原子结构模型学案

1、第一节原子结构模型学案第一课时【学习目标】1. 了解人类探索物质结构的历史；2. 了解研究物质结构的意义；3. 掌握原子结构的根底知识。4. 知道 电子云是对电子在空间单位体积里出现概率大小的形象化描述【学习重点】 原子的结构和人类探索物质结构的历史【学习难点】 玻尔的原子结构模型【温故知新】1、原子结构的根底知识饰子核缶子组成Y中子质量数约为1，带1个单位正电荷-质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数是元素分类本质依据 质量数为1，不带电 中子数=质量数-质子数N=A-Z 同种元素，中子数不同那么形成同位素 位于原子中心，体积小，质量比重大由于电子质量小，原子的 特征质量主要集中在核上化学变

2、化中核不变广 体积小，质量约为质子质量的1/1836，带1个单位负电荷,；负电荷数=核所带正电核数，故原子不显电性电子特征 V 核外电子数=核电荷数=原子序数核外电子主族元素的化学性质主要决定于最外层电子数位置：在原子核外分层排布布2、重要关系式：核电荷数=质量数A=zXm+核外电子数=zXm-核外电子数=3、三素比拟：核素。核素即，其种类由和决定。绝大多数元素都存在不同种核素，但有些元素只有一种核素。同位素。4、元素的原子半径、离子半径大小比拟规律(1) 同周期原子半径随原子序数递增逐渐(稀有气体元素除外)。如第三周期中:Na Mg Al Si P S Cl。(填或v,下同)(2) 同主族原

3、子半径随电子层数的递增逐渐 。如第 I A 族中：LiNa K Rb Cs。(3) 阳离子半径总比相应原子半径 。如：Na+Na, Fe2+Fe。(4) 阴离子半径总比相应原子半径 。如：S课后作业：请在此处画出1-20号元素的原子结构示意图S, B厂Br。(5) 电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而 。女口： S2- CK+ Ca2+; Al3+ Mg2+ Na+F。【课前预习区】阅读教材P1第一自然段，思考答复以下问题：1. 谁最早提出科学的原子概念？人们通常称他为原子之父。2. 谁发现了电子，提出了原子结构的“模型，开始涉及原子的内部。3. 人类对原子结构的认识， 每前进一步都是建

4、立在 的根底上的，最有影响的两位物理学家是禾口，前者是通过 实验提出原子结构的有核模型，后者研究了 后，大胆地引入量子论观点，提出了新的原子结构模型。4. 卢瑟福的实验结果是：绝大多数 ，少数，个别。在此实验根底上提出的核式原子模型的主要内容是：原子由 构成。原子核带 电荷，；电子带 电荷，。(参见必修 2 p2)5. 在卢瑟福核式原子结构模型理论无法解释氢原子光谱是线性光谱而不是连续光谱的情况 下，玻尔在卢瑟福核式模型的根底上提出了核外电子分层排布的原子结构模型，玻尔原子 结构模型的要点是什么？【课堂互动区】、人类探索物质结构的历史【预习总结】：通过自主预习学习，总结原子结构模型的开展史古希

5、腊德谟克里特等哲学家的原子论思想、人类探索原子结构的历史道尔顿最早提岀科学的原子学说汤姆生发现了电子，提岀了 “葡萄干面包式的原子结构模型卢瑟福根据a粒子散射现象，提岀了带核的“行星绕太阳运转的原子结构模型玻尔研究氢原子光谱时，引入量子论观点，提岀了新的量子观原子结构模型一、人类探索物质结构的历史原子的量子力学模型2、原子分子论阿伏加德罗3、元素周期律表4、对有机物 认识的进展门捷列夫广碳原子的四价碳原子成键的立体构型.分子中价键的饱和性卜一有机合成可“按图索骥5、物理学上的 重大发现电子氢原子光谱 元素的放射性微粒的波粒二象性量子力学6、实验方法上的改良红外光谱电子显微 原子吸收光谱 X射线

6、衍射二、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【预习总结】：通过自主预习学习，总结玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型的要点是什 么？三、核外电子的运动特点问题组探究1. 核外电子质量小带负电荷，运动范围小，速度快，是否遵循宏观物体的运动规律？电子在 核外运动时是否有一定的规律？2. 关于电子在核外的运动，你现在已经知道哪些规律？3. 科学家是采取什么方法来研究电子在核外运动的？【总结】1. 核外电子以极的速度、在极的空间作永不停止的运转。 宏观物体的运动规律不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹。2. 1核外电子是排布的2不同电子层上的电子能量不同，离核越近，能量越 。3 电子优先

7、排布在能量最 的电子层里。4 每个电子层所能容纳的电子数最多为 n为电子层数。5 最外层电子数不超过 _个K为最外层时不超过2个，次外层不超过 个，倒数第三层不超过个。3. 可用的方法研究电子在核外出现的几率。电子云课本P7电子在核外空间一定范围内出现，好似带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。电子云图中小黑点的疏密 正比关系。三、反应练习1. 在物质结构研究的历史上，首先提出原子始一个实心球体的是A.汤姆生 B.卢瑟福 C.道尔顿 D.玻尔2. 在1911年前后，物理学家卢瑟福把一束高速运动的a粒子质量数为4的带2个单位正电荷的氦原子核，射向一片极薄的金箔。他惊奇的发现，过去

