高中化学第一章第一节原子结构1新人教版选修3

"四川省德阳五中高中化学第一章第一节原子结构（1）新人教版选

修3 "

5、识记常见元素（1～36号）

能力与方法

复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。

情感与态度

充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程

重点

原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系

难点

能用符号表示原子核外的不同能级

知识结构与板书设计

教学过程

［阅读引言］思考并讨论：

1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？

2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。

［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。

[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)。

(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。

(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数

目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。

说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子

[思考]这些规律是如何归纳出来的呢？

［板书］二、能层与能级

［讲］由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：

［投影］第一、二、三、四、五、六、七……能层

符号表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、Q……

能量由低到高

［讲］例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：

［投影］

能层一二三四五六七……

符号 K L M N O P Q……

最多电子数 2 8 18 32 50……

即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)

［讲］但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。

［投影］能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：

能层K L M N O ……

能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ……

最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ……

各能层电子数2 8 18 32 50 ……

[讲]在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……。

任一能层的能级总是先从s 能级开始，且该能层的能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，即能级数=能层序数。s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍

［学与问］英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？

［归纳］s能级：最多容纳2个电子；p能级：最多容纳6个电子；

d能级：最多容纳10个电子；f能级：最多容纳14个电子；

相同

［思考与交流］第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法

第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5， 2n2=50

第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，

所能容纳的最多电子数为50

［小结］对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳

的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种

类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)

＜E(d)＜E(f)。

各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：

能层(n) 一二三四五六七符号K L M N O P Q 能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ………

最多电子数2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 ………

2 8 18 32 ……2n2

［随堂练习］

1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。下列说法正确的是 ( )

A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程

B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的

C“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论

2．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是（）

A．宇宙原子总数的88.6％是氢B．地球上的元素绝大多数是金属

C．普鲁特“氢是元素之母”的预言 D．宇宙中存在少量稀有气体分子