高中化学鲁科版必修3《物质结构与性质》全册教案.pdf

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1、高中化学鲁科版必修3 物质结构与性质全册教案第1章原子结构第1节原子结构模型第 1 课时【教学目标】1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。2.知道原子光谱产生的原因。3.能利用“玻尔原子结构模型 解释氢原子的线状光谱。【教学重点】1.基态、激发态及能量量子化的概念。2.原子光谱产生的原因3.利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。【教学难点】1.能量量子化的概念。2.原子光谱产生的原因【教学方法】启发式讨论式【教学过程】教活教学内容教师活动学生活设计意图学动动环时节I,H j一2在美丽的城市，我们经常可以看到引起学生对本、分五光十色的霓虹灯，霓虹灯为什么节课的

2、学习兴联钟能发出五颜六色的光？我们马上就趣。想会知道。【板书】质第 1 节原子结构模型疑第 1 课时量子力学前的原子结构模型二提问对学生的回答加以完善。回答问题为评价各种原、1.请 同 学 们 指子结构模型提复3出原子是由什供知识支持习分么构成的？旧钟2.请同学们描课述 一 下 核 外电子运动有什么特征？三51.介绍道尔顿原子学说的内容。同组内交培养学生合作、分2.让学生评价“道尔顿原子学说”流、讨论，精 神 和 分 析、导钟有那些不足之处，并对学生的评价并 对“道评价能力。入加以完善尔顿原子1.使学生认识新学说”进到原子结构模课行评价。型 是 不 断 发学生思考展、完善的。问题并做2.使学生

3、认识出否定的到化学实验对回答。化学理论发展的重要意义。1.道 尔 顿 原 子【板书】1.阅 读1.使学生认识四1学说一、道尔顿原子学说“玻尔原到“玻尔原子、72.卢 瑟 福 原 子L介 绍 卢 瑟 福 原 子 结 构 的 核 式 模子结构模结 构 模 型”对展开新课分钟结构的核式模型3.玻尔原子结构模型型。2.让学生思考：”卢瑟福原子结构的核式模型”能解释氢原子的光谱是线状光谱吗？【板书】二.卢瑟福原子结构模型1、逐条分析“玻尔原子结构模型【板书】2、玻尔原子结构模型(1)行星模型点拨：这 里 的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。(2)定态假设点拨：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电

4、子能量完全相同。(3)量子化条件点拨：量子化条件的内涵是：各电子层能量差的不连续性，既Es-EEz-Ei.(4)跃迁规则点拨：原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出能量，这种能量以光的形式释放出来，所以就产生光谱。氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁 到 n=l的基态，与 从 n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释放出的型”理论2.交流讨论原子光谱产生的原因？3.交流讨论氢原子光谱为什么是线状光谱？原子结构理论的发展起着极其 重 要 的 作用。2.使学生认识到化学实验对化学理论发展的起着极其重要的作用。3.使学生知道原子光谱产生的原因。4.使学生知道基态、

5、激发态及能量量子化的概念。5.使学生知道氢原子光谱为什么是线状光谱。【板书设计】能量不同，因此产生光的波长不同。1 1.、概括整合3分钟学生自我归纳整理本节课核心知识练习1.解释下列概念.（1）基态（2）激发态2.霓虹灯管里充入许多气体或蒸气，如：氮气、氮气、水银蒸气等，通电时霓虹灯会发出五颜六色的光，试解释其原因？3.填空：玻尔原子结构模型认为，电子运动的轨迹是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填固定的或不变的），电子绕着原子核高速运动是否释放能量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _（填是或否），同一电子层上的 电 子 能 量 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填 相 同

6、或 不 同）若 电 子 层 的 能 量 用 表 示，则E3-E2_Ez-Ei（填相等或不相等）。基态原子吸收能量跃迁到_ _ _ _ _ _ _ _态，电子由激发态跃迁到基态会_ _ _ _ _ _ _ 能 量（填吸收或释放）。第1节 原子结构模型.一、道尔顿原子学说二、卢瑟福原子结构模型1.逐条分析“玻尔原子结构模型”。2.玻尔原子结构模型（1）行星模型（2）定态假设（3）量子化条件（4）跃迁规则第1 节 原 子 结 构 模 型第 2 课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述(1)【教学目标】1.知道原子结构的发展历程2.知道玻尔理论的要点3.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学重点】1.知道

