第一节 原子结构与元素周期表
课题
原子结构与元素周期表（第1课时）
单元
4
学科
化学
年级
一年级
教材
分析
本节教学内容是人教版高中化学必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》第一节《原子结构与元素周期表》的第一课时。该部分的教学内容涉及到原子结构的概念，原子核外电子数的规律特点，元素周期表的元素排布及其规律，同位素和核素的概念及相关内容，碱金属元素与卤族元素的物理与化学特性。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观念。本节安排了“原子结构的概念”和“原子核外电子数的规律特点”这两部分内容，是第四章第一节中开篇的知识点，引入了有关原子结构的相关概念和知识点。通过学习这部分知识，学生将熟悉并掌握原子结构的概念；学习并掌握原子核外电子数的规律特点；学通过概念和规律特点求解相关问题。通过本节内容的学习，学生将明确原子结构的特点，感受伴随原子结构的不同带来的化学元素不同的奇妙特性，由此得到启发：可以通过对原子结构的特点分析，推测出新化学元素的性质特点。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：从宏观上学习不同元素的原子结构，从微观上辨析不同元素原子结构的区别与相似点，体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知：通过物质分类的基本模型，理解不同元素的相似或不同特点，通过结合理论与实际感知化学学习的魅力，为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识：熟悉原子核外电子数的递变规律，熟练掌握通过原子结构分析元素性质的能力，体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任：通过对元素原子结构的学习和理解，掌握更高效的学习方法，建立高效学习的科学精神。
重点难点
1. 熟悉并掌握原子结构的概念。
2. 熟悉并掌握原子核外电子数的规律。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
教师：丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。最初，人们通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观念。
教师：元素周期表揭示了元素间的内在联系，使元素构成了一个较为系统的体系。元素周期表的建立成为化学发展史上的重要的里程碑之一。
教师提问：20世纪初，原子结构的奥秘被揭示后，人们对元素周期表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎样的关系呢？
教师：引出本节课学习内容
认真倾听老师的描述，适当时候做好笔记。
在老师的带领下，对问题进行思考。引出本节课内容。
图文并茂，能够较快地让学生进入本节课堂学习。
简单的思维训练能够让学生不害怕对本节课知识点学习，感悟本节课的知识点。
讲授新课
教师利用多媒体设备向学生投影出下面
【新课讲解】原子结构
教师：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
【新课讲解】质量数
【新课讲解】原子结构
教师：在含有多个电子的原子力，电子分别在能量不同的区域内运动。把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。（有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构）。
分别用n=1,2,3,4,5,6,7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。
【新课讲解】原子结构中的电子层
【思考讨论】教师：在多电子原子中，电子的能量是不相同的。那么在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是从内层排起，当一层充满后再填充下一层。那么，每个电子层最多可以排布多少个电子呢？
答案：根据Na元素的核外电子排布，我们可以发现，K层最多可以排布2个电子，L层最多可以排布8个电子。
【思考讨论】下表是稀有气体元素原子的电子层排布，根据表格回答问题。
（1）当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？
答案：当K层为最外层时，最多能容纳2个电子数除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳8个电子数。
（2）次外层最多容纳的电子数是多少？
答案：次外层最多容纳18个电子数。
（3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？
答案：纵向观察数据，K层最多容纳2个电子，L层最多容纳8个电子，M层最多容纳18个电子，N层最多容纳32个电子……利用数学归纳法，可以总结出第n层最多能容纳2n2电子数。
（4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1,6,11,15,17号元素原子的核外电子排布。
【思维启迪】原子核外电子数的规律
原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2 。
无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有8个。（K层只有2个）
原子最外电子层有8个电子（最外层为K层时，最多只有2个电子）的结构是相对稳定的结构。
【思维启迪】原子结构模型
教师：原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。
【新课讲解】元素周期表
1869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。
【思考讨论】按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。在发现原子的构成及结构之后，人们发现，原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：
原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
【课堂达标】
1.填写下列横线
原子由_______和________构成，原子核由____和____构成。原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做______。
解析：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。
2. 下列关于原子结构的说法正确的是( )
A．原子由原子核和核外电子构成
B．对于任何微粒，质子数等于核外电子数都成立
C．当微粒达到稳定结构时，最外层电子数一定是8
D．原子的质量等于原子核的质量
解析：选项A中，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，A项正确；选项B中，离子的质子数不等于核外电子数，B项错误；选项C中，由第一周期元素可知，最外层电子数小于8，C项错误；选项D中，原子的质量主要集中在原子核上，D项错误。因此选A。
3. 下列叙述不正确的是( )
A．同一周期原子半径从左到右依次减小
B．同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大
C．同一主族元素的化学性质相同
D．同一主族元素的化学性质相似
解析：选项A中，同一周期原子半径从左到右依次减小，故A错误；选项B中，同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大，故B错误；选项C和D中，同一主族元素的化学性质相同，故D错误，因此选C。
4. 短周期元素X、Y的原子序数相差2，下列有关叙述正确的是（ ）
A.X与Y不可能位于同一主族
B.X与Y一定位于同一周期
C.X与Y可能形成共价化合物XY
D.X与Y可能形成离子化合物XY
解析：选项A中，若短周期元素X、Y分别为Li与H时，原子序数相差2，二者位于同一主族，故A错误；选项B中，两种元素不一定处于同一周期，如钠元素和氟元素，故B错误；选项C中，短周期元素X、Y分别为C与O，可以形成共价化合物CO，故C正确。因此选C。
记录笔记，认真倾听。
记录笔记，认真倾听。
老师和同学一起讨论，思考问题。
老师和同学一起讨论，思考问题。
老师和同学一起讨论，思考问题。
老师和同学一起讨论，思考问题。
