《原子结构与元素周期表》的教学设计 教案 1.doc
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第二节原子结构与元素周期表
课程标准与教材分析
在化学必修课程中,学生对原子结构与周期表的关系有了一定的认识,如原子最外层电子数和主族序数的关系,但是对于原子结构与周期、族等元素周期表的构成之间的深层关系并未揭示。
因此,本节在量子力学模型的基础上,进一步介绍基态原子的核外电子排布的内容,并利用基态原子的核外电子排布的知识分析周期、族与原子结构的内在关系以及原子结构与原子半径周期性变化的内在关系。
本节教材内容框架为:
基态原子的核外电子排布
周期划分
能量最低原理
族的划分
泡利不相容原理理
原子半径
洪特规则
教学目标:
1、知识与技能
(1)使学生了解基态原子的核外电子排布。
(2)理解泡利不相容原理及洪特规则和能量最低原则,学会原子核外电子排布式写法。
(3)使学生掌握核外电子排布与元素周期表,掌握鲍林近似能级图。
(4)使学生掌握核外电子排布与原子半径,掌握原子半径的变化规律。
2、过程与方法
问题式导学,采取设疑激思、自主探究、引导归纳等方法
3、情感与价值观
(1)培养学生的爱国主义情操。
使学生“以天下任为己任”的意识建立起来。
(2)培养学生辩证唯物主义的观点及求索现象背后科学本质的精神。
教学分析:
1、教学设想
(1)通过知识的复习,从原来知识的基础上进行迁移,让学生了解电子在原子核外分层排布的假想,通过回顾1—18号元素的原子结构示意图探索思考第一层最多容纳两个电子,第二层最多容纳8个电子的原因。
(2)让学生自学教材14~16页,掌握基态原子的核外电子排布,写出1~18号元素基态原子的核外电子排布的情况,总结出基态原子核外电子排布的原则。
(3)在学生自学基础上,教师重点讲解基态原子核外电子排布的三个规律,让学生理解并记忆,再做相应巩固练习。
(4)引导学生在学习基态原子核外电子排布规律的基础上写出1~18号元素的基态原子的电子排布式和轨道表示式;要求学生熟记鲍林近似能级图。
记忆方法可编制顺口溜(1;2,2;3,3;4,3,4;5,4,5;6,4,5,6;7,5,6,7)(即1s,2s,2p,3s;3p,4s,3d;4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d;6p,7s,5f,6d,7p……)。
2、学法指导
(1)通过回顾1~18号元素的原子结构示意图发现第一层电子最多容纳2个电子,第二层最多容纳8个电子,最外层电子数不超过8个,思考是什么原因?
通过自学教材第一部分理解基态原子核外电子排布的三个规律:
鲍利不相容原理,能量最低原理及洪特规则。
(2)试着再写出1~18号元素的基态的电子排布式和轨道表示式来巩固自学情况,熟记鲍利近似能级图。
(3)自学原子半径的测量方法,记住同周期、同主族元素原子半径的变化规律。
1—2原子结构与元素周期表
(1)
重点难点:
认识泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则;了解核外电子排布与元素周期表的周期、族划分的关系。
教学媒介:
powerpoint幻灯片,flash动画演示
教学方法:
问题式导学,采取设疑激思、自主探究、引导归纳等方法
教学过程设计:
(第一课时)
活动名称
活动内容
设计
意图
教师活动
及指导内容
学生活动
及反馈内容
知识回顾
联想质疑
[提问引入]在化学必修部分我们已对原子结构与元素周期表的关系有了一定的认识,下面请同学们写出1—18号元素的原子结构示意图
[简评]
[追问]第一层、第二层分别最多容纳几个电子?
最外层最多不超过几个电子?
[表扬]某某同学完成得非常出色,看来咱班同学本部分内容掌握得很好,相信通过我们的努力也一定能学好本节新的内容
[设问]为什么第一层最多能容纳2个电子,第二层最多能容纳8个电子?
第三、四、五层及其它电子层最多能容纳多少电子?
原子核外电子排布与原子轨道有什么关系?
原子核外电子排布与元素周期表是否存在内在联系?
[回忆]
[练习]
[回答]第一层最多能容纳2个电子,第二层最多能容纳8个电子,最外层一般不超过8个电子
[思考]
可能产生很大的困惑,继而激起探究欲望
温故知新,
为新课作铺垫
既表扬了个体又激昂了全体学生的斗志
激发学生学习动机
引入新课
探究新知
交流归纳
探究新知
交流归纳
学以致用
引导归纳
学以致用
引导总结
课堂小结
自我评价
[讲述]今天我们将在原子结构的量子力学模型基础上深化电子排布知识,并了解电子排布与元素周期表的关系。
[板书]第2节原子结构与元素周期表
1、基态原子的核外电子排布原则
[追问]为什么研究基态原子的核外电子排布?
什么是基态原子?
请同学们阅读14页第一段后回答
[问题导学]请同学们自学14——16页内容,并讨论、回答以下问题(以下用powerpoint幻灯展示)
(1)通过观察H原子 He原子在基态的原子轨道能级和电子排布示意图,你能得出哪些结论?
[讲解]因为氢原子只有一个电子,其原子轨道的能量仅由量子数n决定。
注意:
这一点也恰恰解释了玻尔的有缺陷的原子结构模型却成功地解释了氢原子光谱
(2)通过观察He原子在基态的原子轨道能级和电子排布示意图,你又能得出哪些结论?