7、玻尔理论的要点2.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学难点】知道氢光谱是线状光谱的原因【教学过程】教活教学内容教师活动学生活动设计意图学环节动时间10介绍一些光谱教师在学生评价的基础上，整理评 价 玻尔原子复习旧知识，一分现 象，评价“玻“玻 尔 原 子 结 构 模 型”的 贡 献：结构模型 的贡引入新问题，、钟尔原子结构模(1)说明了激发态原子为什么献，通过一些光使 学 生 明 白提型”的 贡 献 和会发射光线谱 现 象 和 其 他“玻尔原子结出问题导入新课存在的不足。(2)成功解释了氢原子光谱是线状光谱的实验现象(3)提 出 了 主 量 子 数n的概念及 处 于 不同轨道上的电子能量量子化的理

8、论，为量子力学的原子结构模型打下了基础。介绍一些光谱现象和其他现象：(1)玻尔理论电子延着固定的轨道绕核运动的观点，不符和电子运动的特性。现 象，知 道“玻尔 原 子 结 构 模型 存 在 的 不足。构模型”的贡献和不足，并顺 其 自 然 的导入新课题。（2）玻尔理论不能解释多原子光谱，也不能解释氢原子光谱的精细结构。教师讲解:2 0 世纪2 0 年代中期建立的量子理论，引入了四个量子数,解释了原子光谱的实验现象，成为现代化学的理论基础。【板书】第 1 节 原子结构模型.原子结构的量子力学模型（1）、展开jJ tr新课5分钟1.主量子数n教师讲解：主量子数n既能层或电子层。在多电子原子中根据电

9、子离原子核的远近和能量的高低，分为若干电子层（或能层）。一般来说，主量子数n 越大，处于该层的电子离原子核越远、能量越高。【板书】1.主量子数n能量关系一般为：EKELEMENEOEPEQ了解主量子数n的大小与离核远近和能量高低的关系。1 .巩固新学知识。2 .培养合作意识3.解决新课开始提出的问题。1 5分钟2.角量子数i教师讲解：角量子数i既能级或电子亚层。处于同一电子层上的电子能量也不尽相同，根据这种能量差异，一个能层分为一个或若干个能级（或电子亚层），分别用符号s、p、d、f等表示。【板书】2.角量子数i学生完成下列习题1.写出下列能层相应的能级符号：（1）n=l（2）n=3 （3）n

10、=4主量子数n 与角量子数i 的关系对于确定的n 值,i 共有n 个值，分别为：0、1、2、3(n-1)角量子数i 的光谱学符号2、交流讨论钠原子光谱由n=4 的状态跃迁 到 n=3 的状态，会产生多条10123谱线，为什么？符号SPdf能级的记录方法举例：若主量子数n=2,角量子数 i 有。和 1两个取值。既第二能层有两个能级，记做2s、2Po能级顺序：EnsEnpEndEnf五、概括整合17分钟对学生的整理加以完善整理本课时主题知识培养学生归纳总结能力练习1.写出下列能级符号(1)n=5,i=0(2)n=3,i=l(3)n=4,i=2(4)n=5,i=32.写出下列能级的n、i 值(1)3

11、p(2)4s(3)6f(4)5d3.下列能级可能存在的是().(A)lp(B)2d(C)3f(D)5d4.将下列能级按能量由高到低的顺序排列出来(1)(A)4s(B)4d(C)4f(D)4p(2)(A)ls(B)2s(C)2p(D)3d(E)3p(F)4d(G)4f5.填写下表主量子数n 的取值 2角量子数i 的取值能级的表示方法【板书设计】第 1节原子结构模型原子结构的量子力学模型1.主量子数n能量关系一般为：EKELEMENEOEPEQ2.角量子数i主量子数n 与角量子数i 的关系对于确定的n 值，i 共有n 个值，分别为：0、1、2、3(n-1)角量子数i 的光谱学符号10123符号SP

12、df能级的记录方法举例：若主量子数n=2,角量子数i 有 0 和 1 两个取值。既第二能层有两个能级，记做2s、2p。能级顺序：EnsEnpEnd pzod 能级有5 原子轨道，f 能级有7 原子轨道。学生完成下列习题1.写出写出下列各能级所有原子轨道符号(1)n=l(2)n=22.计算下列各能层所有原子轨道数目(1)n=l(2)n=2(3)n=3(4)n=43.原子轨道是由那几个量子数决定的？巩固新学知识。练习5分钟4.自旋磁量 子 数m s教师讲解并板书：4.自旋磁量子数m s量子力学认为，同一轨道上的电子还在做自旋运动，而且只有两种自旋运动状态，分别用自旋磁量1叫=H 子数 2 (通常用

