《必修2》 第一章 原子结构与元素周期律

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
《必修2》 第一章 原子结构与元素周期律 2009.12.16
第一节 原子结构
【课标要求】
1．了解元素、核素、同位素及其之间的关系。
2．了解原子核外电子的排布。
【考纲要求】
1）了解原子构成，了解原 子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。了解核素、同位素。
2）了解原子核外电子的排布。
一．教学目标
（1） 知识与技能目标
1．引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和X的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。
2.引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出1～18号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。
（二）过程与方法目标
通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
(三)情感态度与价值观目标
1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识,了解微观世界的物质性,从而进一步认识物质世界的微观本质；通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。
2.通过人类探索原子结构的历史的介绍，使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神，体验科学研究的艰辛与喜悦。
3.通过“化学与技术----放射性同位素与医疗”,引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。
4.通过“未来的能源----核聚变能”,引导他们关注与化学有关的热点问题,形成可持续发展的思想。
二．教学重点、难点
（一）知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。
（二）方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。
三．教学方法
问题推进法、讨论法。
四．课时安排
2课时
五．教学建议
1、建议补充K、Ca的核外电子排布
2、识记稀有气体元素的核电荷数
3、建议引入卤素、碱金属各元素的核外电子排布
六．学案设计
第一课时
【提问】化学变化中的最小微粒是什么
【学生回答】原子是化学变化中的最小微粒。
【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。
【板书】第一节 原子结构
【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢
原子是由居于原子中心的带 电的 和处于核外的高速运动带
电的 组成。原子核是否还可以再分？原子核的内部结构是怎样的？电子在核外空间的运动状态又是怎样的呢？
【板书】一.原子核 核素
1、原子核：
（1） 原子核的构成
读课本第一部分【原子核的构成】回答下列问题：
1、原子核的构成：原子核由带正电的 和不带电荷的 构成，二者之间依靠一种特殊的力 结合在一起。
2、对某一个原子来说
核电荷数＝ ＝
【思考】1、原子为什么不显电性？离子呢？离子带电荷是什么原因？完成下表。
微粒符号 H+ Mn+ Mm-
质子数 1 8 x
核电荷数 y
电子数 10
离子所带的电荷数=
3、原子的质量几乎全部集中在 上（填原子核，电子，质子，中子）？ 为什么？
也就是说，电子的质量很小，不到一个质子或中子质量的千分之一，可以忽略不计，原子的质量可以看作是原子核中质子和中子的质量之和。人们将原子核中质子数和中子数之和称为质量数，
质量数（A）＝ （ ）＋ （ ）
【思考】2、有6个质子6个中子的原子质量数是 ；某种氧原子含有8个中子其质量数是 ，要是有10个中子呢 ？
4、原子的表示 ：通常用 表示一个原子，A表示 Z表示 。
微粒符号 质子数 中子数 质量数 微粒所带的电荷数 电子数
8 8 0
18 35 1－
24 2＋ 10
n-
【思考】3、表中的氧－16与氧－18是同样的原子吗？他们之间又是什么关系？
【教师引导学生小结】
1、数量关系：核内质子数＝核外电子数
2、电性关系： 原子 核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
阳离子 核内质子数＞核外电子数
阴离子 核内质子数＜核外电子数
3、质量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
【归纳小结】
如果用X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为:
原子X
【例题】
1．某微粒用 表示，下列关于该微粒的叙述正确的是（ ）
A．所含质子数＝A－n B．所含中子数＝A－Z
C．所含电子数＝Z＋n D．质量数＝Z＋A
2．某元素的阳离子 ，核外共用x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（ ）
A． B． C． D．
2．核素
【阅读第4页后完成下列问题】
（1）、元素 。
【思考】4、元素的种类是由 决定的？质子数、电子数、中子数还是质量数？
（2）、核素 。
【思考】5、核素的种类是由 决定的？质子数、电子数、中子数、质子数和中子数还是质量数？
6、元素的种类多于、少于、还是等于核素的种类 ？为什么？ ；是否所有的元素都有多种核素 ？
（3）、同位素 。
【思考】7、不同元素的核素之间可以互称为同位素吗？
8、下列微粒 表示了几种元素 ；几种核素 ；与H互为同位素的是 ；H2 与D2是同位素吗 ？ ；O2与O3是什么关系
9、氯－35的相对原子质量是34.969，氯－37的相对原子质量是36.966，为什么我们查到的氯元素的相对原子质量是35.45？（已知氯－35的个数百分比是75.77％，氯－37是24.23％）
【读第4页倒数第二段回答该问题】
求算方式：34.969×75.77％＋36.966×24.23％＝35.453
【难点释疑】1、核素的质量数与核素的相对原子质量的关系：
核素的质量数是怎么得到的？
核素的相对原子质量是怎么规定的？
质量数与核素的相对原子质量什么关系？
2、我们为了方便经常利用质量数来代替相对原子质量进行计算，经常使用质量数的平均值来表示相对原子质量的近似值。
例如：氯元素有氯－35与氯－37两种同位素，二者所占的个数百分比约是75％、25％，氯元素的近似相对原子质量就是35×75％+37×25％＝35.5
课下阅读课本第5页小字部分了解放射性同位素的应用
【分析显示】元素、核素、同位素三者之间的关系：
【拓展与提高】
1． 下列各组物质中，互为同位素的是
