鲁科版《物质结构与性质》教案(全册)

高中化学鲁科版必修3《物质结构与性质》

全册教案（珍藏）

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。一

【教学重点】

L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设计意图

学动活动

环时

节间

2在美丽的城市，.我们经常可以引起学生对

、分看到五光十色的霓虹灯，霓虹本节课的学

联钟灯为什么能发出五颜六色的习兴趣。

想光？我们马上就会知道。

•【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。回答问为评价各种

、1.请同学们指题原子结构模

复3出原子是由型提供知识

习分什么构成支持

IH钟的？-

课2.请同学们描

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。同组内培养学生合

、分2.让学生评价“道尔顿原子学交流、讨作精神和分

导钟说”有那些不足之处，并对学论，并对析、评价能

入生的评价加以完善“道尔力。

新顿原子1.使学生认

课学说”进识到原子结

行评价。构模型是不

学生思断发展、完善

考问题的。

并做出2.使学生认

否定的识到化学实

回答。验对化学理

论发展的重

要意义。

1.道尔顿原子【板书】.1.阅读1.使学生认

四1学说一、道尔顿原子学说“玻尔识到“玻尔原

、72.卢瑟福原子L介绍卢瑟福原子结构的核式原子结子结构模型”

展分结构的核式模型。构模型”对原子结构

开钟模型2.让学生思考：“卢瑟福原子结理论理论的发展

新构的核式模型”能解释氢原子2.交起着极其重

课3.玻尔原子结的光谱是线状光谱吗？流.讨论要的作用。

构模型【板书】原子光2.使学生认

二.卢瑟福原子结构模型谱产生识到化学实

1、逐条分析“玻尔原子结构模的原验对化学理

型”。因？论发展的起

【板书】3.交着极其重要

2、玻尔原子结构模型流•讨论的作用。

(1)行星模型一氢原子3.使学生知

点拨：这里的“轨道”实际上光谱为道原子光谱

就是我们现在所说的电子层。什么是产生的原因。

(2)定态假设线状光4.使学生知

点拨：玻尔原子结构理论认为：谱？道基态、激发

同一电子层上的电子能量完全态及能量量

相同。子化的概念。

(3)量子化条件5.使学生知

点拨：量子化条件的内涵是：道氢原子光

各电子层能量差的不连续性，谱为什么是

既Es-Ez^Ez-Ei©线状光谱。

(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，释放出的能量不同，

因此产生光的波长不同。

五学生自

、3我归纳

概分整理本

括钟节课核

整心知识

合

练习

1.解释下列概念一

（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、气气、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_________（填相同或不同）。若电子

层的能量用表示，则E3-E2__________E2-E］（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）。

【板书设计】

第1节原子结构模型一

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）行星模型一

（2）定态假设一

（3）量子化条件一

（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一设计意图

学动

环时

节间

10介绍一些光教师在学生评价的基础上，评价“玻尔原复习旧知

—'分谱现象，评整理“玻尔原子结构模型”子结构模型”识，引入新

、钟价“玻尔原的贡献：(1)说明了激发态的贡献，通过问题，使学

提子结构模原子为什么会发射光线一些光谱现生明白“玻

出型”的贡献(2)成功解释了氢原子光象和其他现尔原子结

问和存在的不谱是线状光谱的实验现象象,知道“玻构模型''的

题足。(3)提出了主量子数n的尔原子结构贡献和不

概念及处于不同轨道上的模型”存在的足，并顺其

导电子能量量子化的理论，为不足。.自然的导

入量子力学的原子结构模型入新课题。

新打下了基础。

课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。

(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:20世纪20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节原子结构模型一

原子结构的量子力学模型

(1)

二1.主量子数教师讲解：主量子数n既能了解主量子1.巩固新学

、n层或电子层。在多电子原子数n的大小与知识。

展5中根据电子离原子核的远离核远近和2.培养合作

开分近和能量的高低，分为若干能量高低的意识

新钟电子层(或能层)。一般来说，关系。3.解决新课

课主量子数n越大，处于该层开始提出

的电子离原子核越远、能量的问题。

越高。

【板书】

1.主量子数n

能量关系一般为：.

