高一化学教案：第一单元核外电子排布与周期律

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一单元核外电子排布与周期律单元规划在《化学1》中，虽然学习了一些典型的金属如钠、铝、铁、铜及其化合物的性质,也学习了一些典型的非金属如氧、氯、硫、氮及其化合物的知识，但是，这些知识的学习，都是以宏观物质的性质及用途等为基础的，未曾涉及微观结构，即未曾从原子、分子、离子的角度，来探究物质性质的变化规律和本质原因，未曾探究元素及物质的性质与微观结构之间的关系。在本单元中,就填补了这一空白，重点探究元素及物质的性质与微观结构之间的关系。本单元共分三个部分：原子核外电子的排布、元素周期律、元素周期表及其应用。以上三部分内容是相辅相成的。原子核外电子的排布，是元素周期律、元素周期表的基础，而元素周期律、元素周期表的学习，又能加深学生对原子核外电子的排布知识的理解.元素周期律这个自然规律，是在大量的感性知识的基础上得来的规律，而元素周期表则是元素周期律的具体表现形式.本单元内容的具体编排是：首先从核外电子排布引入,以1～18号元素为例，归纳总结出原子核外电子排布的初步规律。而后，以2～10号元素和1～18号元素为例，分析它们的原子核外最外层电子数、原子半径的周期性变化规律，在此基础上，通过演示实验和资料的阅读，分析元素的金属性和非金属性的变化规律，切入周期律的最核心的部分-—元素性质的周期性变化.在进行元素性质的周期性变化探究的同时，自然得到了元素化合价周期性变化的规律。有了周期律作铺垫，让学生按自己的思路排出一个元素周期表，而后教师进行指正，给出真正的元素周期表的结构,让学生了解周期和族的概念.最后，以ⅦA族元素为例，探究同一主族元素的性质递变与其在周期表中的位置的关系,探究“元素在周期表中的相对位置”“原子结构”“元素的金属性、非金属性”三者之间的关系，即俗称的“位”“构”“性”三者之间的关系.本单元内容的教学可采用这样一些方式：运用多种活动形式如实验、资料阅读、交流讨论等，在活动的基础上逐步展开问题，而后以实验事实和具体素材为依据，通过对比、对照、归纳、综合、演绎等方式,总结规律，再由表及里探究本质原因，最后将理论运用到具体的实际问题上，在具体的应用中强化对理论的理解。课时安排：原子核外电子的排布1课时元素周期律2课时元素周期表及其应用2课时原子核外电子的排布从容说课在初中化学和高中《化学1》中，学生已经初步接触到原子的内部结构,对原子的组成、原子核外电子分层排布、离子的形成有了一些感性认识和初步概念，但是理解不深，缺乏系统，在教学中需要复习:构成物质的微粒、原子结构、的表达含义、原子的质量数等。教学中，首先引导学生观察1～18号元素的原子结构示意图,熟悉这些元素的原子核外电子排布情况，然后采用交流、讨论、归纳、总结的方法,探究原子核外电子的排布规律，引导学生得出以下规律:电子总是尽量先排布在能量最低的电子层，然后排布在能量较高的电子层。即电子总是尽量先排在内层，内层满了，再排外层。随着核电荷数的增加，元素原子的最外层电子数逐步增加,每一电子层都容纳一定数目的电子。再引导学生观察稀有气体的原子核外电子的排布情况,探究排布规律，通过分析讨论领会这样一些特点:各电子层最多容纳的电子数为2n2个（n为电子层序数）。各稀有气体元素的原子中最外层所容纳的电子数是8（氦除外）。各稀有气体元素的原子中次外层所容纳的电子数是18。最后，需提醒学生注意的是：虽然用原子结构示意图可以很清楚地表示出各电子层离核的远近、能量的高低、每个电子层所容纳的电子数，但是,结构示意图可能会让学生错误地认为电子是绕原子核做圆周运动的，所以，教师应清楚地告诉学生电子真实的运动状态.教学重点原子核外电子排布规律的探究。教学难点原子核外电子排布规律的探究。教具准备投影片若干。三维目标知识与技能1.了解原子核外电子排布的初步规律。2.能用原子(或离子）结构示意图表示原子（或离子）的核外电子排布。过程与方法1.回顾复习原子结构的有关知识。2.采用交流、讨论、归纳、总结的方法,探究原子核外电子的排布规律。情感、态度与价值观体会科学发现和发展的历程，领悟科学发现的艰辛。教学过程导入新课在《化学1》中我们已经学习了原子结构的有关内容,现在，我们先来复习下列内容。师什么是原子？原子由什么更小的微粒构成？生原子是化学变化中的最小微粒，它是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成。投影:师电子的运动同宏观物体相比，有何不同?核外电子的运动有何特点?生（1)电子的质量很小(9。1095×10－31kg（2）电子运动的空间范围小（=10－10m）。