13、符号“广表1叫=示)和.2 (通常用符号“广表示)来描述。交流讨论1.氢原子上的电子由n=2的状 态 跳 回 到n=l的状态，会产生两条靠得很近的谱线，为什么？2.电子的运动状态包括自旋状态是由那几个量子数决定的？1、巩固新学知识。2、培养合作意识3、解决新课开始提出的问题4分钟5.电子云教师介绍：(1)核外电子运动特征(2)电子云的概念(3)电子云和电子云的形状4分钟6.原子轨道教师介绍：(1)原子轨道的概念(2)轨道和轨道的形状(3)电子云和原子轨道的区别对学生的整理加以完善、概括整合3分钟整理本课时主.题知识培养学牛归纳总结能力1.写出下列各能级对应的所有原子轨道的符号(1)n=4,t=

14、l：(2)n=5,t=2：(3)n=7,i=0：2.填空n 取值l 取值m取值原子W12343.下列说法是否正确？若不正确应如何改正。(1)“S电子绕原子核旋转，其轨道为一圆圈，而 P电子是走8字形”。(2)“主量子数为1 时，有自旋相反的两个轨道”。(3)“主量子数为3 时，有 3 s、3 p、3 d、3 f 四个轨道”。4.有无下列运动状态？为什么？(1)n=1,i=1,m=0(2)n=2,t=0,m=1(3)n=3,i=3,m=3(4)n=4,i=3,m=25.填充合理的量子数,、1(1)n=,t=2 ,m=0 m =+2(2)n=2 ,i=_ _ _ _ _ _ _,m=1,.m =2

15、(3)n=4 ,i=2 ,m=0 ,.ms=_ _ _ _ _ _ _ _ _(4)n=2 ,i=0 ,m=_ _ _ _ _ _ _ _ _,m.=+一2第2节 原子结构与元素周期表第1课时基态原子的核外电子排布【教学目标】1.理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释136号元素基态原子的核外电子排布；2.能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成136号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布；【教学重难点】解 释 卜3 6号元素基态原子的核外电子排布；【教师具备】多媒体课件【教学方法】引导式启发式教学【教学过程】【知识回顾】1.原子核外空间由里向

16、外划分为不同的电子层？2.同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动？3.比较下列轨道能的高 低（幻灯片展示）【联想质疑】为什么第一层最多只能容纳两个电子,第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？【引入新课】通过上一节的学习，我们知道：电子在原子核外是按能量高低分层排布的，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。原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布，在化学上我们称为构造原理。下面我们要通过探究知道基

17、态原子的核外电子的排布。【板书】一、基态原子的核外电子排布【交流与讨论】（幻灯片展示）【讲授】通过前面的学习我们知道了核外电子在原子轨道上的排布是从能量最低开始的，然后到能量较高的电子层，逐层递增的。也就是说要遵循能量最低原则的。比如氢原子的原子轨道有Is、2s、2px、2p,.、2Pz等，其核外的惟一电子在通常情况下只能分布在能量最低的Is原子轨道上，电子排布式为I s 也就是说用轨道符号前的数字表示该轨道属于第几电子层,用轨道符号右上角的数字表示该轨道中的电子数（通式为：nF）。例如，原子C的电子排布式为Is2s22P4基态原子就是所有原子轨道中的电子还没有发生跃迁的原子，此时整个原子能量

18、处于最低.【板书】1 .能量最低原则【讲解】原则内容：通常情况下，电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当这些轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，这就是构造原理。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原则。打个比方，我们把地球比作原子核，把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子，把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔，能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。【练习】请按能量由低到高的顺序写出各原子轨道。【学生】Is2s2P3s3P3d4s4p4d4f5s5P5d5f5g6s【讲解】但从实验中得到的一般规律，却跟大家书写的不

