高中化学《原子结构》教案11 鲁科版必修2文档格式.docx
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4.通过“未来的能源----核聚变能”,引导他们关注与化学有关的热点问题,形成可持续发展的思想。
三．教学重点、难点
（一）知识上重点、难点：
构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。
（二）方法上重点、难点：
培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。
四．教学准备
（一）学生准备：
上网查阅，
C在考古上的应用；
核素、同位素在生产和生活中的应用。
搜集有关原子结构模型的资料。
（二）教师准备：
教学媒体、课件、相关资料。
五．教学方法
问题推进法、讨论法。
六．课时安排
2课时
七．教学过程
第1课时
【提问】化学变化中的最小微粒是什么?
【学生回答】原子是化学变化中的最小微粒。
【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。
【点评】开头简洁，直截了当，由初中相关知识提出问题，过渡到原子结构的学习。
【板书】第一节原子结构
【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。
同种原子的性质和质量都相同。
那么原子能不能再分？
原子又是如何构成的呢?
【学生思考、回答】
【媒体显示】利用Flash动画演示卢瑟福的粒子散射实验
1.实验示意图
2.现象：
【观察、思考】在教师引导下，学生思考下列问题：
（1）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？
（2）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？
（3）极少数的粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？
【讨论】学生分组讨论：
根据粒子散射的实验现象，学生提出自己的原子结构模型。
并由代表发言。
【归纳、小结】3.卢瑟福的原子核式模型
原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；
带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。
【点评】通过卢瑟福的粒子散射实验的介绍,由学生提出自己的原子结构模型，使学生实现一种科学探究的体验；
了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程,培养他们的科学态度和科学精神。
学会一种方法：
通过粒子撞击实验，研究微观世界的规律，使人类获得了一种崭新的研究方法。
认识一个规律：
从实践到认识，再实践、再认识……是人类认识发展的必然规律。
【质疑】我们已经知道原子由原子核和核外电子构成。
那么，原子核的内部结构又是怎样的？
电子在核外空间的运动状态又是怎样的呢?
【板书】一.原子核核素
1.原子核的构成，
【媒体显示】原子结构示意图
【学生阅读】
构成原子的微粒--------电子、质子和中子的基本数据：
微粒
质子
中子
质量（kg）
9.109×
10－31
1.673×
10－27
1.675×
相对质量
0.005484
1.007
1.008
电量（C）
1.602×
10－19
电荷
-1
+1
【思考、讨论并提问】
请根据表中所列数据讨论:
1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？
为什么？
2.原子的质量主要由哪些微粒决定？
3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系?
【教师引导学生小结】
1、数量关系：
核内质子数＝核外电子数
2、电性关系：
原子核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
阳离子核内质子数＞核外电子数
阴离子核内质子数＜核外电子数
3、质量关系：
质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
【归纳小结】
如果用
X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为:
质子Z个
中子（A-Z）个
核外电子
原子
X
Z个
【迁移与应用】
1.在科学研究中，人们常用
Cl符号表示某种原子，请你谈谈图中符号和数字的含义。
2.某二价阳离子含有10个电子,12个中子,求质量数。
3.元素R的一个原子，质量数为a，其阴离子Rn-有b个电子，求中子数。
【回顾】元素的种类是由原子核内的质子数决定的。
元素是具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。
【质疑】同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢?
【媒体显示】三种不同的氢原子
【比较】三种氢原子结构的异同。
【质疑】它们是不是同一种元素？
【板书】2.核素
核素：
人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
同位素：
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
【迁移与应用】1．请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。
2．请你描述元素、核素、同位素间的关系.
【媒体显示】元素、核素、同位素三者之间的关系：
元素
核素1
…
核素n
同位素
【拓展与提高】
1．
下列各组物质中，互为同位素的是
（A）O2、、O3、O4（B）H2、D2、T2
（C）H2O、D2O、T2O（D）
Ca和
Ca
2．下列说法正确的是
（A）同种元素的质子数必定相同
（B）不同元素原子的质量数必定不同
（C）原子核都是由质子和中子构成的
（D）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素
【交流与研讨】
生物体在生命存续期间保留的一种碳原子----碳-14（
C）会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量，可以推断出它的存在年代。
根据课本内容与网上资料：
阐述
C在考古上的应用；
列举核素、同位素在生产和生活中的应用。
【点评】通过上网搜集资料，然后分组讨论，让学生参与学习，以达到提高学生学习的积极性，激发学生学习热情的目的。
【简介】
1．放射性同位素用于疾病的诊断
2．放射性同位素用于疾病的治疗
3．未来的能添一一一核聚变能
【点评】本节教材采用问题推进法进行教学，引导学生发现问题、提出问题以激发学生思考，然后，通过看书、研讨、交流等多种方式，寻求问题的解决，探讨问题的结果。
培养解决问题的能力。
第二课时
【复习提问】
1.构成原子的粒子有哪些,它们之间有何关系?