老师和同学一起讨论，思考问题。
记录笔记，认真倾听。
记录笔记，认真倾听。
同学们在老师的引导下，讨论。
学生自行思考，完成课堂练习。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过讨论，帮助同学对知识点的掌握。
通过讨论，加深对知识点的印象。
通过讨论，加深对知识点的印象。
通过讨论，加深对知识点的印象。
通过讨论，加深对知识点的印象。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过书写和口述帮助学生对知识点进行记忆。
通过讨论，加深对知识点的印象。
通过对习题的解答，加深对知识点的巩固。
课堂小结
原子结构：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。
原子核外电子数的规律：①原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2 。
②无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有8个。（K层只有2个）
③原子最外电子层有8个电子（最外层为K层时，最多只有2个电子）的结构是相对稳定的结构。
学生和老师一起快速回顾本次课的学习内容。
通过对课堂学习知识的总结，帮助同学们加深印象。
板书
学生在笔记本上对板书进行誊写。
方便学生课后回顾。
课件27张PPT。第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
（第一课时）课程学习目标导入 丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。
最初，人们通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究的。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间
的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变
规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化
学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观
念。导入 元素周期表揭示了元素间的内在联系，使元素构成了一个较为系统的体系。元素周期表的建立成为化学发展史上的重要的里程碑之一。导入 20世纪初，原子结构的奥秘被揭示后，人们对元素周期表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎样的关系呢？新课讲解原子结构原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。新课讲解质量数 原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N） 在含有多个电子的原子力，电子分别在能量不同的区域内运动。把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。（有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构）
分别用n=1,2,3,4,5,6,7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。新课讲解原子结构 在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
那么，每个电子层最多可以排布多少个电子呢？思考·讨论1个？2个？8个？16个？思考·讨论 根据Na元素的核外电子排布，我们可以发现，K层最多可以排布2个电子，L层最多可以排布8个电子。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，根据表格回答问题。思考·讨论（1）当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？思考·讨论 当K层为最外层时，最多能容纳2个电子数除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳8个电子数。（2）次外层最多容纳的电子数是多少？思考·讨论 次外层最多容纳18个电子数。（3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？思考·讨论 纵向观察数据，K层最多容纳2个电子，L层最多容纳8个电子，M层最多容纳18个电子，N层最多容纳32个电子……利用数学归纳法，可以总结出第n层最多能容纳2n2电子数（4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1,6,11,15,17号元素原子的核外电子排布。思考·讨论思维启迪原子核外电子数的规律原子结构模型的演变 道尔顿模型（1803年）思维启迪 原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。 汤姆孙原子模型（1904年） 卢瑟福原子模型（1911年） 玻尔原子模型（1913年） 电子云模型（1926~1935年）元素周期表 1869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。新课讲解门捷列夫按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。在发现原子的构成及结构之后，人们发现，原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数思考·讨论1、填空
原子由_______和________构成，原子核由____和____构成。原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做______。课堂达标原子核核外电子质子中子质量数解析 原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。2.下列关于原子结构的说法正确的是( )
A．原子由原子核和核外电子构成
B．对于任何微粒，质子数等于核外电子数都成立
C．当微粒达到稳定结构时，最外层电子数一定是8
D．原子的质量等于原子核的质量课堂达标解析 选项A中，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，A项正确；选项B中，离子的质子数不等于核外电子数，B项错误；选项C中，由第一周期元素可知，最外层电子数小于8，C项错误；选项D中，原子的质量主要集中在原子核上，D项错误。因此选A。A3.下列叙述不正确的是( )
A．同一周期原子半径从左到右依次减小
B．同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大
C．同一主族元素的化学性质相同
D．同一主族元素的化学性质相似课堂达标C解析 选项A中，同一周期原子半径从左到右依次减小，故A的说法正确；选项B中，同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大，故B的说法正确；选项C和D中，同一主族元素的化学性质相同，故D的说法正确，C的说法不正确。题目要选择叙述不正确的一项，因此选C。 4.短周期元素X、Y的原子序数相差2，下列有关叙述正确的是（ ）
A.X与Y不可能位于同一主族
B.X与Y一定位于同一周期
C.X与Y可能形成共价化合物XY
D.X与Y不可能形成离子化合物XY课堂达标解析 选项A中，若短周期元素X、Y分别为Li与H时，原子序数相差2，二者位于同一主族，故A错误；选项B中，两种元素不一定处于同一周期，如钠元素和氟元素，故B错误；选项C中，短周期元素X、Y分别为C与O，可以形成共价化合物CO，故C正确；选项D中，当XY可能是离子化合物，例如NaF，LiH。因此选C、D。C、D原子结构与元素周期表课堂小结原子结构原子核外电子数的规律原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2 。
无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有8个。（K层只有2个）
原子最外电子层有8个电子（最外层为K层时，最多只有2个电子）的结构是相对稳定的结构。作业布置谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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