19、同，顺序为Is2S T2P3 s-3 P-4s3d-4 p-5 s 4d-5P6s 4 J 5 d 6 p-7 s.大家可以看图 l-2-2o【板书】能量由低到高顺序：Is 2s 2p 3s 3p4s 3d4p5s 4d-5p 6s 4f-5d 6p 7s.【过渡】氢原子有两个原子，按照能量最低原则，两电子都应当排布在1s轨道上，电子排布式为ls2如果用个圆圈（或方框、短线）表示满意一个给定量子数的原子轨道，这两个电子就有两种状态：自旋相同T T或 自 旋 相 反 事 实 确 定，基态氢原子的电子排布是n,这也是我们对电子在原子轨道上进行排布必须要遵循的另一个原则一一泡利不相容原理。原理内容：

20、一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反；或者说，一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。【板书】2.泡利不相容原理【讲解】在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同的，电子自旋可以比喻成地球的自转,自旋只有两种方向：顺时针方向和逆时针方向。在一个原子中没有两个电子具有完全相同的四个量子数。因此一个s轨道最多只能有2个电子，P轨道最多可以容纳6个电子。按照这个原理，可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个【板书】一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向必须相反【交流研讨】C：最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布:p有3个轨

21、道，而碳原子2 P能层上只有两个电子，电子应优先分占，而不是挤入一个轨道，C原子最外层p能级上两个电子的排布应如所示，这就是洪特规则。【板书】3.洪特规则在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行【交流与讨论】1.写 出UNa、：1 3Al的电子排布式和轨道表示式，思 考“。原子核外电子的排布，总结第三周期元素原子核外电子排布的特点2 .写 出 K、2 2期、24 g的电子排布式的简式和轨道表示式，思考为r原子的电子排布，总结第四周期元素原子电子排布的特点，并仔细对照周期表，观察是否所有原子电子排布都符合前面的排布规律 讲述 洪特规则的特例:对于能量相同的轨道（同一电子亚层）

22、，当电子排布处于全满Is?、p6、d*f ）、半 满（s p3、d f）、全 空（S、p、d、F）时比较稳定，整个体系的能量最低。【小结】核外电子在原子规道上排布要遵循三个原则：即能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则。这三个原则并不是孤立的，而是相互联系，相互制约的。也就是说核外电子在原子规道上排布要同时遵循这三个原则。【阅读解释表1 一 2 一 1】电子排布式可以简化，如可以把钠的电子排布式写成 Ne 3 s l【板书】4.核外电子排布和价电子排布式【活动探究】尝试写出1 936号元素KK r的原子的核外电子排布式。【小结】钾 K：ls22 s22 p63s23p64s；钙 Ca：Is2

23、2 s2 2 P63s2 3P64s?；铭 Cr：1 s2 2 s2 2 P63s2 3P63d44s2；铁 Fe：Is2 2 s2 2 P 3s23P63d64s钻 Co：Is2 2 s2 2 P63s2 3P63d74s2；铜 Cu：Is2 2 s2 2 P63s2 3P63d94s2；锌 Zn：Is22s22P63s23P63di4s2；滨 Br：Is22s22P63s23P63d24824P5；氟 Kr：Is22s22P63s23P63d4s24P6；注意：大多数元素的原子核外电子排布符合构造原理，有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：K 原子的可能电子排布式

24、与原子结构示意图，按能层能级顺序，应为,289,28812s22P63s23P”/；7y/,但按初中已有知识，应为 Is22s22P63s23P64sI事实上，在多电子原子中，原子的核外电子并不完全按能层次序排布。再如：24 号铭 Cr：Is22s22P63s23P63d味）29 号铜 Cu：Is22s22P63s23P63d4sI这是因为能量相同的原子轨道在全充满（如 p6和 4 ）、半 充 满（如 p3和 d5）,和全空（如 p和 d）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。【讲授】大量事实表明，在内层原子轨道上运动的电子能量较低，在外层原子轨道上运动的电子能量较高，因此一般化学反应只涉及外层

25、原子轨道上的电子,我们称这些电子为价电子。元素的化学性质与价电子的数目密切相关，为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价电子排布。例如，原子C 的电子排布式为Is2s22P2,还可进一步写出其价电子构型：2s22P2。图 1 2 一 5 所示铁的价电子排布式为3d64s2。【总结】本节课理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释136号元素基态原子的核外电子排布；能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成136号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布。一个原子轨道里最多只能容纳2 个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原

