人教版高二化學(xué)《第一章原子結(jié)構(gòu)》精品教案_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、.高二化學(xué)第一章 原子結(jié)構(gòu)精品教案本章教學(xué)目標(biāo) 1了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理,知道原子核外電子的能級(jí)分布,能用電子排布式表示常見(jiàn)元素(136號(hào))原子核外電子的排布。 2了解能量最低原理,知道基態(tài)與激發(fā)態(tài),知道原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷產(chǎn)生原子光譜。 3了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),知道電子云和原子軌道。 4認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系,了解元素周期系的應(yīng)用價(jià)值。 5能說(shuō)出元素電離能、電負(fù)性的涵義,能應(yīng)用元素的電離能說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。 6從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實(shí)中體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程和方法,在抽象思維、理論分析的過(guò)程中逐步形成科學(xué)的價(jià)值觀(guān)。相關(guān)考綱要求:  必修部分

2、    (1)了解元素、核素和同位素的含義。       (2)了解原子構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。        (3)了解原子核外電子排布。        (4)掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。了解元素周期表(長(zhǎng)式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。        (5)以第3周期為例,掌

3、握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。        (6)以IA和VIIA族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。        (7)了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。        (8)了解化學(xué)鍵的定義。了解離子鍵、共價(jià)鍵的形成。 選修部分: 1.了解原子核外電子的能級(jí)分布,能用電子排布式表示常見(jiàn)元素(136號(hào))原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)

4、動(dòng)狀態(tài)。        2.了解元素電離能的含義,并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。        3.了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷,了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用。        4.了解電負(fù)性的概念,知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。本章內(nèi)容的課時(shí)安排:(教參安排)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型 4課時(shí)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 3課時(shí)第三節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 2課時(shí)本章復(fù)習(xí) 2課時(shí)第一節(jié) 第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型【教學(xué)目標(biāo)】1.了解氫原子光譜

5、的特點(diǎn)和玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀(guān)點(diǎn)及其對(duì)原子結(jié)構(gòu)理論的貢獻(xiàn)。2.理解四個(gè)量子數(shù)的含義,會(huì)用四個(gè)量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。3.了解原子軌道和電子云的含義。4.讓學(xué)生知道科學(xué)假說(shuō)模型在原子結(jié)構(gòu)建立中重要作用。5.通過(guò)原子結(jié)構(gòu)量子力學(xué)模型建立的歷史,讓學(xué)生感受科學(xué)家在科學(xué)創(chuàng)造中的豐功偉績(jī)?!緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】原子的結(jié)構(gòu)和人類(lèi)探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型,能有波爾氫原子結(jié)構(gòu)模型解釋氫原子光譜(第一課時(shí))【溫故知新】1、 原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí) 電子特征核外電子原子核原子中子質(zhì)子組成是元素分類(lèi)本質(zhì)依據(jù)質(zhì)量數(shù)約為1,帶1個(gè)單位正電荷質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)為1,不帶電中子數(shù)

6、=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)(N=A-Z)同種元素,中子數(shù)不同則形成同位素特征 位于原子中心,體積小,質(zhì)量比重大由于電子質(zhì)量小,原子的質(zhì)量主要集中在核上 化學(xué)變化中核不變 體積小,質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的1/1836,帶1個(gè)單位負(fù)電荷,負(fù)電荷數(shù)=核所帶正電核數(shù),故原子不顯電性 核外電子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù) 主族元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于最外層電子數(shù)位置:在原子核外分層排布布bbb布2.相關(guān)知識(shí)回顧(必修2)(1) 原子序數(shù):含義: (2) 原子序數(shù)與構(gòu)成原子的粒子間的關(guān)系:原子序數(shù) 。(3)原子組成的表示方法a. 原子符號(hào): AzX A z b. 原子結(jié)構(gòu)示意圖: c.電子式: d.符號(hào) 表示的意義: A B