多电子原子中的电子是如何分布在原子轨道上的呢?
[讲解]He,由n、l共同决定。
n、l都相同的轨道能量相同,可称为简并轨道。
H是特例。
(3)电子排入原子轨道时,总是先占有什么样的轨道?
然后再进入(依次)什么样的轨道?
为什么?
[讲解]核外电子在原子轨道上的排布是遵循能量最低原则的
[板书]
(1)能量最低原则(根本):
原子核外电子先占有最低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态(基态)
(4)请写出He原子的电子排布示意图并指出2个电子可能的自旋情况
[讲解]每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子(泡利不相容原理)。
故第二、三种写法是错误的。
[板书]
(2)泡利不相容原理:
每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态相反的电子
[质疑]一个原子中会不会存在四个量子数完全相同的电子?
可以存在三个量子数完全相同的电子吗?
[展示练习]写出Be、B、C基态原子的核外电子排布式
[引导深化]写出基态C原子的轨道表示式
[讲解](用powerpoint展示所有可能)并指出
(1)、(4)是正确的(引出“洪特规则”)
[板书](3)、洪特规则:
对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向平行。
[讲解](在能量最低原理的基本要求下),如p有3个轨道,电子应优先分占,而不是挤入一个轨道,又称轨道最多原则(前提:
能量相同的轨道),并且电子自旋方向相同。
(洪特规则)
[习题巩固]请同学们写出N、O、F、Na、Mg、Al基态原子的核外电子排布及其轨道表示式
[指导讲解]请同学们观察对照课本表1—2—1,并及时纠正。
[设问引导]通过以上练习和观察及纠正,同学们能否总结出核外电子排布所遵循的基本准则和一般方法和思路?
[板书讲解]书写基态原子核外电子排布所遵循的基本准则、一般方法、思路:
(1)确定原子序数;
(2)按能量最低原理将电子排布在能量由低到高的原子轨道上;
(3)排布中遵循泡利不相容原理、洪特规则。
[指导小结]同学们通过这节课你学到了哪些知识,掌握了哪些方法?
课下同学们还要及时总结反思
[强调]能量最低的含义是使整个原子的总能量处于最低状态。
[布置作业]完成课后习题1和6
[期待]
[聆听]产生兴趣
[回答]基态是原子能量最低也就是最稳定的状态,其中电子在各原子轨道上的排布更有规律性。
基态原子也就是处于能量最低状态的原子。
[自学]
[探究]
[讨论]
[回答]结论
(1):
氢原子的原子轨道能量只与主原子数n有关,故出现了能级2S=2P,3S=3P=3d的反常现象;
(2):
He的原子轨道不仅与n有关,也与L有关,其他原子的轨道能级类型类似于He
(3)电子排入原子轨道时,总是先占有能量低的轨道,然后再进入(依次)能量较高的轨道。
这样使整个原子处于最低的能量状态。
(4)可能写出三种情况:
[思考]
[回答]不会;可以!
[练习巩固]
Be:
1s22s2
B:
1s22s22p1
C:
1s22s22p2
可能写出的基态C原子的轨道表示式方式:
(1)2p:
(2)2p:
(3)2p:
(4)2p:
等
[书写]
[对照]
[纠错]
[探因]
[归纳]
[讨论总结]
(1)确定原子序数;
(2)按能量最低原理将电子排布在能量由低到高的原子轨道上;
(3)排布中遵循泡利不相容原理、洪特规则。
[注]此处学生总结时各个条目的顺序需要教师指引
[自主归纳]这节课我们学到了电子在基态原子轨道的分布应遵循泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则。
[完成作业]
课后反思、自我教育
使学生了解主要学习内容
联系前面的内容,易给出“基态原子”的定义。
层层递进的问题,环环相扣的回答,让学生探讨1——18号元素的基态原子的核外电子排布,锻炼他们的思维,让他们参与知识的形成过程。
学生先认真自学、探究后回答,教师在讲解问题及补充知识时顺理成章的得出能量最低原则。
先由学生评判并得出“泡利不相容原理”
及时巩固并为引出
“洪特规则”作铺垫
由学生评判并得出“洪特规则”
举一反三,并找出书写某元素基态原子核外电子排布式的一般方法和思路
及时巩固,承上启下
1—2 原子结构与元素周期表
(2)
教学目标1、使学生能书写元素(1—36号)基态时的电子排布方式
2、使学生能书写元素(1—36号)基态时的轨道表达式
重点难点:
三大原则应用于电子排布式或轨道表达式
教学过程设计:
(第二课时)
活动名称
活动内容
设计
意图
教师活动
及指导内容
学生活动
及反馈内容
知识回顾
[提问引入]基态原子的核外电子排布规则?
[简评]
[追问]三大原则的关系是什么?
[强调]在不违反泡利原理是前提下,核外电子在原子轨道上的排布应使整个原子体系的能量最低
[鼓励]
[回忆]
[回答]
(1)能量最低原理(根本):
原子核外电子先占有最低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态(基态)
(2)泡利不相容原理:
每个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子(前提)
(3)洪特规则:
原子核外电子在能量相同的轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低(规律)
[回答]泡利原理是前提,另外两个都是为了整个体系(原子)的能量最低
温故知新,
为新课作铺垫
激昂全体学生的斗志
联想质疑
引
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