26、理。推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特规则。【板书设计】一、基态原子的核外电子排布1.能量最低原则能量由低到高顺序：Is 2s-2p-3sT3 P 4s 3d 4p5s-4d5p 6s 4 J 5 d 6p-7s.2.泡利不相容原理一个原子轨道最多容纳2 个电子且自旋方向必须相反3.洪特规则在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行4.核外电子排布和价电子排布式第 2 节 原子结构与元素周期表第 2 课时 核外电子排布与元素周期表【教学目标】3.知道元素周期表中元素按周期划分的原因4

27、.知道族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系.【教学重难点】了解核外电子排布与元素周期表的周期、族划分的关系【教师具备】多媒体课件【教学方法】引导式教学【教学过程】【学生活动，教师可适当引导】能量由低到高顺序:Is2s 2 p-3 s1 3 p r4 sT 3 d-4 p f5 s4d5pT6s 4 J 5 d 1 6 p-7 s 泡利不相容原理指出一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向必须相反。洪特规则要求在能量相同的轨道上排布，尽可能分占不同的轨道并切自旋方向平行。能量相同的原子轨道在全充满（如P6和4 ）半 充 满（如P3和d5）和 全 空（P和d）状态时，体系的能量最低，原子

28、较稳定。还学习了 136号原子的核外电子排布式书写。联想质疑 图1-2-6是元素周期表的轮廓图。观察此图后，你是否想过，原子的核外电子排布与元素周期表中周期、族的划分有什么内在联系？【复习回顾】元素周期表的知识1.短 周 期（一、二、三行）（元素有2、8、8种），周期 长 周 期（四、五、六行）（元素有18、18、3 2种）I不完全周期（七行）（元素有26种）元素周期表结构 C 主 族（1、2、13、14、15、16、17 列）A 族族 副 族（3、4、5、6、7、11、12 列）B 族零 族（18列）第 VIII 族（8、9、10 列）2.随着原子序数的递增，元素的原子最外层电子排布呈现周期

29、性变化。元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增，而呈现出周期性的变化。同一周期：电子层数相同，原子序数递增的元素从左到右为同一周期；同一族：最外层电子数相同，原子序数逐渐增大的元素从上到下为同一族一【过渡】那大家知道核外电子排布与周期的划分的原因么？二者是否存在联系？【板书】二、核外电子排布与元素周期表【讲解】请大家看图1-2-7鲍林近似能级图，这是美国化学家鲍林根据大量光谱实验数据及理论计算总结出的，并用图来表示的多电子原子中外层能级高低的一般次序。小方块表示原子轨道，能量相同的原子轨道连在一起；能量相近的则归为一组，并用线框框在一起，以表示它们属于同一能级组。相邻能级组之间能量相差比

30、较大，同一能级的则能量相差较小。也就是说原子轨道的能量与主量子数n、角量子数1都有关，所以2130号元素的核外电子排布是先排4s能级上、后排在3d能级上。【交流研讨】请根据136号元素原子的电子排布，参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系。1.周期的划分与什么有关？2.每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关？3.周期序数与什么有关？【归纳总结】1.周期的划分与能级组有关。2.一个能级组对应一个周期，一个能级组所容纳的最多电子数等于一个周期所包含的元素种数，每个周期所含元素总数恰好是原子轨道总数的2 倍，即从第1周期到第7 周期所包含元素数目分别为2,8,8,

31、18,18,3 2,第 7 周期为不完全周期。3.主量子数（n）对应周期序数。周期表中的7 个周期分别对应7 个能级组。【板书】1.周期的划分（1）与能级组有关（2）每个周期所含元素总数恰好是原子轨道总数的2 倍（3）主量子数（n）对应周期序数【练习】书写20号钙原子、24号铝原子、29号铜原子和35号滨原子的价电子排布。引导学生观察完成下面的讨论Ca 4s2 Cr 3d54sl Cu 344sl Br 4s24p5【讨论】I.主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的价电子排布有什么区别？2.同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？主族序数与什么有关？3.同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特

32、点？其族序数与什么有关？【归纳总结】族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关，同族元素的价电子数目相同。主族元素的价电子全都排布在最外层的ns或 np轨道上。主族元素所在的族的序数等于该元素原子的价电子数，元素的最外层电子即为价电子。对于过渡元素的原子，价电子排布为（n-1）d,0ns-2o 虽然同一副族内不同元素原子的电子层数不同，价电子排布却基本相同，而且HIBVDB副族的价电子的数目仍然与族序数相同。例如，金属锦的价电子排布为3d54s2,价电子数为7,对应的族序数为VHB。价电子排布为（n-1）d6*8ns2的三个纵行统称为V III族。I B 和 H B 则是根据n s轨道上是