（3）电子做高速运动，接近光速（3.0×108m·s由于上述原因，核外电子的运动规律与宏观物体不同：它没有确定的轨道，我们不能测定或计算它在某一时刻所在的位置，也不能描绘出它的运动轨道。这就是海森堡最早提出的大学物理上将学到的“测不准原理"。师那么，是不是说电子绕核运动没有什么规律呢？推进新课师在讨论这个问题之前，我们先讨论日常生活中的一个问题：蜜蜂采蜜时，在花丛中到处飞舞，它们的运动有规律吗？人所共知，蜜蜂在一朵花上采蜜时，没有确定的飞翔路径，一会儿向东，一会儿向西，似乎没有什么运动规律，但经过长期的仔细观察（如摄像）就会发现，蜜蜂对一朵花采蜜时，还是有一定的运动规律，虽然蜜蜂在这朵花的近处、远处都可能出现，不过在花朵附近出现的次数要比远离花朵的地方大得多。再比如：如果外面有人来找我，学校老师往往会建议到办公室，教学楼或家里，为什么会这样建议呢？因为我在这三个地方出现的几率多，当然能否在街上碰见我呢?可能，但那出现的几率小。这里说的几率，就是以后学的概率，是一个百分数，是对出现频率大小的一种描述。投掷钱币是人人都尝试过的一种游戏，与人家打赌时，不论猜正面还是猜背面，同样都是合理的,因为每种结果出现的概率各占一半,没有人期望在每两次中出现一次正面，但是在多次抛掷中，两种结果出现的机会将越来越均衡.同样，做题猜A、B、C、D答案,有猜对25%的几率。师那么,核外电子的运动有什么规律呢？钠原子核外有11个电子，这11个电子是聚成一堆在离核相同的距离处运动，还是分散在离核不同的距离处运动?为什么？生（思考、交流、讨论）师在多电子原子里，一方面电子和原子核之间因带有异性电荷而有吸引力，这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近原子核。另一方面，电子和电子之间因带有同性电荷而相互排斥，这个排斥力迫使电子尽可能远离，当吸引和排斥达平衡时，核外电子就分布在离核不同的区域运动，而且能量不同.电子能量低的，在离核较近的区域运动，电子能量高的，在离核较远的区域运动。在微观的原子的世界里，原子核外电子的运动,依据的“最高准则”是电子能量的高低。化学家们经过长期的研究，发现在含多个核外电子的原子中,电子运动的主要区域离核有远有近，在离核近的区域运动的电子能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高。换句话说，原子核外的电子,因为自身的能量有高有低，所以，它们是在不同的区域运动的,也就是在不同的区域排布的.板书：第一单元核外电子排布与周期律原子核外电子的排布师原子核外的不同区域，既然能量有高低,那么，可否把它们按照能量的高低来划分为不同的层次呢?建筑上的楼层，按照离地面的远近,可分成第一层、第二层、第三层等等。生也可以把原子核外的这些不同区域分成第一电子层、第二电子层、第三电子层等等。师在化学上，各电子层的层序数n依次为1、2、3、4、5、6、7，分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层.板书：1.核外电子分层排布:按照电子能量的高低,由里向外排列。2。电子层-—科学上根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，将能量不同的电子运动区域称为电子层。通常用字母表示（空间层次由里向外，电子能量由低到高）师既然核外电子是分层排布的，那么核外电子排布先排能量低的电子层，还是先排能量高的电子层？生活常识告诉我们：(1）一江春水向东流（由高到低）（2)山上的石头可自动往下滚以上事物运动的规律是能量由高到低，同样道理,核外电子排布先排能量低的电子层，这样电子的能量较低。板书:3。核外电子排布的一般规律(1）电子在原子核外排布时，总是尽量先排在离核最近(能量最低）的电子层里,然后由里向外，依次排布在能量较高的电子层里。即最先排布K层，当K层排满后，再排L层……师科学研究还发现，同一电子层中，电子的能量还稍有差别,根据这个差别，又可以把一个电子层分成一个或几个亚层,分别用s、p、d、f表示（光谱学上的符号）.K层sL层s、pM层s、p、dN层s、p、d、f师在《化学1》中大家已经学习过了原子结构示意图的画法及其所代表的含义，下面，请大家回顾一下，1～18号元素的原子结构示意图及核外电子排布。投影:1~18号元素的核外电子排布核外电子排布核外电子排布核外电子排布请带着问题仔细观察:这18种元素，它们的原子核外的每一个电子层中，所容纳的电子数有什么规律？生（思考、讨论）1～2号元素原子核外只有1个电子层，电子层中所填充的电子数从1～2个，最多填充了2个电子。3~10号元素原子核外有2个电子层，第1电子层中所填充的电子数从1～2个,最多填充了2个电子。