2.为什么原子不显电性?
....
3.为什么说原子的质量主要集中原子核上?
【引言】我们已经知道，原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。
在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢?
【点评】通过对上节课内容的复习，过渡到新课的引入；
由新的问题的提出，给出将要学习的内容，创设一种探究学习的氛围。
【板书】二、核外电子排布
【讲述】电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征:
（1）质量很小（9.109×
10-31kg）；
（2）带负电荷；
（3）运动空间范围小（直径约10-10m）;
（4）运动速度快（接近光速）。
因此，电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同一一它没有确定的轨道。
【质疑】我们如何去描述核外电子的运动呢?
【交流与研讨】根据课前搜集的有关资料：
讨论电子在原子核外是怎样运动的?
【简介】原子结构模型的演变
1.道尔顿原子结构模型：
2.汤姆逊原子结构模型:
3.卢瑟福原子有核模型4.玻尔原子结构模型:
【点评】通过原子模型的历史回顾,让学生体验假说、模型在科学研究中不可替代的作用;
尝试运用假说、模型的科学研究方法。
【阅读与讨论】学生阅读课本第六页第三自然段，分小组讨论核外电子排布的有哪些规律？
并派代表回答。
【归纳并板书】
核外电子排布的规律:
1.电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布；
2.每层最多容纳的电子数为2n2（n代表电子层数）；
3.电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等。
4．最外层电子数则不超过8个（第一层为最外层时,电子数不超过2个）。
【讨论】电子与原子核距离远近、能量高低有何关系？
【板书】
电子层1234n
电子层符号KLMN……
离核距离近远
电子的能量低高
最多能容纳的电子数2818322n2
【媒体显示并讲述】尝试运用上述规律,排出钠原子核外的电子，并用原子结构示意图加以表示。
电子层
电子层上的
电子数
核电荷数
【试一试】完成下表，看看谁较快。
元素名称
元素符号
各层电子数
K
L
M
1
氢
H
2
氦
He
3
锂
Li
4
铍
Be
5
硼
B
6
碳
C
7
氮
N
8
氧
O
9
氟
F
10
氖
Ne
11
钠
Na
12
镁
Mg
13
铝
Al
14
硅
Si
15
磷
P
16
硫
S
17
氯
Cl
18
氩
Ar
【媒体显示】
核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图
HHe
LiBeBCNOFNe
NaMgAlSipSClAr
1.下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?
2.下列微粒结构示意图是否正确？
如有错误，指出错误的原因。
【点评】通过上述应用，使学生加深对核外电子排布的规律的认识，对容易出现的错误，让学生自我发现，以加深印象。
【阅读、思考、交流】学生阅读教材第七页，思考、交流下列三个问题：
1.元素的化学性质与原子的最外层电子排布有什么关系?
金属钠、金属镁在化学反应中常表现出还原性，而氧气、氯气在化学反应中常表现出氧化性，你能用原子结构的知识对这一事实进行解释吗?
2.金属元素原子最外层电子数非金属元素原子最外层电子数一般是多少?
3.元素的化合价的数值，与原子的电子层结构特别是最外层电子数有什么关系?
