人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表教案及反思

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.了解原子核外电子排布。

2.结合原子结构示意图，归纳总结出元素周期表的编排原则及能够根据原子序数确定元素在元素周期表的位置。

【教学重难点】

原子结构、元素周期表的结构

【教学过程】

1.新课导入

[情境]原子结构模型的演变

很早以前，人们就提出了这样一个问题：物质是否无限可分？在公元前5世界，希腊哲学家德谟利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。

1803年道尔顿提出:原子是构成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分实心球。

1904年汤姆孙利用阴极射线实验发现了电子，他认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。

1911年卢瑟福（汤姆孙的学生）进行了α散射实验，得出在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。

1913年玻尔（卢瑟福的学生）引入量子论的观点，提出电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。

1926~1935年，现代物质结构学说提出电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。

[设计意图]通过了解原子结构模型的演变历程，学生可以认识到从宏观和微观结合的视角分析与解决问题的重要性，知道科学研究过程中常需要依据物质及其变化的信息建构模型，提高模型的认知能力。

[复习]回顾原子的构成。提出问题：原子是由什么构成的？原子本身为什么不带电？

[学生活动]思考并回答：原子由原子核和核外电子构成。由于原子核中质子带正电，核外电子带负电，正负电荷数相等，因此原子本身不带电。

2.新课讲授

[师]我们知道电子的质量很小，可以忽略不计，所以原子的质量主要集中在原子核上，质子和中和的相对质量都近似为“1”，我们把质子数和中子数之和叫质量数，用符号A表示。

[投影]展示标有质量数的某元素X

[师]质量数用A表示位于元素符号的左上方，质子数用Z表示位于元素符号的左下方。质量数与质子数之间有什么关系？

[生]质量数=质子数+中子数                                

[师]在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域运动。我们把不同的区域简化为连续的壳层，也称为电子层。电子层从内到外依次为K、L、M、N……

[师]在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核近的区域内运动的电子能力较低，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，所以电子一般先由内部排起，当填满后再填充下一层。

[设疑]那么每个电子层可以排布多少个电子呢？

[学生活动]观察稀有气体元素原子核外电子排布，发现规律，归纳1~20号元素的原子核外电子排布。

[总结]每层分别最多容纳2n2个(K、L、M、N层分别容纳2、8、18、32个电子。最外层电子数目不超过8个。次外层电子数目不超过18个。倒数第三层电子数目不超过32个。

注：K层为最外层或次外层时不超过2个。

[学生活动]写出49号元素的原子结构示意图。

[教师活动]回忆初中学过的有关铁的物理性质。

[师]原子或分子是呈电中性的，质子数等于核外电子数等于核电荷数。原子失电子形成阳离子带正电，得电子形成阴离子带负电。那么离子中，质子数与核外电子数有什么关系？

[生]阳离子中，质子数=核外电子数+失去的电子数；阴离子中，质子数=核外电子数-得到的电子数。

[强调]电子层实质是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。

[学生活动]分析1-20号元素原子的特点。

[过渡]在初中阶段已经初步学习了元素周期表，元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫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编制出了第一张元素周期表。随着化学科学的不断发展，元素周期表中元素的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，周期表也逐渐变成我们现在常用的这种形式。

[设疑]元素周期表在编排时遵循哪些原则？

[学生活动]思考，并回答。

[教师活动]提出问题：

问题1：元素周期表中有几个横行？构成几个周期？周期分为几类？分类依据是什么？

问题2：元素周期表中有几个纵列？构成几个族？族分为几类？分类依据是什么？

问题3：画出元素周期表的轮廓，标出周期序数和族序数，标明碱金属元素、卤族元素、稀有气体元素、过渡元素所处的区域，找出其中包括元素种类最多的周期和族。

问题4：同周期ⅡA、ⅢA族元素的原子序数的差值存在哪些可能？

问题5：每周期各有多少种元素？你发现各周期的元素种数有什么规律？

[学生活动]观察元素周期表，回答问题。

3.课堂小结

[师]本节课在初中已了解概貌，深入认识原子结构和熟悉元素周期表的结构，重点讨论的是周期表的族序数（“位”）与原子核外电子（“构”）的关系，为后面讨论元素性质打下基础。

4.板书

4.1.1原子结构与元素周期表

一、原子结构

原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)

核外电子排布规律

二、元素周期表

编排原则（七横七周期，三短四长；十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ一0）