33、有一个还是有两个电子来划分的。【板书】2.族的划分（1）与原子的价电子数目和价电子排布密切相关（2）主族元素：族的序数=价电子数，最外层电子即为价电子（3）过渡元素：价电子排布却基本相同，（n-1）d,ons-211IBVDB副族：价电子数=族序数【指导阅读】核外电子排布与元素周期表的分区.1.观察元素周期表中各族元素的价电子排布2.尝试根据价电子排布的特点将周期表分区划分3.讨论s 区、p 区、d 区、d s区、f 区元素的价电子排布特点4.根据各区元素的价电子排布特点讨论各区元素的性质【例题】某元素原子共有3 个价电子，其中一个价电子的四个量子数为 =3,1=2,m=2,%=+1/2。试回

34、答：（1）写出该元素原子核外电子排布式。（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价。【解析】本题关键是根据量子数推出价电子排布，由此即可写出核外电子排布式及回答问题。由一个价电子的量子数可知，该电子为3 d 电子，则其它两个电子必为4 s电 子（因为以=,所以价电子排布为3dzs2,核外电子排布式为Is22s22P63s23P63dzs2。从而知原子序数为 21,处于周期表中的d 区第4 周 期 HIB族，是金属元素，最高正价为+3。答案：核外电子排布式为Is22s22P63s23P63dzs2原子序数为2 1,处于周期表中的d 区第4

35、周 期 HIB族，是金属元素，最高正价为+3.【小结】元素的位置与原子结构的关系：周期序数由该元素原子中电子的最大主量子数决定；族序数由该元素原子的价电子数决定；所在区由该元素原子价电子对应的角量子数决定。【板书设计】二、核外电子排布与元素周期表1.周期的划分（1）与能级组有关（2）每个周期所含元素总数恰好是原子轨道总数的2 倍（3）主量子数（n）对应周期序数2.族的划分（1）与原子的价电子数目和价电子排布密切相关（2）主族元素：族的序数=价电子数，最外层电子即为价电子（3）过渡元素：价电子排布却基本相同，（n-l）d1 mns1-2川BVIIB副族：价电子数=族序数第 2 节 原子结构与元素

36、周期表第 3 课时核外电子排布与原子半径【教学目标】5,了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因；.6.明确原子结构的量子力学模型的建立使元素周期表的建立有了理论依据。【教学重难点】了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因；【教师具备】多媒体课件【教学方法】讨 论 式 启 发 式【教学过程】【学生活动，教师可适当引导】先复习回顾了有关元素周期表的知识,然后利用鲍林近似能级图在交流研讨中我们知道了周期的划分与能级组有关，而且每个周期所含元素总数恰好是原子轨道总数的2 倍，主量子 数（n）对应周期序数。在族的划分讨论中

37、我们又知道了族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关；主族元素中有这样的关系：族的序数等于价电子数，最外层电子即为价电子；过渡元素则也有一些关系：价电子排布却基本相同，（n1）/|烬 2；H1BVIIB副族：价电子数等于族序数。最后还了解了 s 区、p 区、d 区、ds区、f 区元素的价电子排布特点。【联想质疑】我们知道，原子是一种客观实体，它的大小对其性质有着重要的影响。那么，人们常用来描述原子大小的“半径”是怎样测得的？元素的原子半径与原子的核外电子排布有关吗？在元素周期表中，原子半径的变化是否有规律可循？【复习回顾】让学生活动回忆必修课本中学过的对应的知识。在周期表中，同一周期从左

38、到右，随着核电荷数的递增原子半径逐渐减小；同一主族从上而下，随着核电荷数的递增原子半径逐渐增大。其中影响原子半径的因素：电子层数相同，质子数越多，吸引力越大，半径越小；最外层电子数相同，电子层数越多，电子数越多，半径越大。还有一个比较半径大小的方法：首先比较电子层数，电子层数越多，半径越大；如果电子层数一样，则比较核电荷数，核电荷数越大，半径越小；如果电子层数和核电荷数都一样，那就比较最外层电子数，最外层电子数越多，半径越大。【过渡】从现代量子力学理论中，我们知道核外电子是在具有一定空间范围的轨道上运动，而且是无规则的，我们只知道电子存在的概率，那整个原子的半径又是如何得到的呢？【学生阅读】课