8、一直认为原子是实心球，而由这种实心球紧密排列成的金箔，竟为大多数a粒子畅通无阻得通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少数的a粒子发生偏转，或笔直的弹回。根据上述实验现象能的出关于金箔中Au原子结构的一些结论，试写出其中的三点：A；B；C。3. 13CNMR 核磁共振、15N NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kuit WU Thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N表达正确的选项是A. 13C与15N有相同的中子数B. 13C与C60互为同素异形体C. 15N与14N互为同位素D. 15N的核外电子数与中子数相同4. 氧元素有三种稳定同位素：168

9、。、1780、188。，氧气中存在几种氧分子？它们的相对分 子质量有几种？ 请将第三周期除稀有气体元素原子的元素原子半径排序 ;其离子半径的排序呢？ 。 玻尔的原子轨道模型的成功之处是什么？试阐述玻尔原子结构模型对原子结构理论的开展 所作出的奉献以及该模型的最大缺乏之处？第一节原子结构模型学案第二课时【学习目标】1在已有知识经验的根底上，进一步了解核外电子的运动状态2从能级的角度来看待核外电子的排布。3初步认识原子结构的量子力学模型，能用四个量子数描述核外电子的运动状态。【学习重难点】了解四个量子数与原子轨道、电子运动状态的关系【课前预习区】1、阅读课本课本P4联想？质疑思考一下问题：1如何解

10、释氢原子光谱和多电子原子光谱所产生的复杂现象？2原子中的电子运动状态是否还存在波尔原子结构模型未能描述的其他量子化现象呢？3是否有必要用更多的量子数来标记核外电子的运动状态呢？2、 我们已经知道电子是分层排布的， 那么是什么原因导致电子分层排布 一一即电子分层排布的 依据是什么？【课堂互动区】二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述【预习总结】 通过联想质疑的课前学习，总结：根据量子力学理论，原子中的单个电子的空间运动状态可以用 来描述，而每个原子轨道须由 共同标记，核外电子运动状态须由共同标记。1、主量子数：问题组探究1主量子数即电子层，主量子数的大小与电子离核距离、能量大小有什么关系？2什

11、么原因导致电子分层排布？小结1符号，即电子层2分层依据：电子的能量较大差异；电子运动的主要区域或离核远近的不同。即电子层由内到外分为 K、。3 一般而言，主量子数越大，电子离核的平均距离越 、能量越。设疑1在多电子原子中，每一层上的电子又是怎样运动的？能量一样吗？运动区域的形状一样吗？2 为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2 n为电子层数？为什么最外层电子数不超过 8个K为最外层时不超过2个？2、角量子数问题组探究1写出氖原子的原子结构示意图。2氖原子第一电子层的2个电子是怎样运动的？它们的能量都一样吗？它们运动的区域一样呈现什么形状？3氖原子第二电子层的8个电子是怎样运动的？它们的能

12、量都一样吗？它们运动的区域一样呈现什么形状？小结1 符号，即原子轨道伸展的不同形状。对于确定的n值，1共有n个值：2 n、l值均相同的电子具有相同的能量，我们用能级来标记具有相同n、I值的电子运动状3 第一电子层：只一种形状 一一球形对称，所以就只一种类型轨道，用s表示，叫s轨道， 记作1So第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是：1球形对称，记作2so 2纺锤形或哑铃形，用p表示，叫p轨道，记作2po 第三电子层：是否看出其中存在明显的规律，试着写一写。有种形状，决定有种类型轨道。1 ，记作；2 ，记作o3复杂形状，用d表示，叫d轨道，记作3d o第四电子层：有 种形状，决定有

13、种类型轨 1，记作；2 ，记作。3 复杂形状，记作。4 复杂形状，用f表示，叫f轨道，记作4f。第五电子层：有种形状，决定有 种类型轨道。1，记作；2 ，记作。3 复杂形状，记作；4 复杂形状，记作。5复杂形状，用g表示，叫g轨道，记作5g。过渡在没有外磁场时，量子数 n、l相同的状态能量是相同的；在外磁场存在时，这些状态的 能量就不同了，这是由于电子运动状态还与磁量子数m有关。yP轨道呂轨道3、磁量子数1符号： ，即原子轨道的伸展方向。2相同形状的原子轨道还可有不同的伸展方向，伸展方向决定该种类型轨道的个数。3m与I的关系是：4s轨道是球形对称的，只有 1个轨道。p轨道在空间有x、y、z3个

14、伸展方向，所以p轨道含3个轨道，分别记作：px、Py、Pz。 d轨道有 个这其中也存在明显的规律，试着写写伸展方向，即 d轨道含 个轨 道。f轨道有个伸展方向，即f轨道含个轨道。练习1:各电子层包含的原子轨道数目主量子数原子轨道类型原子轨道数目可容纳电子数12r 34n4、自旋磁量子数ms电子不仅在核外空间不停地运动，而且还做自旋运动。电子的自旋有两种状态，通常采用来标记电子的不同自旋状态。 电子自旋并非像地球绕轴自旋， 只是代表电子的 两种不同状态。总结本节内容：核外 电子 运动 状态尸 主量子数 n1电子层卜能级角量子数 l s、p、d JA原子轨道磁量子数mI自旋磁量子数练习多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的上下的规律:(1) 形状相同的原子轨道能量的上下：1sv2s<3s<4s (2) 相同电子层上原子轨道能量的上下：ns<np