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必修一
第四章 原子结构与元素周期表
原子结构
第四章 第一节 第1课时
ATOMIC STRUCTURE AND PERIODIC TABLE OF ELEMENTS
课堂导入——原子结构的探索历程
道尔顿模型(1803年)
实心球模型
汤姆生原子模型(1901年)
枣糕模型
卢瑟福原子模型 (1911年)
行星有核模型
玻尔原子模型
(1913年)
量子化模型
现代
电子云模型
一、原子的结构
【回顾旧知】回忆初中学习的原子结构知识;
原子
原子核
核外电子
中子
质子
带正电荷
不带电
带负电荷,质量很小(可忽略不计)
【提问】原子的质量主要由哪些微观粒子决定?
原子质量≈原子核质量=质子的质量+中子的质量
质子数=核电荷数=核外电子数
一、原子的结构
【提问】阅读教材,思考什么是质量数?
质量数:如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值。常用A表示。
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
【思考】原子的质量数是否等于原子的相对原子质量?
不一定。比如S的质量数为32,而硫原子的相对原子质量为32.06,两者数值上相近但不相等。
由于一个质子或中子的相对质量都近似等于1,质量数就等于质子数加上中子数。
一、原子的结构
【符号表示】如何用原子的质子数、质量数来表示原子?
原子 质子数(Z) 质量数(A) 表示方法
F 9 19 _____
Na 11 23 _____
Cl 17 37 _____
【训练】
质量数
质子数
元素符号
X
A
Z
F
19
9
Na
23
11
CI
37
17
一、原子的结构
【思考】如果是离子,各微观粒子数如何变化?填写下列表格。
粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 中子数(N) 电荷数 核外电子数
11 23 ___ __ ___
17 37 ___ __ ___
12
20
1
1
10
18
【归纳总结】
阳离子:核外电子数=质子数-电荷数
阴离子:核外电子数=质子数+电荷数
一、原子的结构
【课堂检测】1、判断正误
(1)原子呈电中性是因为中子不带电。 ( )
(2)质子数和中子数决定原子的质量 。 ( )
(3)微粒中的质子数与核外电子数一定相等 。 ( )
(4)某种铝原子的中子数是14,则其质量数是27,核外电子数是13 。( )
(5)质量数为28的硅原子可以表示为。 ( )
一、原子的结构
【课堂检测】
2、质子数和中子数相同的原子A,其阳离子An+核外共有x 个电子,则A的质量数为 ( )
A
A
2(x+n)
B
2(x-n)
C
2x
D
n+2
二、原子的核外电子排布
【提问】阅读教材,思考什么是电子层?如何表示电子层?
1、电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
离核远近 由___到___
能量高低 由___到___
K
L
M
N
O
P
Q
近
远
低
高
二、原子的核外电子排布
【交流】请同学们回忆初中如何表达原子的核外电子排布?
【思考】各层电子排布遵循什么规律呢?
+11
2 8 1
原子核
质子数或核电荷数
粒子符号
Na
电子层
各层的电子数
二、原子的核外电子排布
【观察总结】下表是稀有气体元素原子的电子层排布,从中你能发现什么规律?
核电 荷数 元素 名称 元素 符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
1、K层为最外层时,电子数不超过 ______个。
2
2、其他层为最外层时,电子数最多不超过______个。
8
3、次外层最多容纳______个电子。
18
二、原子的核外电子排布
【问题】根据上述数据你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗?
4、K、L、M、N 层分别最多容纳________________个电子
2、 8、18、32
第 n 层最多容纳______个电子。
2n2
二、原子的核外电子排布
【评价训练】画出下列原子或离子的结构示意图
S
S2-
Ca
Ca2+
二、原子的核外电子排布
【问题1】M层最多可容纳18个电子,为什么钾原子的核外电子排布不是
原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子,故M层最多可容纳18个电子,但M层作为最外层时,最多不超过8个电子。
【问题2】在1~20号元素的原子中:
(1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 。
(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有 ,3倍的原子有 。
(3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有 。
(4)电子层数与最外层电子数相等的原子有 。
Be、Ar
C
O
Li、Si
H、Be、Al
二、原子的核外电子排布
【问题3】归纳总结常见的10电子微粒和18电子微粒。
常见的10电子微粒
二、原子的核外电子排布
常见的18电子微粒
课堂检测
1、下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是( )
① 核外电子是分层运动的
② 所有电子在同一区域里运动
③ 能量高的电子在离核近的区域内运动
④ 在多电子原子里,电子的能量不完全相同
A
A
① ④
B
② ③
C
① ③
D
② ④
课堂检测
2.下列微粒中:①12Mg2+ ② ③ Cl- ④ O2-,核外电子总数相同的是( )
B
A
② ③ ④
B
① ② ④
C
① ② ③
D
① ② ③ ④
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原子结构
一、教学目标
1、掌握原子结构的微观模型以及构成原子的微粒间的关系,培养学生证据推理与模型认知的能力。
2、总结原子核外电子排布规律,并能够画出1-29号元素的原子结构示意图。
二、教学重难点
1、重点:原子核外电子排布规律及表示方法。
2、10电子、18电子微粒的寻找。
三、教学过程
环节一、新课导入——原子结构的探索历程
【教师】1803年道尔顿提出实心球模型,1901年汤姆孙提出枣糕模型,1911年卢瑟福提出行星有核模型,1913年玻尔提出量子化模型,现代则是提出更加完善的电子云模型。
环节二、原子的结构
【过渡】一起来回忆初中学习的原子结构知识。
【教师】原子可以分为什么?