7、C D E核電荷數(shù)= = = 質(zhì)量數(shù)(A)= ZXm+ 核外電子數(shù)= ZXm- 核外電子數(shù)= (4)“三素”比較:核素 。核素即 ,其種類(lèi)由 和 決定。絕大多數(shù)元素都存在不同種核素,但有些元素只有一種核素。同位素 。元素 ?!菊n前預(yù)習(xí)區(qū)】閱讀教材P1第一自然段,思考回答下列問(wèn)題:1. 最早提出科學(xué)的原子概念,人們通常稱(chēng)他為“原子之父”。2. 發(fā)現(xiàn)了電子,提出了原子結(jié)構(gòu)的“ ”模型,開(kāi)始涉及原子的內(nèi)部。3. 人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),每前進(jìn)一步都是建立在_的基礎(chǔ)上的,最有影響的兩位物理學(xué)家是_和_,前者是通過(guò)_實(shí)驗(yàn)提出原子結(jié)構(gòu)的有核模型,后者研究了_后,大膽地引入量子論觀(guān)點(diǎn),提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。

8、4. 盧瑟福的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:絕大多數(shù),少數(shù),個(gè)別。在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的核式原子模型的主要內(nèi)容是:原子由構(gòu)成。原子核帶電荷,;電子帶電荷,。5. 根據(jù)盧瑟福核式原子結(jié)構(gòu)模型和經(jīng)典電磁學(xué)觀(guān)點(diǎn)氫原子光譜是怎樣的?為什么?而實(shí)際情況是怎樣的?玻爾在盧瑟福核式模型的基礎(chǔ)上提出了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型,玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)是什么?【課堂互動(dòng)區(qū)】一、人類(lèi)探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史【預(yù)習(xí)總結(jié)】:通過(guò)自主預(yù)習(xí)學(xué)習(xí),總結(jié)原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史一、人類(lèi)探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史2、原子分子論阿伏加德羅3、元素周期律(表)門(mén)捷列夫4、對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展碳原子的四價(jià)碳原子成鍵的立體構(gòu)型分子中價(jià)鍵的飽和性有機(jī)合成可“按圖索驥”5、

9、物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)電子氫原子光譜元素的放射性微粒的波粒二象性(量子力學(xué))6、實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)紅外光譜電子顯微原子吸收光譜X射線(xiàn)衍射玻爾研究氫原子光譜時(shí),引入量子論觀(guān)點(diǎn),提出了新的量子觀(guān)原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福根據(jù)粒子散射現(xiàn)象,提出了帶核的“行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)”的原子結(jié)構(gòu)模型古希臘德謨克里特等哲學(xué)家的原子論思想道爾頓最早提出科學(xué)的原子學(xué)說(shuō)湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子,提出了“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型原子的量子力學(xué)模型1、人類(lèi)探索原子結(jié)構(gòu)的歷史二、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型【問(wèn)題思考】(1)什么是原子光譜,氫原子光譜有什么特點(diǎn)?(2)玻爾是怎樣解釋氫原子光譜的? 三、 反饋練習(xí) 1 在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的歷史上,首先

10、提出原子是一個(gè)實(shí)心球體的是( )A. 湯姆生 B. 盧瑟福 C. 道爾頓 D. 玻爾 2 在1911年前后,物理學(xué)家盧瑟福把一束高速運(yùn)動(dòng)的粒子(質(zhì)量數(shù)為4的帶2個(gè)單位正電荷的氦原子核),射向一片極薄的金箔。他驚奇的發(fā)現(xiàn),過(guò)去一直認(rèn)為原子是“實(shí)心球”,而由這種“實(shí)心球”緊密排列成的金箔,竟為大多數(shù)粒子暢通無(wú)阻得通過(guò),就像金箔不在那兒似的,但也有極少數(shù)的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn),或筆直的彈回。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出關(guān)于金箔中Au原子結(jié)構(gòu)的一些結(jié)論,試寫(xiě)出其中的三點(diǎn):A _; B_;C_。3 13CNMR(核磁共振)、15NNMR可用于測(cè)定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結(jié)構(gòu),Kuit WU Thrich等人為此