（A）O2、、O3 、O4 （B）H2、D2、T2
（C）H2O、D2O、 T2O （D）Ca 和 Ca
2．下列说法正确的是
（A）同种元素的质子数必定相同
（B）不同元素原子的质量数必定不同
（C）原子核都是由质子和中子构成的
（D）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素
3. 在①36Li ② 714N ③ 1123Na ④ 1224Mg ⑤ 37Li ⑥ 614C，几种核素中
1)（ ）和（ ）互为同位素
2) （ ）和（ ）质量数相等，但不能互称同位素
3) （ ）和（ ）中子数相等，但质子数不等，所以非同一种元素
4． 1H、1H、1H各有几个质子、中子？质量数又是多少？它们的原子结构有什么异同？是同一种元素吗？
5． 6、7、8个中子的碳原子怎样表示？18、20个中子的氯原子如何表示？
【交流与研讨】
生物体在生命存续期间保留的一种碳原子----碳-14 （C）会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量，可以推断出它的存在年代。根据课本内容与网上资料：阐述C在考古上的应用；列举核素、同位素在生产和生活中的应用。
【点评】通过上网搜集资料，然后分组讨论，让学生参与学习，以达到提高学生学习的积极性，激发学生学习热情的目的。
【简介】
1．放射性同位素用于疾病的诊断
2．放射性同位素用于疾病的治疗
3．未来的能源————核聚变能
【作业】背诵1-18号元素
第二课时
【复习提问】
1.构成原子的粒子有哪些,它们之间有何关系
2.为什么原子不显电性
3.为什么说原子的质量主要集中原子核上
【引言】我们已经知道，原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢
【板书】二、核外电子排布
【讲述】电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征:(1)质量很小(9.109×10-31kg)；(2)带负电荷；(3)运动空间范围小(直径约10-10m) ;(4)运动速度快(接近光速)。因此，电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同一一它没有确定的轨道。
【质疑】我们如何去描述核外电子的运动呢
【交流与研讨】根据课前搜集的有关资料：讨论电子在原子核外是怎样运动的
【简介】原子结构模型的演变
1.道尔顿原子结构模型： 2.汤姆逊原子结构模型:
3.卢瑟福原子有核模型 4. 玻尔原子结构模型:
【点评】通过原子模型的历史回顾,让学生体验假说、模型在科学研究中不可替代的作用; 尝试运用假说、模型的科学研究方法。
【阅读与讨论】学生阅读课本第六页第三自然段，分小组讨论核外电子排布的有哪些规律？
并派代表回答。
【归纳并板书】
核外电子排布的规律:（一低四不超）
1.电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布；
2.每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)；
3.电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等。
4．最外层电子数则不超过8个(第一层为最外层时,电子数不超过2个)。次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。
【讨论】电子与原子核距离远近、能量高低有何关系？
【板书】
电子层 1 2 3 4 n
电子层符号 K L M N ……
离核距离 近 远
电子的能量 低 高
最多能容纳的电子数 2 8 18 32 2n2
【练习】尝试运用上述规律,排出钠原子核外的电子，并用原子结构示意图加以表示。
【试一试】完成下表，看看谁较快。
核电荷数 元素名称 元素符号 各层电子数
K L M
1 氢 H 1
2 氦 He 2
3 锂 Li 2 1
4 铍 Be 2 2
5 硼 B 2 3
6 碳 C
7 氮 N
8 氧 O
9 氟 F 2 7
10 氖 Ne
11 钠 Na 2 8 1
12 镁 Mg
13 铝 Al
14 硅 Si
15 磷 P
16 硫 S 2 8 6
17 氯 Cl
18 氩 Ar 2 8 8
【补充显示】
核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图：
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
【迁移与应用】
1．补充K、Ca的核外电子排布。
2． 下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒
3. 下列微粒结构示意图是否正确？如有错误，指出错误的原因。
【阅读、思考、交流】学生阅读教材第7页，思考、交流下列三个问题：
1.元素的化学性质与原子的最外层电子排布有什么关系 金属钠、金属镁在化学反应中常表现出还原性，而氧气、氯气在化学反应中常表现出氧化性，你能用原子结构的知识对这一事实进行解释吗
2.金属元素原子最外层电子数非金属元素原子最外层电子数一般是多少
3.元素的化合价的数值，与原子的电子层结构特别是最外层电子数有什么关系
【概括与整合】
构成原子的各种微粒之间的关系及相关知识如下图所示：
原子中各微粒间的数量关系、电性关系、质量关系
原子核 （质子、中子） 核素、同位素的含义
元素与原子的关系
原子结构
核外电子排布规律
核外电子
核外电子排布与元素性质间的关系
【迁移与应用】
1．A、B两原子，A原子L层比B原子M层少3个电子，B原子L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，则A、B分别是 （ ）
A、 硅和钠 B、硼和氮 C、碳和氯 D、碳和铝
2．现有 微粒结构示意图，试填表，当n取不同值时相对应的微粒名称和微粒符号。
n值
微粒名称
微粒符号
3．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
⑴A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：
⑵B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：
⑶C元素的次外层电子数是最外层电子数的1/4：
4．现有4种元素A、B、C、D，已知A-核外有18个电子；B原子最外层电子数比D原子核外电子数多2个，B原子比D原子多2个电子层；D+核外没有电子；C元素原子核外电子比B元素的原子核外电子多5个。（1）写出四种元素的名称和符号；（2）画出C、D原子及A-的结构示意图。
【作业】书后P8（练习与活动）1、2、3题
质子 Z个
原子核
中子 （A-Z）个个个个
核外电子
Z个
元素
核素1
…
核素n
同位素
电子层
原子核
电子层上的
电子数
核电荷数
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网