2019-2020年人教版高中化學(xué)必修二 1-2-1 原子核外電子排布 元素周期律（教案）1.doc

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2019-2020年人教版高中化學(xué)必修二 1-2-1 原子核外電子排布 元素周期律（教案）1 教學(xué)目標 知識與技能： 1、引導(dǎo)學(xué)生了解原子核外電子排布規(guī)律，使他們能畫出1-18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖； 2、了解原子的最外層電子排布與元素的原子得、失電子能力和化合價的關(guān)系 3、了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價的周期性變化，認識元素周期律 4、了解元素“位、構(gòu)、性”三者間的關(guān)系，初步學(xué)會運用元素周期表 過程與方法： 1、培養(yǎng)學(xué)生對事物認識的方法：從宏觀到微觀，從特殊到一般 2、通過對元素周期律的探究，培養(yǎng)學(xué)生利用各種圖表(直方圖、折線圖)分析、處理數(shù)據(jù)的能力 情感態(tài)度與價值觀： 1、引導(dǎo)學(xué)生形成正確的物質(zhì)觀 2、學(xué)習(xí)元素周期律，能使學(xué)生初步樹立“由量變到質(zhì)變”、“客觀事物都是相互聯(lián)系和具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)律”、“內(nèi)因是事物變化的依據(jù)”等辯證唯物主義的觀點 教學(xué)重點：原子核外電子的排布規(guī)律、同一周期金屬性、非金屬性變化的規(guī)律 教學(xué)難點：原子核外電子的排布規(guī)律、元素周期律的實質(zhì) 教學(xué)過程： 【引言】我們已學(xué)習(xí)了元素周期表的結(jié)構(gòu)，那么這張表又有何意義呢？我們能否從其中總結(jié)出元素的 某些性質(zhì)規(guī)律，以方便我們應(yīng)用，解決新的問題呢？這就是我們本節(jié)課所要研究的內(nèi)容。 【板書]】第二節(jié) 元素周期律 【教師】元素的性質(zhì)是由組成該元素的原子結(jié)構(gòu)決定的，因此我們討論性質(zhì)之前，必須先來熟悉一下 原子的結(jié)構(gòu)。 【展示】電子層模型示意圖 【講解】原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的，原子核相對于原子很小，即在原子內(nèi)部，原子核外，有一個偌大的空間供電子運動。如果核外只有一個電子，運動情況比較簡單。對于多電子原子來講，電子運動時是否會在原子內(nèi)打架呢？它們有沒有一定的組織性和紀律性呢？下面我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)知識。 【板書】一、原子核外電子的排布 【講解】科學(xué)研究證明，電子的能量是不相同的，它們分別在能量不同區(qū)域內(nèi)運動。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層，分別用n=1、2、3、4、5、6、7來表示從內(nèi)到外的電子層，并分別用符號K、L、M、N、O、P、Q來表示。通常，能量高的電子在離核較遠的區(qū)域運動，能量低的電子在離核較近的區(qū)域運動。這就相當于物理學(xué)中的萬有引力，離引力中心越近，能量越低；越遠，能量越高。 【板書】1、電子層的劃分 電子層（n） 1、 2、3、4、 5、6、7 電子層符號 K、L、M、N、O、P、Q 離核距離 近 遠 能量高低 低 高 【設(shè)疑】由于原子中的電子是處于原子核的引力場中，電子總是盡可能的從內(nèi)層排起當一層充滿后在填充下一層。那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？核外電子的分層排布，有沒有可以遵循的規(guī)律呢？ 【思考】下面請大家分析課本12頁表1-2，根據(jù)原子光譜和理論分析得出的核電荷數(shù)為1-20的元素原子核外電子層排布，看能不能總結(jié)出某些規(guī)律。。 核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號 各層電子數(shù) K L M 1 氫 H 1 2 氦 He 2 3 鋰 Li 2 1 4 鈹 Be 2 2 5 硼 B 2 3 6 碳 C 2 4 7 氮 N 2 5 8 氧 O 2 6 9 氟 F 2 7 10 氖 Ne 2 8 11 鈉 Na 2 8 1 12 鎂 Mg 2 8 2 13 鋁 Al 2 8 3 14 硅 Si 2 8 4 15 磷 P 2 8 5 16 硫 S 2 8 6 17 氯 Cl 2 8 7 18 氬 Ar 2 8 8 【講解并板書】2、核外電子的排布規(guī)律 （1）各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個(n表示電子層) （2）最外層電子數(shù)不超過8個(K層是最外層時，最多不超過2個)；次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。 （3）核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層，然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層才排M層)。 【教師】以上規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地機械套用。知道了原子的核電荷數(shù)和電子層的排布規(guī)律以后，我們就可以畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。如鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖可表示為 ，請大家說出各部分所表示的含義。 電子層 電子層上的電子數(shù) 原子核 核電荷數(shù) 【學(xué)生】圓圈表示原子核，+11表示核電荷數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層電子數(shù)。 【練習(xí)】1、判斷下列示意圖是否正確？為什么？ 【答案】(A、B、C、D均錯)A、B違反了最外層電子數(shù)為8的排布規(guī)律，C的第一電子層上應(yīng)為2個電子，D項不符合次外層電子數(shù)不超過18的排布規(guī)律。 