11、獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下面有關(guān)13C、15N敘述正確的是( )A. 13C與15N有相同的中子數(shù) B. 13C與C60互為同素異形體C. 15N與14N互為同位素 D. 15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同 4 已知氧元素有三種穩(wěn)定同位素:168O、178O、188O,氧氣中存在幾種氧分子?它們的相對(duì)分子質(zhì)量有幾種?5 玻爾的原子軌道模型的成功之處是什么?第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型(第二課時(shí))【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2.從能級(jí)的角度來(lái)看待核外電子的排布。 3.初步認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型,能用四個(gè)量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?!緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】了解四個(gè)量子

12、數(shù)與原子軌道、電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系【溫故知新】核外電子的排布規(guī)律(1)核外電子是 排布的(2)不同電子層上的電子能量不同,離核越近,能量越 。(3)電子優(yōu)先排布在能量最 的電子層里。(4)每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最多為 (n為電子層數(shù))。(5)最外層電子數(shù)不超過(guò) 個(gè)(K為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)),次外層不超過(guò) 個(gè),倒數(shù)第三層不超過(guò) 個(gè)。【課前預(yù)習(xí)區(qū)】1、閱讀課本課本P4聯(lián)想質(zhì)疑思考一下問(wèn)題:(1)如何解釋氫原子光譜和多電子原子光譜所產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象?(2)原子中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否還存在波爾原子結(jié)構(gòu)模型未能描述的其他量子化現(xiàn)象呢?(3)是否有必要用更多的量子數(shù)來(lái)標(biāo)記核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?2、各電子層包

13、含的原子軌道情況主量子數(shù)原子軌道類(lèi)型原子軌道種類(lèi)數(shù)原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)1234n【課堂互動(dòng)區(qū)】二、量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述【預(yù)習(xí)總結(jié)】通過(guò)聯(lián)想質(zhì)疑的課前學(xué)習(xí),總結(jié):根據(jù)量子力學(xué)理論,原子中的單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用 來(lái)描述,而每個(gè)原子軌道須由 共同標(biāo)記,核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)須由 共同標(biāo)記。1、 電子層(n): 問(wèn)題組探究(1)n的大小與電子離核距離、能量大小有什么關(guān)系?(2)什么原因?qū)е码娮臃謱优挪??小結(jié)(1)分層依據(jù):電子的能量較大差別;電子運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域或離核遠(yuǎn)近的不同。即電子層由內(nèi)到外分為K 、 。(2)一般而言,n越大,電子離核的平均距離越 、能量越 。 設(shè)疑(1)在多

14、電子原子中,每一層上的電子又是怎樣運(yùn)動(dòng)的?能量一樣嗎?運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀一樣嗎?(2)為什么每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最多為2n2(n為電子層數(shù))?為什么最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(K為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè))?2、 原子軌道的類(lèi)型問(wèn)題組探究(1)寫(xiě)出氖原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。(2)氖原子第一電子層的2個(gè)電子是怎樣運(yùn)動(dòng)的?它們的能量都一樣嗎?它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域一樣呈現(xiàn)什么形狀?(3)氖原子第二電子層的8個(gè)電子是怎樣運(yùn)動(dòng)的?它們的能量都一樣嗎?它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域一樣呈現(xiàn)什么形狀?小結(jié)(1)對(duì)同一層還可以分成不同的能級(jí)。(2)原子中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用原子軌道來(lái)描述(3)第一電子層:只一種形狀球形對(duì)稱(chēng),所以就只一種

15、類(lèi)型軌道,用s表示,叫s軌道,記作1s。第二電子層:有二種形狀,所以有二種類(lèi)型軌道。分別是:(1)球形對(duì)稱(chēng),記作2s。(2)紡錘形(或啞鈴形),用p表示,叫p軌道,記作2p。第三電子層:是否看出其中存在明顯的規(guī)律,試著寫(xiě)一寫(xiě)。有 種形狀,決定有 種類(lèi)型軌道。(1) ,記作 ;(2) ,記作 。(3)復(fù)雜形狀,用d表示,叫d軌道,記作3d。第四電子層:有 種形狀,決定有 種類(lèi)型軌(1) ,記作 ;(2) ,記作 。(3)復(fù)雜形狀,記作 。(4)復(fù)雜形狀,用f表示,叫f軌道,記作4f。第五電子層:有 種形狀,決定有 種類(lèi)型軌道。(1) ,記作 ;(2) ,記作 。(3)復(fù)雜形狀,記作 ;(4)復(fù)雜