【学生1】原子核与核外电子
【教师】原子核可以再分为质子和中子,其中质子带正电荷,一个质子带一个单位的正电荷;且一个质子的相对质量近似为1。中子不带电,且一个中子的相对质量近似为1。
【提问】那核外电子带电荷嘛
【学生2】带负电荷,一个电子带一个单位的负电荷,且核外电子的质量很小可忽略不计。
【教师】因此,可总结出质子数=核电荷数=核外电子数。
【提问】原子的质量主要由哪些微观粒子决定?
【学生】核外电子的质量忽略不计,因此原子的质量主要取决于质子和中子的质量。
【教师】因此,当我们忽略电子的质量时,这就引出了一个新的概念。请同学们阅读教材,思考什么是质量数?
【学生】质量数是指如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值。常用A表示。
【教师】其中,由于一个质子或一个中子的相对质量都近似等于1,故质量数就等于质子数加上中子数。
公式:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
【思考】原子的质量数是否等于原子的相对原子质量?
【讲解】不一定。比如S的质量数为32,而硫原子的相对原子质量为32.06,两者数值上相近但不相等。
【教师】如何用原子的质子数、质量数来表示原子?
【讲解】先写出原子所对的元素符号,再在元素符号的左上角写出质量数,左下角写出质子数。
【训练】
【思考】如果是离子,各微观粒子数如何变化?填写下列表格。
【学生1】钠离子所含中子数为12,电荷数为1,核外电子数为10
【学生2】氯离子所含中子数为20,电荷数为1,核外电子数为18
【归纳总结】阳离子:核外电子数=质子数-电荷数
阴离子:核外电子数=质子数+电荷数
【练习】1、判断正误。
(1)原子呈电中性是因为中子不带电。 ( × )
(2)质子数和中子数决定原子的质量 。 ( √ )
(3)微粒中的质子数与核外电子数一定相等 。 ( × )
(4)某种铝原子的中子数是14,则其质量数是27,核外电子数是13 。 ( √ )
2、质子数和中子数相同的原子A,其阳离子An+核外共有x 个电子,则A的质量数为 ( )
A、2(x+n) B、2(x-n) C、2x D、n+2
环节三、原子的核外电子排布
【教师】阅读教材,思考什么是电子层?如何表示电子层?
同时,展示电子层的相关照片。
【学生】在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的
壳层,也称作电子层。
【教师】下面是,不同电子层的表示及能量关系。
电子层数1、2、3、4、5、6、7分别可用字母代号K、L、M、N、O、P、Q来表示。
其中,电子层离核由近到远,电子的能量由低到高。
【提问】请同学们回忆初中如何表达原子的核外电子排布?
【学生】用圆圈表示原子核,核内写上核电荷数并用正号表示带正电荷,核外电子数分别排布在不同的电子
层上。
【思考】各层电子排布遵循什么规律呢?
【教师】下表是稀有气体元素原子的电子层排布,从中你能发现什么规律?
【学生1】K层为最外层时,电子数不超2个。
【学生2】其他层为最外层时,电子数最多不超过8个。
【学生3】次外层最多容纳18个电子。
【教师】K、L、M、N 层分别最多容纳多少个电子呢?
【学生】2、8、18、32
【提问】根据上述数据你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗?
【学生】第 n 层最多容2n2个电子。
【训练】画出下列原子或离子的结构示意图,:S、 S2- 、Ca 、 Ca2-
【学生】画图作答。
【提问】M层最多可容纳18个电子,为什么钾原子的核外电子排布不是
【讲解】原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子,故M层最多可容纳18个电子,但M层作为最外层
时,最多不超过8个电子。
【提问】在1-20号元素中:
1、 最外层电子数与次外层电子数相等的原子有哪些?
2、 最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有哪些?3倍的原子有有哪些?
3、 次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有哪些?
4、 电子层数与最外层电子数相等的原子有哪些?
【学生】Be、Ar;C、O;Li、Si;H、Be、Al
【提问】归纳总结常见的10电子微粒和18电子微粒。
【教师】常见的10电子微粒有:
常见的18电子微粒有:
F
19
9
Na
23
11
CI
37
17
1
1
10
18
1
1
10
18