高中化学必修一 4.1.1 原子结构 元素周期表 核素教学设计新

第四章　元素周期律

第1节　原子结构与元素周期表

“元素周期表”是必修一模块第四章。新课程标准对本节内容要求是：认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。知道元素和核素的含义，了解原子核外电子的排布。结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈现周期性变化的规律，构建元素周期律。知道元素周期表的结构，以第三周期的钠、镁、铝、硅、硫、氯，以及碱金属和卤族元素为例，了解同周期和主族元素性质的递变规律。给出的活动与探究建议是：查阅元素周期律的发现史料，讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。元素周期律这部分内容始终是高中化学概念理论部分的重点内容之一。在新课程中，更加关注概念理论知识的建构过程和各部分知识间的联系。课程标准规定或建议的核心教学活动凸现了概念理论的建构过程，更注重科学学习方法的教育。

【宏观辨识与微观探析】

1、知道核外电子能量高低与分层排布的关系。

2、能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。

3、能说出元素周期表的编排原则及其结构。

4、能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。

5、知道元素、核素的含义。

【科学态度与社会责任】

1、了解原子结构模型演变。

2、了解元素周期表的发展历史。

1、核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。

2、能说出元素周期表的编排原则及其结构。

3、知道元素、核素、同位素的含义。

投影、电脑视频

【引入】

     丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成。那么这些元素之间有什么内在联系吗？它们是如何相互结合形成多种多样的物质呢？原子结构与元素周期表之间有什么样的关系呢？

【科学史话】原子结构模型的演变

【提问】原子由什么构成？什么叫质量数？

质量数＝ 质子数 + 中子数

【板书】……

【讲解】  

一、原子结构

1.电子层

(1) 概念：在多电子原子里，把电子运动的                 的区域简化为              的壳层，称作电子层。

(2) 不同电子层的表示及能量关系

a、在多电子原子里，电子的能量不同。

b、在离核近的区域运动的电子的能量较低，在离核远的区域运动的电子的能量较高。

2.电子层的表示方法

(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：

原子结构示意图中，核内质子数 = 核外电子数

(2) 原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：

Na＋             ；Cl－                 。

阳离子：核外电子数          核电荷数。

阴离子：核外电子数          核电荷数。

3.核外电子排布

【提问】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？

从表中稀有气体的电子排布，你发现什么规律？

(1)当K为最外层，最多能容纳多少电子？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数？

(2)次外层最多容纳电子数是多少？

(3)你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？

(4) 请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电核数为1-20号元素原子的核外电子排布。

核外电子排布的规律特点：(1)_____________________；(2)_____________________；(3)_____________________；(4)_____________________等。

【板书】

每层最多容纳2n2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。核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。

【思考交流】

1．钾的原子结构示意图为什么不能写成 ？

2．原子形成阳离子或阴离子后，其电子层结构发生了哪些变化？

【课堂练习】

1.下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是（   ）

①核外电子是分层运动的　②所有电子在同一区域里运动　③能量高的电子在离核近的区域内运动　④能量低的电子在离核近的区域内运动

A.①④        B.②③             C.①③       D.②④

2.排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是（   ）

A.K层        B.L层             C.M层       D.N层

3.在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n＋1)层最多能多10个，则此电子层是（   ）

A.K层      B.L层              C.M层      D.N层

【总结】

二、元素周期表

【讲解】元素周期表的发展历史

【过渡】按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。在发现原子结构以后，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

【思考与交流】元素周期序数和原子的核外电子层的关系？

1.周期

元素周期表有__个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有__个周期。

2.族

      现在常用的元素周期表有   个纵行，它们被划分为    个族，包括   个主族，用A表示。  个副族，用B表示。  个第Ⅷ族(其中第                这3个纵行称为第Ⅷ族)，   个0族。

【板书】

族的别称：第ⅠA族元素(除氢)称为碱金属元素；第ⅣA族元素称为碳族元素；第ⅤA族元素称为氮族元素；第ⅥA族元素称为氧族元素；第ⅦA族元素称为卤族元素；0族元素称为稀有气体元素。

2.元素周期表的编排原则

(1) 横行原则：把             相同的元素，按             的顺序从左到右排列。

(2) 纵行原则：把不同横行中                      相同的元素，按                  的顺序由上而下排列。

(3) 原子序数：按照元素                           给元素编的序号。

(4) 原子序数与元素的原子结构之间的关系：

  原子序数＝                   ＝                      ＝                     。

3.认识元素周期表的相关信息(以Fe为例)

【课堂练习】

1.下列说法正确的是（    ）

A.我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量

B.元素周期表中同一横行元素原子的电子层数相同

C.元素周期表有16个纵行

D.元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了

2.已知元素的原子序数，不可以推断元素原子的（    ）

A.质子数    B.核电荷数          C.核外电子数    D.离子所带的电荷数

【小结】

三、核素

【讲解】核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。

同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。

【课后作业】

【板书设计】

一个中心就是以元素周期表为中心，研究元素周期表的结构、特点、功能为重点，突出位置、结构、性质之间的相互依存关系，在配上欣赏元素周期表、应用元素周期表、展望元素周期表，构成完整的知识脉络。针对学生对于周期表中大量元素不熟悉的情况，选择适当的情境资源来熟悉这些元素，选择了视频，元素周期表歌曲。以族为序，包含了7个主族和0族的元素名称，尝试对于元素周期表的熟悉程度，也是学生学习有序记忆化学知识的途径。介绍元素周期表的发展历史和同位素在生成生活中的应用，提高学生宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任的核心素养。