16、形狀,記作 。(5)復(fù)雜形狀,用g表示,叫g(shù)軌道,記作5g。3、 原子軌道的伸展方向(1)相同形狀的原子軌道還可有不同的伸展方向,伸展方向決定該種類(lèi)型軌道的個(gè)數(shù)。(2)s軌道是球形對(duì)稱(chēng)的,只有1個(gè)軌道。p軌道在空間有x、y、z3個(gè)伸展方向,所以p軌道含3個(gè)軌道,分別記作:px、py、pz。d軌道有 個(gè)(這其中也存在明顯的規(guī)律,試著寫(xiě)寫(xiě))伸展方向,即d軌道含 個(gè)軌道。f軌道有 個(gè)伸展方向,即f軌道含 個(gè)軌道。4、 電子的自旋電子不僅在核外空間不停地運(yùn)動(dòng),而且還做自旋運(yùn)動(dòng)。電子的自旋有兩種狀態(tài),通常采用 來(lái)標(biāo)記電子的不同自旋狀態(tài)。電子自旋并非像地球繞軸自旋,只是代表電子的兩種不同狀態(tài)。練習(xí)1:各電

17、子層包含的原子軌道數(shù)目主量子數(shù)原子軌道類(lèi)型原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)1234n【歸納總結(jié)】1.核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)主量子數(shù)n角量子數(shù)l磁量子數(shù)m自旋磁量子數(shù)ms電子層s、p、d能級(jí)原子軌道2.多電子原子中,電子填充原子軌道時(shí),原子軌道能量的高低的規(guī)律:(1) 形狀相同的原子軌道能量的高低:1s<2s<3s<4s(2) 相同電子層上原子軌道能量的高低:ns<np<nd<df.(3) 電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等,如2px、2py、2pz軌道的能量相等三、核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)問(wèn)題組探究1 核外電子質(zhì)量小帶負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)范圍相對(duì)自身體積較大,速度快,是否遵循宏觀(guān)物體

18、的運(yùn)動(dòng)規(guī)律?電子在核外運(yùn)動(dòng)時(shí)是否有一定的規(guī)律?2 關(guān)于電子在核外的運(yùn)動(dòng),你現(xiàn)在已經(jīng)知道哪些規(guī)律?3 科學(xué)家是采取什么方法來(lái)研究電子在核外運(yùn)動(dòng)的?【歸納總結(jié)】1 核外電子以極 的速度、在極 的空間作永不停止的運(yùn)轉(zhuǎn)。 宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(不能測(cè)出在某一時(shí)刻的位置、速度,即不能描畫(huà)出它的運(yùn)動(dòng)軌跡)。2 可用 的方法研究電子在核外出現(xiàn)的幾率。電子云(課本P7)電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn),好像帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周?chē)?,人們形象的稱(chēng)為電子云。電子云圖中小黑點(diǎn)的疏密_成正比關(guān)系。鞏固練習(xí)1 S軌道形狀是 ,p軌道形狀是 。2 第3電子層有 種原子軌道,有 個(gè)軌道;第4電子層有 種原子軌道,有 個(gè)軌道;第n電子層有 種原子軌道,有 個(gè)軌道。3.下列說(shuō)法中正確的是()A一般而言,n越大,電子離核平均距離越遠(yuǎn),能量越低B一般n越大,電子層中的能級(jí)數(shù)越多C. 對(duì)于確定的n值,其原子軌道數(shù)為2n2個(gè)D自旋狀態(tài)隨原子軌道的具體情況而確定4.在基態(tài)多電子原子中,關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是()A最易失去的電子能量最高B電子

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