专题1 微观结构与物质的多样性第一单元第一课时 原子核外电子的排布整体设计三维目标 1.知识与技能了解元素原子核外电子排布的基本规律,能用原子(离子)结构示意图表示原子(离子)的核外电子排布;能根据简单的原子(离子)核外电子排布推断其元素种类。
2.过程与方法本课时通过观察、对比、分析等方法得出原子核外电子排布的规律,并通过练习加以巩固。
3.情感态度与价值观通过讨论增强同学们的合作精神,在学习活动中加强学生的观察、分析和思考能力。
教学重点元素原子核外电子排布的表示方法及规律。
教学难点元素原子核外电子排布的规律、离子的核外电子排布的特点。
教学过程知识回顾我们已经学习过原子的结构,即原子是带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的,电子在核外围绕原子做高速运动。
原子核又由核内带正电的质子和不带电的中子构成。
一个原子可以表示为X AZ 的形式。
【提问】1.请说出在X AZ 这个表达式中各字母的含义。
2.说出字母间存在的数量关系。
3.请说出X AZ 表达的含义。
[回答]1.X 表示元素符号;A 表示质量数;Z 表示质子数。
2.等式关系(1)Z=质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数(2)A=质子数+中子数3.表示一个质子数为Z ,中子数为(A-Z )的X 元素的原子。
导入新课[分析]从微观角度看世界,物质是由原子、离子、分子甚至更小的微粒构成的。
【提问】如果已知该微粒是一个带B 个电荷的离子(B 为正值表示带正电荷的阳离子,B 为负值表示带负电荷的阴离子),用B AZ X 表示该离子,则该离子的核外电子数是否还是Z ?[结论]不是。
原子失去电子转变为阳离子,原子得到电子转变为阴离子,质子数不变,核外电子数目改变。
[评价]学生的回答还有一种可能就是还为Z 。
究其原因是学生没有搞清楚由原子变成离子是有电子的得到和失去的。
搞清楚这个问题也可以为下面的离子核外电子排布的学习打好基础。
[练习] 请计算11Na +、16S 2-的核外电子数分别为多少? [解答]11Na +、16S 2-的核外电子数分别为10、18。
【提问】请同学们根据刚才的计算方法总结出离子核外电子数与质子数、离子所带电荷数之间的数量关系。
[讨论]等式关系对一个表达式为BAZ X 的离子,离子的核外电子数=Z-B [小结]微粒B AZ X 中存在的等式关系:(1)对于原子:Z=质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数 (2)质量数A=质子数+中子数(3)对于离子:Z=质子数=核电荷数=原子的核外电子数+离子所带电荷数(连同符号) (4)离子的核外电子数=Z-B 推进新课[设问]氢原子核内一个质子,核外一个电子,原子结构示意图表达为。
而对于含多个核外电子的原子,他们的核外电子是如何排布的呢?原子结构示意图如何书写? [展示]1—18号元素原子结构示意图[结论]原子结构示意图展示了原子的核电荷数以及核外电子的排布。
通过观察我们可以认识到原子核外电子是分层排布的,各电子层容纳的电子数各不相同。
下面我们就来具体了解核外电子的排布。
一、电子层的划分和电子层能量的高低判断[分析]人们把核外电子运动的不同区域看作不同的电子层,按由内到外的顺序编号n(1、2、3、4、5、6、7),用字母表示分别为K,L,M,N,O,P,Q。
其中离核近的电子层中运动的电子能量较低,离核远的电子层中运动的电子能量较高。
例如:钠原子核外有11个电子,它们分三层排布,分别处于核外K、L、M电子层中,最外层M层的1个电子能量最高。
[小结] 电子层 1 2 3 4 n电子层符号K L M N ……离核距离近远电子的能量低高[观察、讨论]观察分析教材表1-1,稀有气体元素的原子核外电子排布,注意稀有气体原子的核外电子均达到饱和结构,试着分析、讨论以下问题。
1.稀有气体元素的原子核外电子层K、L、M、N层最多能容纳的电子数分别为多少?2.观察电子层序数与各层最多能够容纳的电子数,找出它们之间的数学关系。
3.各稀有气体原子最外层电子数分别为多少?次外层电子数最多为多少?思考元素原子核外电子排布中最外层、次外层能够容纳电子数的规律。
[结论]1.稀有气体元素原子核外电子层K、L、M、N层最多能容纳电子数分别为2、8、18、32。
2.电子层:K L M Nn: 1 2 3 4最多容纳电子数: 2 8 18 322×1 2×4 2×9 2×162×122×222×322×42故:原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2。
3.最外电子层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时最多容纳2个电子);次外层电子数不超过18个,一般为2、8或18个。
[错误设想]学生有可能在理解电子层序数与各层最多能够容纳的电子数间的数学关系上存在问题。
在元素原子核外电子排布中最外层、次外层能够容纳电子数的规律上也有难度。
特别是K的核外电子排布。
二、原子核外电子排布规律[分析]根据同学们对问题的讨论和回答,我们可以总结出元素原子核外电子的排布具有一定的规律。
[总结]原子核外电子排布规律:(1)核外电子排布时,按能量由低到高排布,先排满内层,再依次排向外层。
(2)第n电子层最多容纳电子数为2n2个。
