通物體不同，不能用牛頓運(yùn)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(yùn)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(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)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(guān)？是什么關(guān)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(xué)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(zhǔn)確表示基態(tài)錳原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的是（ ） A B C D