2022年高中化學（大綱版）第一冊 第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)(第二課時)

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1、2022年高中化學（大綱版）第一冊 第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)(第二課時) ［引言］從上一節(jié)課我們所學的知識可以知道：原子核相對于原子很小，即在原子內(nèi)部，原子核外，有一個偌大的空間供電子運動，那么，電子在核外的運動與宏觀物體是否相同？我們又怎樣來描述核外電子的運動呢？下面我們就來探討這個問題。 ［板書］第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（第二課時） 二、原子核外電子運動的特征 ［師］請大家觀察以下物體運動的特點，并注意它們的運行軌跡是否確定。 ［電腦演示以下運動］1.物質(zhì)的自由落體運動；2.火車的運動；3.炮彈的拋物線運動；4.天體的運行；5.氫原子的一個電子在核外閃爍運動。

2、 ［討論］核外電子的運動規(guī)律跟宏觀物體的運動規(guī)律有什么不同？ ［生］1.宏觀物體的運動有固定的方向，電子沒有。 2.宏觀物體的運動有確定的路線，電子沒有。 ［講述］正如大家所述，宏觀物體的運動，如天體的運行、導彈的發(fā)射、車輛的行駛等，它們都有確定的軌道，我們可用宏觀物體的運動規(guī)律準確地測出它們某一時刻所處的位置和運動速度，可以描畫出它們的運動軌跡。 當電子在原子核外很小的空間內(nèi)作高速運動時，其運動規(guī)律跟普通物體不同。它們沒有確定的軌道，因此，我們不能準確地測定電子在某一時刻所處的位置和運動速度，也不能描畫出它的運動軌跡。 那么，我們應該如何去描述核外電子的運動呢？讓我們先來研究氫原子

3、核外唯一的一個電子的運動特點。 ［電腦顯示］氫原子核外一個電子的運動示意圖（由慢到快） ［師］我們看到，當電子的運動速度加快時，在原子核周圍有一團云霧，我們形象地稱它為“電子云”——電子形成的云霧之意。 ［問］氫原子核外只有一個電子，它怎么能形成一團云霧呢？ ［啟發(fā)］這是由于電子在核外的運動速度太快（2.2×106 m·s－1），使我們眼花繚亂的結(jié)果。 ［問］大家有沒有在什么地方見過類似的現(xiàn)象？ ［引導學生進行聯(lián)想］ ［生］1.快速進退錄像帶時，與此情景有點相似。 2.武打影片里，形容劍舞得快時，舞劍人的周圍常是一團劍影。 3.科幻動畫片里，飛牒的運行及爭斗場面。 4.風車

4、快速旋轉(zhuǎn)時的現(xiàn)象。 ［師］好，大家的聯(lián)想很豐富。以上場面，都有一個共同的特點——快。電子的運動速度更快得多。因此，在核的周圍形成帶負電的電子云便好理解了。由于電子難以捕捉，又沒有確定的軌道，我們在描述核外電子的運動時，只能指出它在原子核外空間某處出現(xiàn)機會的多少。 ［投影展示］（在通常狀況下氫原子電子云示意圖） ［講述］圖中的每一個小黑點表示電子曾在那里出現(xiàn)過一次。黑點多的地方——也即電子云密度大的地方，表明電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)機會多，反之，出現(xiàn)的機會少。從這張圖中，我們可以看出，氫原子的核外電子在離核遠的地方單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機會少，在離核近的地方單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機會多。 因此，

5、原子核外電子運動的特征是： ［板書并講述］運動速度快，沒有確定的軌道，可用電子云形象地表示。 ［問題探究］A.電子云是籠罩在原子核外的云霧；B.小黑點多的區(qū)域表示電子多；C.小黑點疏的區(qū)域表示電子出現(xiàn)的機會少；D.電子云是用高速照相機拍攝的照片。 ［生］這是從不同角度考查對電子云的理解的。核外電子的運動規(guī)律可用電子云來描述，小黑點的疏密程度與電子出現(xiàn)機會多少相對應，C是正確的，而B是錯誤的。電子云是一種形象的描述形式，并非真有帶負電的云霧包圍著原子核，因此，不可能用高速照相機拍攝下來，因而A和D都錯。 ［過渡］在氫原子的核外，只有一個電子，運動情況比較簡單。對于多電子原子來講，電子運動