第2电子层中所填充的电子数从1～8个，最多填充了8个电子.11～18号元素原子核外有3个电子层，第1电子层中所填充的电子数从1～2个,最多填充了2个电子。第2电子层中所填充的电子数从1～8个,最多填充了8个电子。第3电子层中所填充的电子数从1～8个,可能还未填满.投影：36号氪元素的原子结构示意图：师氪元素的原子核外的第3电子层中，所容纳的电子数是多少？生第3电子层中，所容纳的电子数是18个。师这1、2、3三个电子层,最多填充的电子数分别是2、8、18个,那么这2、8、18三个数字,与它们所对应的电子层序数1、2、3之间有什么关系呢？能否用一个代数式来概括呢？生思考后回答：每一电子层最多填充的电子数,是它们所对应的电子层序数的2n上标2倍.板书：（2)每一电子层，最多填充的电子数为2n2个（n为电子层序数）。师请将以上的结论进行推广和延伸，18号以后的元素，它们有了第4电子层、第5电子层……那么,第4电子层、第5电子层上填充的电子数最多有多少个呢？生分别是32个和50个。师请看下表：投影：表格:稀有气体元素原子核外电子排布元素各电子层容纳的电子数KLMNOP氦2氖28氩288氪2818氙2818188氡2818321882n2个电子，是每一电子层能填充的最大数值，实际上，很多元素，它的各电子层不是都能完全填满的。比如,从表中可以看出，氩的第3电子层、氪的第4电子层、氙的第4、第5电子层、氡的第5、第6电子层，都没有填满.师根据排布规律(1)：电子在原子核外排布时，总是尽量先排在离核最近(能量最低)的电子层里，然后由里向外,依次排布在能量高的电子层。那么,为何氪元素的第4电子层还未填满,就已经在它的第5电子层填充了8个电子呢？生（思考）也许是第5电子层的能量反而比第4电子层低呢?因为电子是根据能量高低排布的。师你们的思路是对的，但是说法欠妥,真正的原因是：第5电子层的某些电子亚层能量反而比第4电子层的某些电子亚层低，所以,在氪的第4电子层还未填满时,就已经在它的第5电子层填充了8个电子了。即俗称的“能级交错现象"［说明］此内容请各位教师根据学校及学生的特点,来决定是否要作补充。师请继续仔细阅读上表，思考：稀有气体元素原子的最外层、次外层和倒数第3层填充的电子数的特点。生仔细找规律，而后回答（略）。板书：(3)最外层电子数都不超过8个（K层不超过2个）.(4）次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。师以上几条规律是相互制约的,请大家注意“不超过”的含义。［课堂练习］1。钠的原子结构示意图是否正确？若不正确,错在哪里？2.A元素原子M电子层上有6个电子，B元素原子的核外电子总数比A元素原子的少5个。(1)画出A元素的原子结构示意图____________。（2）A、B两元素形成化合物的名称为________________。3.最外层电子数是其内层电子总数的一半的元素是________________。答案：1.不正确第1电子层应是2个电子，第3电子层应是1个电子。2.（1)（2）硫化钠3。锂或磷课堂小结在含有多个电子的原子里，电子依能量的高低不同分层排布,其规律如下：(1）核外电子总是尽先排在能量低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量高的电子层。（2）每一电子层最多容纳2n2个电子。(3)最外层电子数不超过8个(K层2个）。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。请大家注意“不超过”的含义，灵活运用。布置作业画出1~20号元素的原子结构示意图。板书设计第一单元核外电子排布与周期律原子核外电子的排布1.核外电子是分层排布：按照电子能量的高低,由里向外排列。2.电子层:科学上根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，将能量不同的电子运动区域称为电子层.通常用字母表示（空间层次由里向外，电子能量由低到高)3。核外电子排布的一般规律：（1)电子在原子核外排布时,总是尽量先排布在离核最近（能量最低）的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量高的电子层。即最先排布K层,当K层排满后，再排L层……(2）每一电子层,最多填充的电子数为2n2个（n为电子层序数）。（3）最外层电子数不超过8个(K层不超过2个)。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。活动与探究核外电子排布的一般规律步骤学生活动教