高中化学必修一教案-1.3　人类对原子结构的认识1-苏教版

第三单元 人类对原子结构的认识 学情分析： 在初中《科学》中，学生已经初步了解原子结构模型的演变历史，知道原子是由原子核 和核外电子构成的，知道原子核是由质子和中子构成的，初步了解质子、中子、电子的质量、 电性关系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的应用。核外电子的排布规律和原子结 构示意图的书写在《科学》教材中未涉及，但在初高中衔接教育中已作初步讲解，学生基本 可以写出 1~18 号元素的原子结构示意图。 教材分析： 本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。在前两个单元中，学生已经认识到了 化学世界物质的精彩纷呈，了解到了研究物质的实验方法的多样性。在有这些知识的基础上， 通过本单元的学习，将学生从宏观的物质世界带入化学的微观世界。在本单元中主要介绍原 子结构模型的演变和原子的构成等内容，再在《化学 2》中系统学习原子核外电子排布和元 素周期表的知识。 一、学习目标 1.了解原子由原子核和核外电子构成，认识原子组成的符号。 2.培养学生观察能力、分析综合能力和抽象思维能力。 3.世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点的教育。 4．了解电子式的书写 二、教学重、难点 原子核的组成，原子结构示意图 三、教学过程 一、原子结构示意图演化史 【活动设计】微课介绍 从卢瑟福的核式模型，我们充分认识了原子核的结构，由原子核我们认识了核素、同位素， 那么核外电子又是如何运动的呢？真的像卢瑟福所说的：电子随意地绕核作高速运转吗？ 【讲述】不是的。卢瑟福的学生玻尔和奥地利物理学家薛定谔在进一步的实验和理论研究基 础上，又分别在 913 年提出了轨道模型，在 1926 年提出了电子云模型。他们都认为，电子 在核外是按一定的规律排布的。 【板书】 二．原子核外电子排布 1 原子结构 (2)表示方法：原子结构示意图 如 O: ________________；Mg：________________。 2．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系 (1)化学反应的特点：________不发生变化，但____________可能发生变化。 (2)化合价和核外电子排布的关系： ①活泼金属在反应中，一般______电子，表现______化合价。 ②活泼非金属在反应中，一般______电子，表现______化合价。 3．核外电子分层排布规则：(1)在含有多个电子的原子中，电子能量不同，能量低的电 子通常在离核较近的区域运动，能量高的电子通常在离核较远的区域运动；(2)根据电子的 能量差别和通常运动的区域离核远近不同，把电子通常运动的不同区域看成不同的电子层， 由里向外，依次为 K、L、M、N、O、P、Q 等；(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子 层，然后由里向外，依次进入能量较高的电子层中；(4)最外层电子数不超过 8(K 层为最外 层不超过 2)，次外层不超过 18，倒数第三层不超过 32。 【学以致用】 3．活泼金属钠、镁、铝可与活泼非金属氟、氧形成氟化物 NaF、MgF2、AlF3 和氧化物 Na2O、MgO、Al2O3。钠、镁、氟、氧的原子核外电子分层排布的示意图如图所示： 请说明下述过程中原子核外最外层电子的变化情况。 Na＋F―→NaF Mg＋2F―→MgF2 Al＋3F―→AlF3 2Na＋O―→Na2O Mg＋O―→MgO 2Al＋3O―→Al2O3 【讲述】通常我们用原子结构示意图形象地表示原子的核外电子排布，比如： 【讲述】请同学们写出下列 6 种原子的结构示意图。 Ne O Na Ar Mg S He Ne Ar 【投影】 【提问】从原子结构示意图中，你能发现核外电子的排布具有怎样的规律？ 【学生】原子核外电子是分层排布的，其中第一层最多只能排 2 个电子，第二层最多只能排 8 个电子，最外层不超过 8 个电子。 [提问]稀有气体（He、Ne、Ar 等）的原子结构与此其性质有什么联系？ [归纳]稀有气体的最外层均达到 8 个电子（氦为 2 个）的稳定结构，稀有气体的性质稳定。 [讲述]通常，我们把最外层 8 个电子(只有 K 层时为 2 个电子)的结构，称为相对稳定结构。 如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。 [板书]2.稳定结构：最外层均达到 8 电子（或 2 电子，只有一层）。 [问题解决]在通常情况下，稀有气体由于原子核外电子排布达到稳定结构，很难与其它物质 发生化学反应。将 Mg2+、O2-的核外电子排布与氖原子的核外电子排布情况比较，从中你能得 出什么结论？ [归纳]（1）离子的核外电子数均和 Ne 原子核外电子数相同； （2）阳离子的正电荷数即为其失去的电子数，阴离子的负电荷数即为其得到的电子数； （3）金属元素原子最外层电子数一般少于 4 个，易失去电子，带正电荷，显正价；而非金 属元素原子最外层一般多于 4 个电子，易得到电子，带负电荷，显负价。 [问题解决] 1、金属 Na、Mg 能分别与非金属 O2、Cl2 反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯 化物的化学式。 化学式分别为：Na2O、NaCl、MgO、MgCl2。 2、根据 Na、Mg、O、Cl 原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目， 推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填表。 元素 化合价 原子最外层电子数目 失去（或得到）电子的数目 Na +1 1 1 Mg +2 2 2 O -2 6 2 Cl -1 7 1 [小结] Na、Mg 原子最外层分别有 1 个、2 个电子，失去最外层电子后形成 8 电子稳定结构， 呈现+1、+2 价；O、Cl 原子最外层分别有 6 个、7 个电子，得电子后形成 8 电子稳定结构， 呈现-2、-1 价。 [板书]3.元素化合价与原子核外电子数的关系 【学生】在化学反应过程中，原子的最外层电子数发生变化，而原子核不发生变化。元素的 化学性质主要取决于最外层电子数。 【学生】像镁原子这样的最外层电子数较少的，较易失电子，像氧原子这样的最外层电子数 较多的，较易得电子，从而形成稳定的电子层结构。 【板书】 最外层电子数 典型金属 ＜4 易失电子 正价 典型非金属 ＞4 易得电子 负价 【过渡】除了用原子结构示意图来表示外，还可以用电子式 1、 原子电子式： 用“·”或“×”把最外层电子表示出来 2、 简单阳离子 ：离子符号本身 3、 阴离子：一般最外层是 2 或 8 个电子的稳定结构,用“·”或“×”把最外层电 子 表示出来，并用“【 】”将其括起来,并在右上角标明所带的负电荷数 写出下列微粒的电子式 【练习】 H Na Cl H+ Na+ Mg2+ Cl － O2－ 【讲述】随着科学技术的发展，人类对于原子结构的认识还在不断地深入，谁也不知道物质 世界的至小尽头会在何处？这个谜底正等待着在座的各位同学去揭开，也许你就是未来的诺 贝尔奖获得者。 【活动设计】视频介绍 [板书设计] 一、原子结构模型的演变 原子学说→原子结构→带核原子结构→原子核外的电子的运动 道尔顿 汤姆生 卢瑟福 玻尔 二、原子核外电子的分层排布 1.原子结构示意图。 2.稳定结构：最外层均达到 8 电子（或 2 电子，只有一层）。 3.元素化合价与原子核外电子数的关系 金属元素易失电子，显正价，其化合价等于最外层电子数；非金属元素易得电子，显负价， 其负化合价的绝对值等于 8 减去最外层电子数。 三电子式的书写 1、 原子电子式： 用“·”或“×”把最外层电子表示出来 2、 简单阳离子 ：离子符号本身 3、 阴离子：一般最外层是 2 或 8 个电子的稳定结构,用“·”或“×”把最外层电 子 表示出来，并用“【 】”将其括起来,并在右上角标明所带的负电荷数 写出下列微粒的电子式