(3)最外层电子数≤8个(K层为最外层时最多容纳2个电子);次外层电子数≤18个(一般K层为2个、其他为8或18个)。
三、离子核外电子的排布特点【提问】离子核外电子排布与原子相比在电子层数、最外层电子数方面有什么异同,存在什么特点?[回答]金属元素原子失去最外层电子,电子层数减少一层,形成阳离子后,最外层达到稳定结构。
非金属元素原子得到电子形成阴离子,电子层数不发生变化,最外层电子数达到稳定结构。
[总结]离子的最外层电子数均达到饱和结构。
阳离子失去原最外层电子,电子层数减少1层;阴离子得到电子,电子层数不变。
[知识拓展](1)最外层电子数为1的不一定都是金属(2)稀有气体元素原子最外层电子数不一定都是8个(如He)(3)原子最外层电子数为2的不一定都位于同一列2.某-2价阴离子的核外共有36个电子,其质量数为79,则其核内的中子数为A.39B.41C.43D.45[解析]该离子是其原子得两电子形成的,根据离子的核外电子数=Z-B,可知该元素核电荷数=质子数=36+(-2)=34,故而中子数=A-Z=79-34=45。
答案为D。
3.A+、B2+、C-、D2-为四种常见元素的离子,具有相同的电子层结构,请按它们的核电荷数的大小排序。
[解析]根据阴阳离子的形成原理和核外电子排布特点,可知A、B原子具有的电子数包括电子层数均大于C 、D原子。
答案:B>A>C>D。
课堂小结本节课要求大家熟悉1—18号元素原子的核外电子排布,了解原子、离子核外电子排布的简单规律。
板书设计 原子核外电子排布一、基础知识微粒B AZ X 中存在的等式关系:(1)Z=质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数 (2)A=质子数+中子数 (3)离子的核外电子数=Z-B 二、原子核外电子排布规律电子层 1 2 3 4 n 电子层符号 K L M N …… 离核距离 近远 电子的能量 低高(1)核外电子排布时,按能量由低到高排布 (2)第n 电子层最多容纳电子数为2n 2个 (3)最外层电子数≤8个;次外层电子数≤18个教学反思在《化学1》中,学生已经学过原子结构的初步知识,知道原子是由原子核和核外电子构成的,绝大多数原子的原子核又是由质子和中子构成的。
本节课的重点在于在已学知识的基础上,通过观察、对比,在老师的引导下得出原子(离子)核外电子排布的规律,并指导解决一定的相关问题。
在教学中要把学习的时间、空间留给学生,通过几个阶梯性问题的设置指导学生思考、讨论得出规律,而不是把规律强行灌输,使其死记硬背,生搬硬套。
从离子形成的原理来发现离子核外电子排布与原子核外电子排布的异同之处,各自具有的特点及简单规律属于一个难点。
但是通过几个简单原子及其对应离子的原子(离子)结构示意图的书写对比,在老师的指导下通过观察思考是不难得出答案的。
然而这部分内容可以简单介绍,不必刻意增加难度。
第二课时元素周期律(一)教学设计(一)整体设计三维目标1.知识与技能(1)认识元素周期律,了解原子核外电子排布、元素原子半径、元素主要化合价的周期性变化;(2)了解元素主要化合价与元素原子核外电子排布之间的等式关系。
2.过程与方法(1)利用原子核外电子排布、原子半径、元素主要化合价的周期性变化,学习归纳思维方法。
(2)在学习过程中学习数据分析、制作图表、信息加工和处理的方法。
3.情感态度与价值观通过自主探究、交流讨论等活动,增强学生的学习兴趣和学习信心,培养学生的合作精神。
教学重点原子核外电排布、元素原子半径、元素主要化合价的周期性变化规律。
教学难点原子半径大小的比较。
教学过程知识回顾上节课我们学习了原子核外电子排布及规律。
同学们应熟练掌握1—18号元素原子核外电子排布的情况,能够熟练书写1—18号元素原子结构示意图。
理解阴、阳离子的形成原理,能够书写常见简单阴、阳离子的离子结构示意图。
导入新课[分析]从1—18号元素原子的核外电子排布我们可以看到原子核外电子的排布不仅符合上述规则,而且似乎具有一定的规律。
这节课我们就将在上节课的基础上学习元素周期律。
一、原子核外电子排布的周期性变化【问题1】观察教材图1-2,1—18号元素原子核外电子排布,如果从横向、纵向的角度观察,元素原子核外电子的排布有什么规律?你能发现随着元素核电荷数的递增,元素原子核外电子的排布呈什么样的变化规律吗?[结论]1.横向观察:同一行的元素原子电子层数相同,从左到右最外层电子数逐一递增至2或8(饱和结构)。
2.纵向观察:同一列的元素原子最外层电子数相同(稀有气体除外),从上到下电子层数逐一递增。
3.随着元素核电荷数的递增,元素原子核外电子的排布呈周期性的变化规律,即重复出现同样变化。
【问题2】观察教材图1-3,核电荷数为1—18的元素原子最外层电子数,请说出随着核电荷数的递增,元素原子最外层电子的排布呈现了怎样的周期性变化?[课件展示][结论]1、2号元素最外层电子数由1增加到2,3—10号元素和11—18号元素原子最外层电子数则重复出现由1逐一递增至8的变化。
[分析]2号He,10号Ne,18号Ar都是稀有气体元素,它们的原子最外层电子数尽管不都为8,但是都达到了饱和结构。
【问题3】请同学再次总结一下,1—18号元素原子核外电子排布的周期性变化。
[回答]随着核电荷数的递增,元素原子最外层电子的排布呈现周期性的变化。
变化的内容为:每隔一定数目,元素原子最外层电子数重复出现由1到饱和结构(2或8)递增的变化。