39、本P口的原子半径和追根寻源。【学生归纳，教师可适当引导】首先将原子假定为一个球体，然后采用一些方法进行测定。常用的一种方法是根据固态单质的密度算出Imol原子的体积，再除以阿伏加得罗常数，得到一个原子在固态单质中平均占有的体积，再应用球体的体积公式得到原子半径。还有一种方法是指定化合物中两个相邻原子的核间距为两个原子的半径之和，再通过实验来测定分子或固体中原子的核间距，从而求得相关原子的原子半径。有三种半径，分别为共价半径、金属半径和范德华半径。【讲解】共价半径由共用电子对结合（共价键）结合的两个原子核之间距离的一半，比如氢气但2）,两个氢原子共用一对电子形成，测得两原子间原子核距离，然后除以

40、2就得到一个半径，我们称之为共价半径。金属半径是金属晶体中两个相邻金属原子原子核距离的一半，这种半径比共价半径要大，因为金属原子与金属原子之间未共用电子，也就是两原子间没有重叠。（可以画图来讲解）范德华半径或者简称范氏半径，主要针对的是那些单原子分子（稀有气体），也就是相邻两原子间距离的一半，所以范德华半径都比较大。共价半径【板书】三、核外电子排布与原子半径1.原子半径 共价半径金属半径范德华半径【过渡】了解完原子半径之后，我们接下来要讨论元素的原子半径与原子的核外电子排布是否有关，并且得出结论。【指导分析图1-2-10主族元素的原子半径变化示意图】1.观察同一周期元素原子半径的变化.2.观察

41、同一主族元素原子半径的变化.【师生共同分析归纳】1.同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小，而且减小的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小。2.同一主族元素原子半径从上而下逐渐变小。这是因为没增加一个电子层，就使得核电荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增加得更大，所以导致核对外层电子的吸引作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变小。【指导分析图

42、1-2-11】【归纳】从总的变化趋势来看，同一周期的过渡元素，从左到右原子半径的减小幅度越来越小。【思考】为什么会有这种情况产生？【讲解】以第四周期为例，这是因为增加的电子都分布在d的轨道上，从铳到钿半径是逐渐减小的，由于d轨道的电子未充满，电子间的作用较小，而核电荷却依次增加，对外层电子云的吸引力增大，所以原子半径依次减小。到格原子时，d轨道处于半充满状态，这种情况会使能量达到较低，核电荷虽然仍在增加，但对外层电子云的吸引力增大得并不多，所以使半径有些增大。到镒时，4 s轨道电子增加，电子间的作用，核电荷增加带来的核对电子的吸引作用减缓。铁、钻、锲d轨道未处于半充满或全充满状态，核电荷增加带

43、来的核对电子的吸引作用缓缓增加，所以半径又有所下降。而铜、锌d轨道处于全充满状态，处于能量较低状态所以又使半径增大。总之，在过渡元素中，外层电子对外层电子的排斥作用与核电荷增加带来的核对电子的吸引作用大致相当，使有效核电荷的变化幅度不大。【板书】2.原子半径的周期性变化主族元素：同一周期从左到右逐渐减小，同一主族从上而下逐渐增大过渡元素：同一周期呈波浪式变化，同一族仍是从上而下递增【板书设计】三、核外电子排布与原子半径1.原子半径r共价半径j金属半径范德华半径2.原子半径的周期性变化主族元素：同一周期从左到右逐渐减小，同一主族从上而下逐渐增大过渡元素：同一周期呈波浪式变化，同一族仍是从上而下递

44、增第3节 原子结构与元素性质第1课时电离能及其变化规律【教学目标】1.了解电离能的概念及内涵；2.认识主族元素电离能的变化规律并能给予解释。【教学重点】电离能及其变化规律一。【教学难点】电离能变化规律的特例【教学媒介】多媒体演示【教学方法】诱导一一启发式、演绎推理和逻辑探究相结合教学【教学过程】教 学 环节教学活动可能出现的情况设计意图复 习 引入请 同 学们写出第3周 期 及VA族元素原子的价电子排布；请同学们根据写出的价电子排布分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律。学 生 写 的 是 电 子 排布式，没有抓住价电子，规律内容属记忆型，没什么难点，定性的记住规律。内容如 素 材1巩