EK〈ELVEMVENVEOVEPVEQ

152.角量子数i▲教师讲解：角量子数1既

分能级或电子亚层。处于同一学生完成下

钟电子层上的电子能量也不列习题

尽相同，根据这种能量差1.写出下列能

异，一个能层分为一个或若层相应的能

干个能级(或电子亚层)，级符号：(1)

分别用符号s、p、d、f等表n=l(2)n=3

/J、.O(3)n=4

▲【板书】2、交流•讨论

2.角量子数1钠原子光谱

①主量子数n与角量子数i由n=4的状态

的关系跃迁到n=3的

对于确定的n值，i共有n状态，会产生

个值，分别为：0、1、2、多条谱线，为

3……(n-1)什么？

②角量子数i的光谱学符号

10123

符SPdf

号

③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。

④能级顺序：

Ens<Enp<End<Enf

五1对学生的整理加以完善一整理本课时培养学生

、7主题知识归纳总结

概分能力

括钟

整

合

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=3

2.写出下列能级的n、i值

(1)3p(2)4s(3)6f(4)5d

3.下列能级可能存在的是()一

(A)lp(B)2d(C)3f(D)5d

4.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)4f

5.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一

1.主量子数n

能量关系一般为：EK<EL<EM<EN<EO<EP<EQ

2.角量子数i

①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)

②角量子数i的光谱学符号

10123

符SPdf

号

③能级的记录方法一

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、2p0

④能级顺序：Ens<Enp<End<Enf

第1节原子结构模型

第3课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述（2）

【教学目标】

1.初步认识原子结构的量子力学模型，能用n、1、m、ms这四个量子数描述

核外电子的运动状态

2.知道主量子数n、角量子数1和磁量子数m对应着n电子层中1能级中的

原子轨道

3.了解原子轨道的图象是原子轨道在空间的种形象化表示

4.会辨认不同的原子轨道示意图

【教学重点】

1.用四个量子数描述核外电子的运动状态。

2.n、I、m、ms的相互关系及有关量子限制

3.原子轨道和电子云的概念及形状

4.书写能级符号及原子轨道符号

【教学难点】

Ln、I、m、ms的相互关系及有关量子限制。

2.原子轨道和电子云的概念

【教学过程】

教活教学内教师活动学生活动设计意图

学动容

环时

节间

—'3教师让学生回答下列问题1.回答问题复习旧知

、分①为什么在通常条件下,钠原子2.思考老师识，引入新

复钟中的处于n=4能层的电子跃迁提出的问题。问题，导入

习到n=3能层的状态时，在高分新课教学。

IH辨光谱仪上看到的不是一条谱

课线，而是多条谱线？

导②在高分辨光谱仪中，氢原子的

入电子从n=2跃迁到n=l层时，

新得到两条靠得很近的谱线？

课

【板书】

153,磁量第1节原子结构模型学生完成下巩固新学

分子数m原子结构的量子力学模型（2）列习题知识。

钟教师讲解:磁量子数既原子轨道1.写出写出

二个数。原子轨道是指一个电子空下列各能级

、间运动状态。根据光谱现象，科所有原子轨

展学家发现同一能级电子空间运道符号

开动状态不尽相同，一个能级包含(l)n=l(2)

新着一个或若干个原子轨道。n=2

课【板书】2.计算下列

3,磁量子数m各能层所有

①角量子数1和磁量子数m的原子轨道数

关系目

角量子数i和磁量子数m的关(l)n=l(2)

系既能级与原子轨道个数的关n=2

系。对于一个确定的i值，m值(3)n=3(4)

可取0、±1、±2、±3........±1,n=4

共(2i+l)个数值。3.原子轨道

当1=2时，m有0、±1、±2五是由那几个

个取值；既d能级有五个原子轨量子数决定

道。的？

②原子轨道的表示方法

s能级只有一个原子轨道，可表

示为So

p能级有3个原子轨道，可表示

为px>py、pzo

d能级有5原子轨道，f能级有

7原子轨道。

54.自旋教师讲解并板书：交流•讨论1、巩固新

分磁量子4.自旋磁量子数ms1.氢原子上学知识。

钟数ms量子力学认为，同一轨道上的电子由2、培养合

的电子还在做自旋运动，而且只n=2的状态作意识

有两种自旋运动状态，分别用自跳回到n=l3、解决新

1

"1=H---的状态，会产课开始提

旋磁量子数2(通常用符

生两条靠得出的问题

1

=——

号“T”表示)和2(通常很近的谱线，

用符号'丁'表示)来描述。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？

4教师介绍：

分5.电子(1)核外电子运动特征

钟云(2)电子云的概念

(3)电子云和电子云的形状

46.原子教师介绍：

分轨道(1)原子轨道的概念

钟(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

3整理本课时培养学生

、分主题知识归纳总结

概钟能力

括

整

合

练习

1.写出下列各能级对应的所有原子轨道的符号

(1)n=4,i=l：(2)n=5,i=2：

(3)n=7,i=0：

2.填空

n取值i取值m取值原子

1

2

3

4

3.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00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3s、3p、3d、3f四个轨道”。