6、時是否會在原子內(nèi)打架？它們有沒有一定的組織性和紀律性呢？下面我們就來學習有關(guān)的知識。 ［板書］三、原子核外電子的排布 ［講解］科學研究證明，多電子原子中的電子排布并不是雜亂無章的，而是遵循一定規(guī)律。通常，能量高的電子在離核較遠的區(qū)域運動，能量低的電子在離核較近的區(qū)域運動。這相當于看足球比賽，觀眾中坐在最外面的人往往是活動余地最大的（能量高），而里面的人往往是活動余地較小的（相當于能量低的電子）；我們可以把他們的座位分為甲、乙、丙、丁等不同的區(qū)域。同樣，我們可以把核外電子運動的不同區(qū)域按能量由低到高，分為1、2、3、4……等不同的電子層，并分別用符號K、L、M、N……來表示。 ［講解并板書

7、］1.電子層的劃分 電子層（用n表示）1、2、3、4…… 電子層符號 K、L、M、N…… 離核距離 近遠 能量高低 低高 ［師］核外電子的分層運動，又叫核外電子的分層排布?？茖W研究證明，電子一般總是盡先排布在能量最低的電子層里，即最先排布K層，當K層排滿后，再排布L層，等等。那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？電子的分層排布遵循什么規(guī)律呢？ 為了解決這個問題，我們首先研究一下稀有氣體元素原子電子層排布的情況。 ［投影］稀有氣體元素原子電子層排布 核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號 各電子層的電子數(shù) K L M N O P 2 氦 He

8、 2 10 氖 Ne 2 8 18 氬 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 ［師］請同學們仔細觀察表中數(shù)據(jù)，能找出一些什么規(guī)律呢？ ［學生甲］K層、L層、M層最多能排布的電子數(shù)目。 ［學生乙］不論原子有幾個電子層，其最外層中的電子數(shù)目最多只有8個（氦原子是2個）。 ［學生丙］原子最外電子層中有8個電子（最外層為K層時，最多只有2個電子）的結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)

9、。 ［師］很好。下面請同學們根據(jù)以上規(guī)律和在初中學習的部分元素原子結(jié)構(gòu)示意圖的知識，討論并填寫課本91頁表5－3。 ［學生活動，教師巡視，并指正錯誤］ ［問題探究］核外電子的分層排布，所遵循的規(guī)律是什么？ ［學生回答，教師補充并板書］2.核外電子的排布規(guī)律 （1）各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2（n表示電子層） （2）最外層電子數(shù)不超過8個（K層是最外層時，最多不超過2個）；次外層電子數(shù)目不超過18個；倒數(shù)第三層不超過32個。 （3）核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層，然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布。 ［師］以上規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地機械地套用。

10、 知道了原子的核電荷數(shù)和電子層的排布規(guī)律以后，我們就可以畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。 如鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖可表示為 ，請大家說出各部分所表示的含義。 ［生］圓圈表示原子核，+11表示核電荷數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層電子數(shù)。 ［投影練習］1.判斷下列示意圖是否正確？為什么？ ［答案］（A、B、C、D均錯）A、B違反了最外層電子數(shù)為8的排布規(guī)律，C的第一電子層上應為2個電子，D項不符合次外層電子數(shù)不超過18的排布規(guī)律。 2.根據(jù)核外電子排布規(guī)律，畫出下列元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖，并與課本P36和P70相對照： （1）3Li 11Na 19K

11、37Rb 55Cs （2）9F 17Cl 35Br 53I ［師］請大家分析課本P91表5—2稀有氣體元素原子電子層排布。 ［問］稀有氣體的最外層電子數(shù)有什么特點？ ［生］除氫為2個外，其余均為8個。 ［問］元素的化學性質(zhì)主要決定于哪層電子？ ［生］主要決定于最外層電子數(shù)。 ［問］稀有氣體原名為惰性氣體，為什么？ ［生］因為它們的化學性質(zhì)懶惰，不活潑，一般不易和其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。 ［師］我們把以上分析歸納起來，會得出什么結(jié)論呢？ ［生］原子最外層電子數(shù)為8的結(jié)構(gòu)的原子，不易起化學反應。 ［師］回答得很好。通常，我們把最外層8個電子（只有K層時為2個電子）的結(jié)構(gòu)