45、固第二节的 学 习 内容，并为本节的教学做准备过渡在 科 学 研 究 和 生 产 实 践 中，仅有定性的分析往 往 是 不 够 的，为 此，人们 用 电 离 能、电子亲 和 能、电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。学生思维活跃，什么是 电 离 能、电负性呢？自己会猜想调动学生的积 极 性，明确 学 习 目标。联想质疑电离能是元素的一种性质。表 1-3-2和表1-3-3种写出了某些元素的第一电离能数值。从已经学过的知识出发，你能推测出电离能描述的是元素的那中性质吗？你能分析第一电离能的数值和性质的关系吗？展示：表 1-3-2第三周期元素（除 Ar）的第一电离能的变化学生可能会分析出是

46、失电子的能力；也有可能得出是得电子的能力。对比分析，再次生成强烈 的 疑 惑感，即为下面的进一步分析作了准备，又是他们产生了浓厚的兴趣。NaMgAlSiPSCl49673857778610129991256表 1-3-3 VA族元素的第一电离能的变化NPAsSbBi14021012947834703阅读分析课本内容电离能的定义部分板书设置问题1.什么是电离能。2.符号和表示方法3.意义一、电离能及其变化规律1.定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能。2.符号：1力表示第一电离能；4 表示第二电离能3.意义：表示原子或离子失去电子的难易程度。电离能越小，该原子越容易失去电

47、子；反之，电离能越大，表明在气态时该原子越难失去电子。因此，运用电离能数值可以判断金属原子在气态时失电子的难易程度自我的深度学习，解决问题巩固知识，即时梳理学生会提出疑问：M g的第一电离能比A I的大，所 以 A I比M g易失去电子，但我们以前学习的金属失电子顺序中，M g比A I易失电子，与酸反应时更剧烈。同理：P 与 S有同学反驳，条件不一致，一是气态，二是溶液让学生自己动手查阅资料，形成自己的知识体系，解决刚才生成的疑惑产生新的疑问，为解决问题很好过渡，激发了学习兴趣让学生爱学讨论分肯定学生的发言，强调分析事物时看好条件可能会想到洪特指学生自己动析学生的质疑是关键。然后请同学们根据这

48、些物质的电子排布式和我们前面学习的电子排布的特殊性来理解出的电子排布的特殊性，能量相同的原子轨道在全充满（P6或/）、半充满（如P或cP）和全空（P或d）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。手解决，既学习了新知识，又巩固了已学知识解疑答惑强调学生的分析思路是正确的，鼓励学生自己继续探究。强调Mg（ls22s22P63s23p0）正处于全空状态，能量较低，比较稳定，所以不易失去电子。同理分析：P和$学 生 分 析P和S,P（ls22s22P63s23P3）半满状态，比较稳定，所以不易失去电子。得到了及时的提高，解决了在积极地问题，学生的积极情绪 正 在 提升。交流研讨观察图1-3-5和1-3-6

49、,请你说明原子的第一电离能随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化，并从原子结构的角度加以解释。和前面所学知识对应，找出不同点，讨论分析，还是从全空、半满、全满角度分析特殊性从前面知识很好的认识到了这种规律，使学习的知识更加准确。学生自己也能解释原因，积极性很高。必要的总 结，注重对知识的强化通过观察可以发现，对同一周期的元素而言，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现由小到大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。短周期元素的这种递变更为明显，这是同周期元素原子电子层数相同，但随着核电荷数的增大和原子半径的减小，核对外层电子的有效吸引作

50、用依次增强的必然结果。同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越易失去电子。这是因为同主族元素原子的价电子数相同，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐渐减弱。过渡元素的第一电离能的变化不太规则，随元素原子序数的增加从左到右略有增加。这是因为对这些元素的原子来说，增加的电子大部分排步在（n-1）d轨道上，核对外层电子的有效吸引作用变化不是太大。实质分析总之，第一电离能的周期性递变规律是原子半径、核外电子排布周期性变化的结果。对知识及时总结，有效增加知识的增长点练习1填表族 IA HA IHA IVA VA VIA VIIA原子的第一电离能增大子的第一电离能减小原