【点评】通过上述交流与讨论，让学生认识元素的性质与原子结构的内在联系,初步了解元素性质的变化规律。
为后阶段学习元素周期律、元素周期表打下基础。
【概括与整合】
构成原子的各种微粒之间的关系及相关知识如下图所示。
原子中各微粒间的数量关系、电性关系、
质量关系
原子核（质子、中子）核素、同位素的含义
元素与原子的关系
原子结构
核外电子排布规律
核外电子
核外电子排布与元素性质间的关系
1．质子、中子、核外电子从不同角度描述了元素或原子的某些性质和特点，试填下表说明质子、中子、核外电子数目的多少分别决定着什么？
微粒或微粒组合
决定属性
决定元素的种类
质子和中子
质子和电子
2．现有微粒结构示意图，试填表，当n取不同值时相对应的微粒名称和微粒符号。
n值
微粒名称
微粒符号
【作业】书后练习1、2题
【点评】本节教材主要采用的是讨论法教学，在整个教学活动中始终注意学生学习的主动性，突出自主与合作的学习方式，充分调动了学生学习的积极性。
2019-2020年高中化学《原子结构》教案12新人教版选修3
[复习]能层、能级、构造原理等上节课内容。
[过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习第四部分。
[板书]四、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理—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。
[讨论]节日五颜六色的焰火是否是化学变化？
若不是化学变化，与电子存在什么关系？
（参阅课本）。
[讲解]节日焰火与核外电子发生跃迁有关。
[板书]2、
基态—处于最低能量的原子。
激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
[讲解]各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。
钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；
处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。
由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。
碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。
[投影]图1-4激光的产生与电子跃迁有关
[转折]同学们都听说过“光谱”一词，什么是光谱呢？
[板书]3、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱
[讲述]资料：
1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来的帜热其他的光谱。
他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。
日蚀后，他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。
1868年10月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。
经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为helium，来自希腊文helios（太阳），元素符号定为He。
这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。
为了纪念这件事，当时铸造一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳神阿波罗（Apollo）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：
1868年8月18日太阳突出物分析。
[投影]图1-5图1-6
[板书]4、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。
[阅读]科学史话—玻尔与光谱。
体会“类比”是一种科学思维方法；
体会理论对实验的指导意义。
[板书]五、电子云与原子轨道
[设问]原子核外电子是如何运动的呢？
[讲述]20世纪处，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系，提出了原子的行星模型。
认为核外电子象行星绕太阳那样绕原子核运动。
1916年玻尔因此获得诺贝尔物理奖。
然而，在后来的十年间，玻尔建立的行星模型被量子理论学彻底否定了。
[提问]核外电子的质量、运动速率、运动空间（学生回答）。
[讲解]既然电子有不同于宏观物体的特征，其运动也与宏观物体不同。
只能通过确定它在原子核外各处出现的概率，而无法确定某个时刻处于原子核外空间核处。
[板书]1、电子运动特点：
[投影]图1-101s电子在原子核外出现的概率分布图
[阅读]资料卡片，理解概率的含义。
[讲解]对于图1-10可以这样理解：
手持一架虚拟的高速照相机拍摄电子，电子每出现一次，拍的一张照片，拍成千上万张，然后将照片叠加在一起得到的图象。
[板书]2、电子云-由此得到的概率分布图看起来象云雾一样，形象的称为电子云。
[投影]图1-11电子云轮廓图的制作过程：
[讲解]最后的图为电子云轮廓图，图内电子出现几率为90%，人们将这种电子云轮廓图称为电子轨道。
注意电子轨道是一空间区域。
[投影]图1-12s能级的原子轨道：
[问题]s电子轨道都是球形的（原子核位于球心），能层序数越大，原子轨道的半径越大。
[讲解]这是因为1s、2s、3s电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的几率增大，电子云越来越向更大的空间扩展。
举例神州5号。
[投影]p能级原子轨道图
[讲解]P原子轨道是纺锤形，每个p能级有三个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz为符号，而且，p原子轨道的半径也随n值增大而增大。
[板书]3、s电子轨道都是球形；
P原子轨道是纺锤形分别以px、py、pz为符号。
[科学探索]以第二周期电子排布为例，探索电子排布规律。
[汇报]S原子轨道最多能容纳2个电子；
p原子轨道最多能容纳6个电子；
d原子轨道最多能容纳10个电子。
[讲解]量子力学告诉我们，ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道；
nd能级各有5轨道；
nf能级各有7个轨道………，每个轨道最多可容纳2个电子。
[思考]各能级最多容纳的电子数是多少？
如何从能级角度推导每一层最多容纳的电子数？
[板书]4、一个原子轨道可用一个□表示，如O：
5、两个规律：
泡利不相容原理：
一个原子轨道里最多容纳两个电子，且自旋方向相反。
洪特规则：
当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先占据一个轨道，而且自旋方向相同。
[小结]略。
[课堂练习]
1、关于光谱分析，下列说法错误的是：
A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的特征谱线
B、光谱分析不能用连续光谱
C、光谱分析既可以用线状谱也可以用吸收光谱
D、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成
2、在太阳的光谱中有许多暗线，这表明
A、太阳内部含有这些暗线所对应的元素
B、太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素
C、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素
D、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素
参考答案：
1、D2、D
[作业]P135、6、7、8
[板书计划]
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱
2、
3、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱
4、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。
五、电子云与原子轨道
1、电子运动特点：
2、电子云-由此得到的概率分布图看起来象云雾一样，形象的称为电子云。
3、s电子轨道都是球形；
4、一个原子轨道可用一个□表示，如O：
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