高中化学人教版选修3第一章第一节《原子结构》教案三课时

教案

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。

[问]有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？

[讲]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。

[强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。

[板书]1、氢元素宇宙中最丰富的元素

2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。

[阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。

[复习] 必修中学习的原子核外电子排布规律：

［投影］核外电子排布的排布规律

(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。

教案

教学步骤、内容

教学方法、手段、

师生活动

[课前练习]理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： ［投影］

14

106

2

10

6

2

6

2

2

能级最多电

子数7

4f 5

4d

34p 53d 1813s M

812s L

322能层最多电

子数

1331原子轨道数4s 3p 2p 1s 能级符号N

K

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

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

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 < np

2、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

［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

［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］