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2课时
教学设计
教学目标
1、简单了解元素周期表的发展历程；
2、了解元素周期表的编排原则及结构；
3、能描述元素在元素周期表中的位置；
4、理解核素及同位素概念；
5、了解同位素在工农业生产中的应用。
教学重难点
1、重点：
（1）能描述元素在元素周期表中的位置；
（2）元素、核素、同位素之间的关系。
2、难点：元素、核素、同位素之间的关系。
教学过程
一、导入新课
[导入]请同学们回忆初中我们学习过的元素周期表,你能知道关于元素周期表的那些知识点。今天一起学习元素周期表的有关知识。
二、新课讲授
知识点一
元素周期表
[投影]元素周期表的发展历程
诞生?1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。
↓
依据?按照相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行。
↓
意义?揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。
↓
发展?随着化学科学的发展，元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满。
↓
成熟?当原子的组成及结构的奥秘被发现后，编排依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，形成现行的元素周期表。
[讲解]元素周期表的编排原则:
(1)原子核外电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；
(2)原子核外最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。
[学生活动]阅读课本,理解并记忆关于元素周期表的几个重要的概念
1、周期
(1)定义：具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺序排列的一横行，叫做一个周期。
(2)与原子结构的关系：周期的序数就是该周期元素具有的电子层数。
(3)分类：
短周期：包括第一、二、三周期；长周期：包括第四、五、六、七周期:
2、族
(1)定义：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。
(2)与原子结构的关系：元素周期表中主族元素的族序数等于其最外层电子数。
(3)分类：
主族—在族序数后标A，如周期表中第14个纵行表示为第ⅣA族。
副族—在族序数后标B，如周期表中第6个纵行表示为第ⅥB族。
0族—最外层电子数为8（He为2）。
第Ⅷ族—周期表中第8、9、10纵行。
注：①碱金属元素在第ⅠA族 ②卤族元素在第ⅦA族
③稀有气体元素在0族
[强调]1、氢元素为ⅠA族，但属于非金属；
、零族元素的最外层不一定均为8个电子，氦为2；
、周期表中，每一纵行不一定为一族，8、9、10纵行为Ⅷ族。
[讲解]元素周期表的结构特点
[学生活动]结合教材元素周期表探究并填表
(1)周期
类别
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
稀有气体原子序数
位置与结构的关系
短周期
一
H～He
2
1
2
周期序数＝电子层数
二
Li～Ne
8
2
10
三
Na～Ar
8
3
18
长周期
四
K～Kr
18
4
36
五
Rb～Xe
18
5
54
六
Cs～Rn
32
6
86
七
Fr～Uuo
32
7
118
(2)族(前七周期)
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
Ⅷ族
副族
主族
0族
名称
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0族
元素种数
7
6
32
4
4
4
4
12
4
4
6
6
6
6
6
7
位置与结构的关系
①主族元素的族序数＝最外层电子数
②副族元素最外层电子数一般不等于族序数(第ⅠB族、ⅡB族除外)，最外层只有1～2个电子
[小结]元素周期表中原子序数的数量关系
(1)同周期
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25
(2)同族
若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a；
①若A、B为第
ⅠA族或第ⅡA族(位于过渡元素左边的元素)，则B的原子序数为(a＋m)
；
②若A、B为第ⅢA～第ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)
；
知识点二
核素、同位素
[过渡]在初中阶段我们学过，质子数相同的一类原子，我们统称为什么？
[生]元素。
[师]元素属于宏观概念，描述的是宏观物质的组成，只能论种类不论个数，元素的种类是由质子数决定的，所以只要原子的质子数相同就属于同一种元素。那么同种元素的原子中子数相同吗？
[投影]展示氢元素的三种原子。
[讲解]研究证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。如组成氢元素的氢原子，就有以上三种：我们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。H、H、H就各为一种核素。
[提问]那么H、H（D）、H（T）之间我们把他们互称为什么？
[投影]同位素定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，即同一元素的不同核素互称为同位素。
[学生活动]阅读课本P90~91并总结概括同位素的特点。
[小结]
①对象：核素是指单个原子而言，而同位素则是指核素之间关系；
②“同位”是指质子数相同，周期表中位置相同，各同位素原子结构几乎相同（除中子数），同一元素的各种同位素化学性质几乎相同；
③不同：不同的同位素构成的物质其物理性质不同；
④同位素特性：在天然存在的某种元素中，不论是游离态，还是化合态，各种同位素所占的丰度(原子百分比)一般是不变的。
[学生活动]阅读课本P91几种重要同位素及应用
[小结]“四素”概念理解