4•有无下列运动状态？为什么？

(1)n=l,t=l,m=0

(2)n=2,t=0,m=±1

(3)n=3,i=3,m=±3

(4)n=4,i=3,m=±2

5,填充合理的量子数

(1)n=,i=2,m=0m=H"一

sv2

(2)n=2,i=,m=±1=——

52

(3)n=4,i=2,m=0,.ms=_________

(4)n=2,t=0,m=,m.=d"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1〜36

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

1〜36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1〜36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.比较下列轨道能量的高低（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、2py、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1S原子轨道上，电子排布式为Is'o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：nlx）o例如，原子C的电子排布式为Is2s22P2。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】1s2s2P3s3P3d4s4P4d4f5s5P5d5f5g6s

【讲解】但从实验中得到的一般规律，却跟大家书写的不同，顺序为

1ST2ST2PT3ST3P-4s—*3dT4P—5ST4d—>5P16ST4J5d—6p—>7s................

大家可以看图l-2-2o

【板书】能量由低到高顺序：

1ST2ST2P—>3ST3P—4s—3d—4P—5s—4d15pf6s—4J5d—>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1S2O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TT或自旋相反刃。事实

确定，基态氮原子的电子排布是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：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个轨道，而碳原子2P能层上只有两个电子，电子应优先分占，而不是挤

入••个轨道，C原子最外层p能级上两个电子的排布应如①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、13Al的电子排布式和轨道表示式，思考17cl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1米、22r、24。的电子排布式的简式和轨道表示式，思考35Br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)，当电子排布处于全

满(s\p6、d1%f14)>半满(s'p\d\f7)、全空(s°、p°、d。、f0)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]3S'o

【板书】4.核外电子排布和价电子排布式

【活动探究】

尝试写出19〜36号元素K〜Kr的原子的核外电子排布式。

【小结】钾K：Is22s22P63s23P64s】；钙Ca：Is22s22P63s23P64s2；

铭Cr：Is22s22P63s23P63d44s2；铁Fe：Is22s22P63s23P63d64s?；

钻Co：Is22s22P63s23P63d74s2；铜Cu：Is22s22P63s23P63d94s2；

锌Zn：Is22s22P63s23P63d1°4s2；溟Br：Is22s22P63s23P63d4s24P§；

MKr：Is22s22P63s23P63d104s24P6；

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与

原子结构示意图，按能层能级顺序，应为

Is22s22P63s23P63/；J）”,但按初中已有知识,应为Is22s22P63s23P64sI；

④2881

J”I）

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,4s'

29号铜Cu：Is22s22P63s23P63d4sl；

这是因为能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d'°）s半充满（如p'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1一2一5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1〜36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1~36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】

-、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：

lsT2s—2p—»3s—3p-4sT3d—4p—5sT4d—5pT6s—4J5d—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】一

3.知道元素周期表中元素按周期划分的原因

4.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】引导式教学一

【教学过程】

【学生活动，教师可适当引导】

能量由低到高顺序：

1s—>2s->2p―>3s->3p―>4s->3d—>4p—>5s,->4d->5p—>6s―>4f—>5d—>6p->7s...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，原子较稳定。还学习了1〜36号原子的核外电子排布

式书写。一

［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】元素周期表的知识一

1.

‘短周期（一、二、三行）（元素有2、8、8种）

'周，］长周期（四、五、六行）（元素有18、18、32种）

不完全周期（七行）（元素有26种）

<

元素周期表结构

1f主族（1、2、13、14、15、16、17列）A族

解副族（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。.

【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21〜30号元素的核外电子排布是先排4s能级上、后

排在3d能级上。一

【交流研讨】请根据1〜36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2,8,8,18,18,32,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）与能级组有关一

（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号铭原子、29号铜原子和35号溟原子的价电子

排布。

［引导学生观察完成下面的讨论］

Ca4s2Cr3d54slCu3d"4slBr4s24P5

【讨论】

1.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—l）diT°ns・2。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MB〜VIIB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V1IB。价电子排布为（n—1）d68ns2的三个纵行统称为VIII

族。IB和HB则是根据ns轨道上是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)di~i°ns〜2

IIIB〜VDB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.

L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、ds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w=3,/

=2,tn=2,〃为=+1/2。试回答：

(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3d电子，则其它两个电子

必为4s电子(因为E3d<E4s=,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III

B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21,处于周期表中的d区第4周期IIIB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)diT°ns.2

IIIB〜VDB副族：价电子数=族序数

第2节原子结构与元素周期表

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；一

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，（n—l）/T°ns〜2；HIB〜VDB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。一

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】课本P|7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32）,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。

【板书】三、核外电子排布与原子半径

1.原子半径

J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--周期元素原子半径的变化.

2.观察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，从铳到钮

半径是逐渐减小的，由