2、根據(jù)核外電子排布規(guī)律，畫出下列元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖。 （1）3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs （2）9F 17Cl 35Br 53I （3）2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe 【提問】請大家分析稀有氣體元素原子電子層排布。稀有氣體的最外層電子數(shù)有什么特點？ 【學(xué)生】除氦為2個外，其余均為8個。 【提問】元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于哪層電子？稀有氣體原名為惰性氣體，為什么？ 【學(xué)生】主要決定于最外層電子數(shù)。因為它們的化學(xué)性質(zhì)懶惰，不活潑，一般不易和其他物質(zhì)發(fā)學(xué)生化學(xué)反應(yīng)。 【教師】我們把以上分析歸納起來，會得出什么結(jié)論呢？ 【學(xué)生】原子最外層電子數(shù)為8的結(jié)構(gòu)的原子，不易起化學(xué)反應(yīng)。 【教師】通常，我們把最外層8個電子(只有K層時為2個電子)的結(jié)構(gòu)，稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。一般不與其他物質(zhì)發(fā)學(xué)生化學(xué)反應(yīng)。當元素原子的最外層電子數(shù)小于8(K層小于2)時，是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在化學(xué)反應(yīng)中，具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子，總是“想方設(shè)法”通過各種方式使自己的結(jié)構(gòu)趨向于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 【教師】原子的核外電子排布，特別是最外層電子數(shù)決定著元素的主要化學(xué)性質(zhì)。從初中所學(xué)知識，我們知道，金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般少于4個，在化學(xué)反應(yīng)中比較容易失去電子達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而非金屬元素的最外層一般多于4個電子，在化學(xué)反應(yīng)中易得到電子而達到8個電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。原子得到或失去電子后的陰陽離子也可用結(jié)構(gòu)示意圖來表示。 【過渡】原子的核外電子排布呈現(xiàn)出規(guī)律性變化，那么元素的性質(zhì)怎么樣呢？ 【投影】1～18號元素原子結(jié)構(gòu)示意圖。 【提問】請大家總結(jié)一下，隨著原子序數(shù)的遞增，原子核外電子層排布有何規(guī)律性變化。 【板書】第二節(jié) 元素周期律(一) 【投影】隨著原子序數(shù)的遞增，原子核外電子層排布變化的規(guī)律性 原子序數(shù) 電子層數(shù) 最外層電子數(shù) 1～2 1 1～2 3～10 2 1～8 11～18 3 1～8 【講解】從上表可以看出，隨著原子序數(shù)的遞增，每隔一定數(shù)目的元素，會重復(fù)出現(xiàn)原子最外層電子從1個遞增到8個的情況，這種周而復(fù)始的現(xiàn)象，我們稱之為周期性。因此，原子核外電子層排布的這種規(guī)律性變化，我們便稱之為周期性變化。 【板書】1、隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。 【過渡】元素的性質(zhì)是與構(gòu)成元素的原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的，元素原子半徑的大小，直接影響其在化學(xué)反應(yīng)中得失電子的難易程度，那么隨原子序數(shù)的遞增。元素的原子半徑會不會像元素的最外層電子排布一樣呈現(xiàn)周期性變化呢？下面，根據(jù)我們剛剛畫出1-18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖來進行討論。 【投影】 元素符號 H He 原子半徑nm 0.037 元素符號 Li Be B C N O F Ne 原子半徑nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071 元素符號 Na Mg Al Si P S Cl Ar 原子半徑nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099 【投影小結(jié)】 原子序數(shù) 原子半徑的變化 3-9 大→小 11-17 大→小 【講解】從上面的分析我們知道，3-9、11-17號元素重復(fù)了相同的變化趨勢，由此，我們可以得出如下結(jié)論： 【板書】2、隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化 【講解】稀有氣體元素的原子半徑并未列出。這是由于其原子半徑的測定與相鄰非金屬元素的依據(jù)不同，數(shù)字不同有可比性，故不列出 【提問】怎樣根據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖來判斷原子半徑和簡單離子半徑的大小呢？ 【回答】原子半徑和離子半徑的大小主要是由核電荷數(shù)、電子層數(shù)和核外電子數(shù)決定的。 核電荷數(shù)（影響半徑次重要的因素） 核外電子數(shù) 電子層數(shù)（影響半徑最關(guān)鍵的因素 【投影小結(jié)】粒子半徑大小比較規(guī)律： （1）電子層數(shù)：一般而言，電子層數(shù)越多，半徑越大 （2）核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同的不同粒子，核電荷數(shù)越大，半徑越小。 （3）核外電子數(shù)：電子數(shù)增多，增加了相互排斥，使原子半徑有增大的趨勢 【例題】1、比較Na原子與Mg原子的原子半徑大小 2、比較Na原子與Li原子的原子半徑大小 3、比較Na與Na+的半徑大小 4、比較Cl― 與Cl的半徑大小 5、比較Fe、Fe2+與Fe3+的半徑大小 6、比較Na+與Mg2+半徑大小 7、比較O2― 與F― 半徑大小 【總結(jié)】 ⑴同一周期 ，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸______ ⑵同一主族，隨著核電荷數(shù)的遞增， 原子半徑逐漸_______ ⑶對于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，則離子半徑________ ⑷ 對于同種元素,電子數(shù)越多，半徑越大：______ ①陰離子半徑 > 原子半徑 > 陽離子半徑________ ②陽離子所帶正電荷數(shù)越多，則離子半徑________ ③陰離子所帶負電荷數(shù)越多，則離子半徑_________ 【隨堂練習(xí)】寫出下列微粒的半徑由大到小的順序：F- 、O2― 、Na＋ 、Mg2＋ 【過渡】從以上的學(xué)習(xí)我們可以知道，隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)周期性的變化。那么，元素的性質(zhì)是否也會有周期性的變化呢？我們從元素的化合價(一種元素的原子在和其他元素一定數(shù)目的原子化合時所表現(xiàn)出來的性質(zhì))和金屬性和非金屬性兩個方面來進行探討。 【投影】 原子序數(shù) 3 4 5 6 7 8 9 10 元素符號 Li Be B C N O F Ne 元素主要化合價 +1 +2 +3 +4,-4 =5，-3 -2 +7，-1 0 原子序數(shù) 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符號 Na Mg Al Si P S CL Ar 元素主要化合價 +1 +2 +3 +4,-4 +5,-3 +6,-2 +7,-1 0 【結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增，元素化合價也呈現(xiàn)周期性變化。 【提問】請大家參考1-18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合上表同內(nèi)容，能夠發(fā)現(xiàn)哪些有關(guān)元素化合價知識的規(guī)律？ 【投影小結(jié)】 （1） 最高正價與最外層電子數(shù)相等 （2） 最外層電子數(shù)≧4時出現(xiàn)負價 （3） 最高正化合價與負化合價絕對值和為8 （4） 金屬元素?zé)o負價 （5） 氟無正價 【講解】大家總結(jié)很詳細，要熟記這些知識，對于稀有氣體元素，由于他們的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在通常狀況下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，把它們的化合價看作是0。 【投影小結(jié)】元素主要化合價變化規(guī)律性 原子序數(shù) 主要化合價的變化 1-2 +1→0 3-10 +1→+5 -4→-1→0 11-18 +1→+7 -4→-1→0 【板書】3、隨著原子序數(shù)的遞增，元素化合價呈現(xiàn)周期性變化 【過渡】元素的化學(xué)性質(zhì)是由元素的原子結(jié)構(gòu)決定的，原子結(jié)構(gòu)決定了原子在參加化學(xué)反應(yīng)時得失電子的難易程度。請大家根據(jù)己學(xué)知識分析3-9、11-17號元素，隨原子序數(shù)的遞增得失電子的難易程度 【講解】3-9、11-17號元素隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸變小，得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱， 【講解】我們知道，原子得失電子能力的強弱決定了元素金屬性與非金屬性強弱。 【板書】3、隨著原子序數(shù)的遞增，元素金屬性與非金屬性呈現(xiàn)周期性變化 【講解】縱觀以上結(jié)論，我們可歸納出這樣一條規(guī)律： 【板書】4、元素的性質(zhì)隨元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化，這個規(guī)律叫元素周期律。 元素周期律的實質(zhì)： 元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。 【總結(jié)】由于元素的性質(zhì)是由組成該元素的原子結(jié)構(gòu)決定的，元素的核外電子排布的周期性變化，決定了元素性質(zhì)的周期性變化，這也是元素周期律的實質(zhì)。 【自我評價】 1、下列元素的原子半徑依次減小的是（ AB ） A．Na、Mg、Al B． N、O、F C． P、Si、Al D． C、Si、P 2.下列化合物中，陽離子與陰離子半徑比最小的是（ ） A NaF B LiI C CsF D LiF 3.下列各組元素中，按最高正價遞增順序排列的是 （ ） A．C．N、O、F B．K、Mg、C．S C．F、Cl、Br、I D．Li、Na．K、Rb 4、下列半徑最大的微粒是 （ ） A．F B．Mg2+ C．Cl- D．Ca2+ 板書設(shè)計： 一、原子核外電子的排布 1、電子層的劃分 電子層（n） 1、2、3、4、5、6、7 電子層符號 K、L、M、N、O、P、Q 離核距離 近 遠 能量高低 低 高 2、核外電子的排布規(guī)律 二、 元素周期律 1、隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。 2、隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化 3、隨著原子序數(shù)的遞增，元素化合價呈現(xiàn)周期性變化 4、隨著原子序數(shù)的遞增，元素金屬性與非金屬性呈現(xiàn)周期性變化 元素的性質(zhì)隨元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化，這個規(guī)律叫元素周期律。 元素周期律的實質(zhì)： 元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。 教學(xué)回顧： 本節(jié)課主要采用的是討論法教學(xué)，在整個教學(xué)活動中始終注意學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，突出自主與合作的學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。