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的
一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素之间的相互称谓
同种元素形成的不同单质之间的相互称谓
范畴
同类原子，存在游离态、化合态两种形式
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎完全相同
由一种元素组成，可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
实例
H、C、N三种元素
H、H、H三种核素
U、U、U互为同位素
O2与O3互为同素异形体
板书设计
4.1.2
元素周期表
核素、同位素
一、元素周期表
1、元素周期表的发展历程
2、元素周期表的编排原则:
3、元素周期表的结构
4、元素周期表的结构特点
5、元素周期表中原子序数的数量关系
二、核素、同位素
1、核素
2、同位素第四章
物质结构
元素周期律
第一节
原子结构与元素周期表
第1课时
教学设计
【教学目标】
1.了解原子的构成，了解质量数的概念。
2.初步掌握原子核外电子排布规律，会画1~20号元素原子和离子的结构示意图，弄清楚原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系。
3.通过分析与讨论探究原子核外电子排布规律，培养学生微观探析化学核心素养。
4.通过学习元素原子核外电子排布规律，体验科学探究的过程，贯彻其中的科学态度。
【教学重难点】
1.重点：
（1）质量数概念的学习。
（2）核外电子排布规律。
2.难点：
（1）质量数和的含义。
（2）核外电子排布规律的理解，1~20元素原子或离子的原子结构示意图的掌握。
【教学过程】
1.新课导入
[引入]前面学习了钠、氯、铁、铝等元素及其化合物的性质，丰富多彩的物质都是由元素组成的，这些元素之间有什么联系，又是怎样组成物质的，这就是本章所要学习的知识——物质结构的元素周期律。
在初中我们接触过元素周期表，元素周期表揭示了元素之间的内在联系，原子结构的奥秘被揭示之后，人们对元素周期表的认识更加完善，我们今天就学习原子结构相关知识，来看看原子结构与元素周期表之间究竟有那些关系。
2.新课讲授
[板书]一、原子结构
[教师活动]让学生回顾、讨论原子的构成。
[讲解]原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千万亿分之一。（如同大型体育场与蚂蚁）
[想一想]质子、中子、电子的电性如何？
[生]电子：带一个单位负电荷；质子：带一个单位负电荷；中子：不显电性；原子：呈电中性。
[师]那么由粒子所带电性你能看出什么规律吗？
[生]核电荷数＝质子数＝核外电子数
[师]在电中性原子中，有以上数量关系，那么在阳离子和阴离子中呢？又有什么样的大小关系？
[投影]阳离子：核电荷数＝核内质子数
>
核外电子数
阴离子：核电荷数＝核内质子数
<
核外电子数
[投影]原子的质量相关问题
质量/kg
相对质量
电量/C
质子
1?.673?x?10-27
1.007
1.602?x?10-19
中子
1.675?x?10-27
1.008
0
电子
9.109?x?10-31
1/1?836
1.602?x?10-19
[交流讨论]1、比较质子、中子、电子的相对质量的数据，你发现什么异同点？
2、原子的质量由哪些微粒决定？
[学生活动]根据表格中数据思考2个问题。
[归纳总结]质子和中子的质量基本相等，相对质量约为1。
电子的质量可以忽略不计。
原子的质量主要集中在原子核上。
[提问]将有关原子的质子数与中子数之和（即质量数A）填入表格，并与相对原子质量作比较，你能够得出什么结论？
[生]质子数（Z）+中子数（N）=质量数（A）
在数值上：质量数（A）≈相对原子质量
[师]原子的质量都集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，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，所得的数值就叫作质量数。下面我们来学习原子的相关表示。
[教师活动]讲解符号中各个字母所表示的含义。
[学生活动]阅读教材P88“科学史话”，分析原子结构模型的演变。
[设计意图]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进行的。
[教师活动]让学生思考探讨核外电子的运动有哪些特征？与宏观物体的运动是否相同？
[师]在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层，电子层是假想的、不连续的壳层。
[过渡]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（类似于地球上的万物处于地心引力场中），电子一般总是先从内层排起，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？
[讲解]通过原子结构图，我们可以看到，核外电子由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层里，即按K→L→M→
N……顺序排列。
[提问]那么在数量上又有什么规律呢？阅读教材P87稀有气体元素原子的电子层排布，你能发现什么规律？
[归纳]①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
[师]了解了核外电子的排布规律，下面我们一起学习原子结构的表示方法，为了简便，我们引入了原子结构示意图。以钠原子为例。
[投影]
【课堂小结】
【板书】
4.1.1原子结构
核外电子排布
一、原子结构
1.
原子核的构成
中子
原子
原子核
质子
核外电子
=核内质子数=核外电子数
2.原子的质量数
A：质量数
Z：质子数
X：元素符号
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）≈相对原子质量
二、核外电子排布
1.核外电子分层排布
电子层：假想的、不连续的壳层
2.电子排布规律
（1）能量规律：核外电子总是优先排在能量最低的电子层里；
（2）数量规律：
①每层最多容纳的电子数为2n2；
②K层为最外层时不超过2个，其他层为最外层不超过8个；
③次外层不超过18个。