12、，稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如稀有氣體的原子就是上述結(jié)構(gòu)，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。當元素原子的最外層電子數(shù)小于8（K層小于2）時，是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在化學反應中，具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子，總是“想方設法”通過各種方式使自己的結(jié)構(gòu)趨向于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 ［板書］3.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu) ［問］依據(jù)氯原子和鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖分析，在發(fā)生化學反應時，它們的最外層電子分別容易發(fā)生怎樣的變化？ ［生］鈉原子易失去一個電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，氯原子易得一個電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 ［概括總結(jié)］很對，原子的核外電子排布，特別是最外層電子數(shù)決定著元素的主要化學性質(zhì)。從初中所學知識，我們知道，金屬元素的原子最外層電子數(shù)

13、一般少于4個，在化學反應中比較容易失去電子達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出金屬性；而非金屬元素的最外層一般多于4個電子，在化學反應中易得到電子而達到8個電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以非金屬元素表現(xiàn)出非金屬性。 請大家看以下投影： ［投影展示］ ［師］從以上投影可以看出，原子得到或失去電子后的陰陽離子也可用結(jié)構(gòu)示意圖來表示，稱作離子結(jié)構(gòu)示意圖。 ［板書］4.離子結(jié)構(gòu)示意圖 ［投影練習］1.寫出下列離子的離子結(jié)構(gòu)示意圖： Mg2+ F－ Br－ Ca2+ 2.填空 （1）當質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）=核外電子數(shù)時，該粒子是 ， 電性。 （2）當質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)

14、）＞核外電子數(shù)時，該粒子是 離子，帶 電荷。 （3）當質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）＜核外電子數(shù)時，該粒子是 離子，帶 電荷。 2.（1）原子 不顯 （2）陽 正 （3）陰 負 ●參考練習 1.某元素的原子核外有3個電子層，最外層有5個電子，該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為 A.14 B.15 C.16 D.17 2.某元素的原子核外有三個電子層，M層的電子數(shù)是L層電子數(shù)的，則該元素的原子是 A.Li B.Si C.Al D.K 3.與OH－具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的微粒是 A.F－

15、 B.NH3 C.H2O D.Na+ 答案：1.B 2.B 3.A ［小結(jié)］本節(jié)課我們學習了原子核外電子的運動特征和核外電子排布，知道了原子核外的電子運動速度快，沒有確定的軌道，可以用電子云形象地表示；多電子原子里的核外電子的運動并不是雜亂無章的，而是按一定規(guī)律排布的。 ［作業(yè)］教材P93一、1、2 ●板書設計 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)（第二課時） 二、原子核外電子運動的特征 運動速度快，沒有確定的軌道，可用電子云形象地表示。 三、原子核外電子排布 1.電子層的劃分 電子層（用n表示）1、2、3、4…… 電子層符號 K、L、M、N…… 離核距離

16、 近遠 能量高低 低高 2.核外電子的排布規(guī)律 （1）各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個（n表示電子層） （2）最外層電子數(shù)不超過8個（K層是最外層時，最多不超過2個）；次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。 （3）核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層，然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布（即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層）。 3.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 4.離子結(jié)構(gòu)示意圖。 ●教學說明 本節(jié)課內(nèi)容較抽象，理論性強。教師在授課時要從學生的實際出發(fā)，注意掌握教材的深廣度。既要注意把握科學的嚴密性，又要考慮學生的可接受性，并盡量用直觀教具和形象的比喻使抽象的概念具體化，從而調(diào)動學生的學習積極性。 教材在編寫原子核外電子的排布這部分內(nèi)容時，采取了探究式的方法。即先討論核電荷數(shù)為1~20的元素的原子核外電子排布，再總結(jié)出規(guī)律。這里采取了先給出核外電子的排布規(guī)律，再讓學生寫出1~20號元素的原子核外電子排布的順序。在此基礎上，對稀有氣體的電子排布進行分析、討論、啟發(fā)，從而得出穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的含義。把兩種方法應用于兩個平行班，實驗結(jié)果是后一種方法可以使課堂結(jié)構(gòu)緊湊，學生對課堂知識掌握得牢固程度也要比前一種方法好。教學過程中，因為學生要親自參與分析、歸納、練習等環(huán)節(jié)，其學習的積極性有增無減，從而達到了較好的教學效果。