教案[识图]读第一章章图[讲] 人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型1、公元前400多年前,希腊哲学家德谟克利特等人的观点:物质由原子构成,且原子是不可分的微粒;原子的结合和分离是万物变化的根本。
2、19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子说;物质由原子组成,且原子为实心球体,不能用物理方法分割;同种分子的质量和性质相同3、1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,提出原子结构的“葡萄干布丁”模型:原子是一个平均分布着正电荷的粒子,电子镶嵌其中并中和正电荷,使原子呈电中性,原子是可以再分的4、卢瑟福原子模型:原子由原子核和核外电子组成。
原子核带正电荷,位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量,电子带负电荷,在原子核周围空间作高速运动。
5、波尔原子模型:电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动6、原子结构的量子力学模型(电子云模型):现代原子结构学说:现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动,即运用电子云模型描述核外电子的运动。
[问]宇宙什么是时候诞生的?我们的地球从那里来?[板书]第一节 原子结构一、开天辟地—原子的诞生[投影]宇宙大爆炸图片:[讲]1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。
大爆炸后两小时,诞生了大量的H 、少量的He 及极少量的Li ,然后经过长或短的发展过程,以上元素发生原子核的熔合反应,分期分批的合成了其它元素。
物质的组成与结物质的性质与变决定原性论与炼丹元素组成与原子结构第一章 分子组成与分子结第二章 晶体结构第三章元素性质 分子性质 晶体性质决定 决定 决定教案1410621062622能级最多电子数74f 54d34p 53d 1813s M812s L322能层最多电子数1331原子轨道数4s 3p 2p 1s 能级符号NK能层各能层、能级中最多电子数:最多电子数=原子轨道数×21s<2s<3s<4s<5s …能量:ns<np<nd<nf …能量:2p<3p<4p<5p<6p …各能层最多电子数=2(能层序数)2[思考]钾原子的电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9?[板书]三、构造原理[投影]图1-2构造原理:[讲]在多电子原子中,电子在能级上的排布顺序:电子最先排布在能量低的能级上,然后依次排布在能量较高的能级上。
电子的排布遵循构造原理[板书]1.构造原理:绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……[讲]构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。
从中可以看出,不同能层的能级有交错现象,如E (3d)>E (4s)、E (4d)>E (5s)、E (5d)>E (6s)、E (6d)>E (7s)、E (4f)>E (5p)、E (4f)>E (6s)等。
[板书]2、能级交错现象(从第3电子层开始):是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。
电子先填最外层的ns ,后填次外层的(n-1)d ,甚至填入倒数第三层的(n-2)f 的规律叫做“能级交错”Cu:[Ar]3d104s1Ag[Kr] 4d105s1Au[Xe] 5d106s1,如Cu根据构造原理先排4s再排3d,实际上采取了3d全充满,4s半充满的状态。
[板书] 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。
[投影]相对稳定的状态有:全充满:p6,d10,f14。
全空:p0,d0,f0。
半充满:d5,f7。
[思考与交流]元素周期表中钠的电子排布写成[Ne]3s1,[]是什么意义?模仿写出8号、14号、26元素简化的电子排布式?[]稀有气体结构,O:[He]2s22p4Si:[Ne] 3s23p2Fe:[Ar] 3d64s2。
[讲]上式方括号里的符号的意义是:该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构[板书]5、基态原子核外电子排布可简化为:[稀有气体元素符号]+外围电子(价电子、最外层电子)[讲]即将基态电子的原子排布式中与稀有气体相同的部分用该稀有气体的元素符号表示。
[投影小结]构造原理中排布顺序的实质------各能级的能量高低顺序1)相同能层的不同能级的能量高低顺序:ns<np<nd<nf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序:1s<2s<3s<4s;2p<3p<4p; 3d<4d3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns < (n-2)f < (n-1)d < np (n为能层序数)[随堂练习]写出17Cl(氯)、21Sc(钪)、35Br(溴)的电子排布氯:1s22s22p63s23p5钪:1s22s22p63s23p63d14s2溴:1s22s22p63s23p63d104s24p5[知识拓展]原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳电子数的解释:1、依据:构造原理中的排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序可由公式得出:ns < (n-2)f < (n-1)d < np2、解释:(1) 最外层由ns,np组成,电子数不大于2+6=8(2) 次外层由(n-1)s(n-1)p(n-1)d组成,所容纳的电子数不大于2+6+10=18(3) 倒数第三层由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f组成,电子数不大于2+6+10+14=32[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、基态与激发态、光谱[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] 节日焰火与核外电子发生跃迁有关[板书]1、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。
基态与激发态的关系:[讲]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[问]同学们都听说过“光谱”一词,什么是光谱呢?[板书]2、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]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]发射光谱与吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱特征:暗背景,亮线,线状不连续特征:亮背景,暗线,线状不连续[讲]原子光谱可分为发射光谱和吸收光谱[板书]3、原子光谱的分类:(1)物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱(2)吸收光谱[讲]发射光谱:处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射,将多余的能量发射出去形成的光谱。
大量处于激发态的原子会发出各不相同的谱线组成了氢原子光谱的全部谱线,由于产生的情况不同,发射光谱又可分为连续光谱和明线光谱[讲]处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态,形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。
[讲]光谱分为连续光谱和线状光谱,氢原子光谱为线状光谱。
线状光谱--具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱(上图)。
连续光谱--由各种波长的光所组成,且相近的波长差别极小而不能分辨所得的光谱.如阳光形成的光谱[投影][投影][讲]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氢发射光谱氢吸收光谱钠吸收光谱锂发射光谱锂吸收光谱板书]3、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。
意义。
[随堂练习]1、同一原子的基态和激发态相比较()A、基态时的能量比激发态时高B、基态时比较稳定C、基态时的能量比激发态时低D、激发态时比较稳定2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是()A、钢铁长期使用后生锈B、节日里燃放的焰火C、金属导线可以导电D、夜空中的激光3、当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时,下列说法正确的是A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态C.碳原子要从外界环境中吸收能量 D.碳原子要向外界环境释放能量4、请根据构造原理,写出下列基态原子的电子排布式(1)N (2)Ne(3)Br (4)Ca5、若某基态原子的外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是A.该元素基态原子中共有3个电子 B.该元素原子核外有5个电子层C.该元素原子最外层共有3个电子D.该元素原子M能层共有8个电子6、某元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1,则该元素基态原子的电子排布式为;元素符号为。
7、根据构造原理写出11、16、36号元素的基态的电子排布教学回顾:本节课的设计,为了避免枯燥,采用了探究性学习方法,由浅入深,步步引入,在旧知识的基础上发现新的问题,在师生的共同努力下分析问题、大胆猜测,到最终将问题解决。
问题解决后,引出了新的知识,教师适时对新知识进行分析和讲解。
随后,经过思考与交流,学生对于新知识的认识更进一步,由感性认识上教案教学过程教学步骤、内容[设问]原子核外电子是如何运动的呢?[讲]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。