2019-2020年高中化學(xué) 1.2.2原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案 魯教版選修3.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.2.2原子結(jié)構(gòu)與元素周期表教案 魯教版選修3 【教學(xué)目標(biāo)】 1. 知道元素周期表中元素按周期劃分的原因 2. 知道族的劃分與原子中價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布的密切關(guān)系。 【教學(xué)重難點(diǎn)】了解核外電子排布與元素周期表的周期、族劃分的關(guān)系 【教師具備】多媒體課件 【教學(xué)方法】引導(dǎo)式教學(xué) 【教學(xué)過程】【學(xué)生活動(dòng)，教師可適當(dāng)引導(dǎo)】 能量由低到高順序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s……泡利不相容原理指出一個(gè)原子軌道最多容納２個(gè)電子且自旋方向必須相反。洪特規(guī)則要求在能量相同的軌道上排布，盡可能分占不同的軌道并切自旋方向平行。能量相同的原子軌道在全充滿（如P6和d10）半充滿（如P3和d5）和全空（P0和d0）狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，原子較穩(wěn)定。還學(xué)習(xí)了1~36號(hào)原子的核外電子排布式書寫。 [聯(lián)想質(zhì)疑]圖1-2-6是元素周期表的輪廓圖。觀察此圖后，你是否想過，原子的核外電子排布與元素周期表中周期、族的劃分有什么內(nèi)在聯(lián)系？ 【復(fù)習(xí)回顧】元素周期表的知識(shí) 1. 短周期（一、二、三行）（元素有2、8、8種） 周期 長(zhǎng)周期（四、五、六行）（元素有18、18、32種） 不完全周期（七行）（元素有26種） 元素周期表結(jié)構(gòu) 主族（1、2、13、14、15、16、17列） A族 族 副族（3、4、5、6、7、11、12列）B族 零族（18列） 第VIII族（8、9、10列） 2. 隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。元素周期律：元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增，而呈現(xiàn)出周期性的變化。同一周期：電子層數(shù)相同，原子序數(shù)遞增的元素從左到右為同一周期；同一族：最外層電子數(shù)相同，原子序數(shù)逐漸增大的元素從上到下為同一族。 【過渡】那大家知道核外電子排布與周期的劃分的原因么？二者是否存在聯(lián)系？ 【板書】二、核外電子排布與元素周期表 【講解】請(qǐng)大家看圖1-2-7鮑林近似能級(jí)圖，這是美國(guó)化學(xué)家鮑林根據(jù)大量光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論計(jì)算總結(jié)出的，并用圖來表示的多電子原子中外層能級(jí)高低的一般次序。小方塊表示原子軌道，能量相同的原子軌道連在一起；能量相近的則歸為一組，并用線框框在一起，以表示它們屬于同一能級(jí)組。相鄰能級(jí)組之間能量相差比較大，同一能級(jí)的則能量相差較小。也就是說原子軌道的能量與主量子數(shù)n、角量子數(shù)l都有關(guān)，所以21~30號(hào)元素的核外電子排布是先排4s能級(jí)上、后排在3d能級(jí)上。 【交流研討】請(qǐng)根據(jù)1~36號(hào)元素原子的電子排布，參照鮑林近似能級(jí)圖，嘗試分析原子中電子排布與元素周期表中周期劃分的內(nèi)在聯(lián)系。 1. 周期的劃分與什么有關(guān)？ 2. 每一周期中所能容納的元素種數(shù)與什么有關(guān)？ 3. 周期序數(shù)與什么有關(guān)？ 【歸納總結(jié)】 1．周期的劃分與能級(jí)組有關(guān)。 2．一個(gè)能級(jí)組對(duì)應(yīng)一個(gè)周期，一個(gè)能級(jí)組所容納的最多電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種數(shù)，每個(gè)周期所含元素總數(shù)恰好是原子軌道總數(shù)的2倍，即從第1周期到第7周期所包含元素?cái)?shù)目分別為2，8，8，18，18，32，第7周期為不完全周期。 3．主量子數(shù)（n）對(duì)應(yīng)周期序數(shù)。周期表中的7個(gè)周期分別對(duì)應(yīng)7個(gè)能級(jí)組。 【板書】1.周期的劃分 （1）與能級(jí)組有關(guān) （2）每個(gè)周期所含元素總數(shù)恰好是原子軌道總數(shù)的2倍 （3）主量子數(shù)（n）對(duì)應(yīng)周期序數(shù) 【練習(xí)】書寫20號(hào)鈣原子、24號(hào)鉻原子、29號(hào)銅原子和35號(hào)溴原子的價(jià)電子排布。 [引導(dǎo)學(xué)生觀察完成下面的討論] Ca 4s2 Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 Br 4s24p5 【討論】 1.主族元素原子的價(jià)電子排布與過渡元素原子的價(jià)電子排布有什么區(qū)別？ 2.同一主族元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？主族序數(shù)與什么有關(guān)？ 3.同一族過渡元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？其族序數(shù)與什么有關(guān)？ 【歸納總結(jié)】 族的劃分與原子的價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布密切相關(guān)，同族元素的價(jià)電子數(shù)目相同。 主族元素的價(jià)電子全都排布在最外層的ns或np軌道上。主族元素所在的族的序數(shù)等于該元素原子的價(jià)電子數(shù)，元素的最外層電子即為價(jià)電子。 對(duì)于過渡元素的原子，價(jià)電子排布為（n－1）d1～10ns1～2。雖然同一副族內(nèi)不同元素原子的電子層數(shù)不同，價(jià)電子排布卻基本相同，而且ⅢB～ⅦB副族的價(jià)電子的數(shù)目仍然與族序數(shù)相同。例如，金屬錳的價(jià)電子排布為3d54s2，價(jià)電子數(shù)為7，對(duì)應(yīng)的族序數(shù)為ⅦB。價(jià)電子排布為（n－1）d6～8ns2的三個(gè)縱行統(tǒng)稱為Ⅷ族。ⅠB和ⅡB則是根據(jù)ns軌道上是有一個(gè)還是有兩個(gè)電子來劃分的。 【板書】2.族的劃分 （1）與原子的價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布密切相關(guān) （2）主族元素：族的序數(shù)=價(jià)電子數(shù)，最外層電子即為價(jià)電子 （3）過渡元素：價(jià)電子排布卻基本相同，（n－1）d1～10ns1～2 ⅢB～ⅦB副族：價(jià)電子數(shù)=族序數(shù) 【指導(dǎo)閱讀】核外電子排布與元素周期表的分區(qū) 1.觀察元素周期表中各族元素的價(jià)電子排布 2.嘗試根據(jù)價(jià)電子排布的特點(diǎn)將周期表分區(qū)劃分 3.討論s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)元素的價(jià)電子排布特點(diǎn) 4.根據(jù)各區(qū)元素的價(jià)電子排布特點(diǎn)討論各區(qū)元素的性質(zhì) 【例題】某元素原子共有3個(gè)價(jià)電子，其中一個(gè)價(jià)電子的四個(gè)量子數(shù)為n＝3， l＝2， m＝2， ms＝+1/2。試回答： （1）寫出該元素原子核外電子排布式。 （2）指出該元素的原子序數(shù)，在周期表中所處的分區(qū)、周期數(shù)和族序數(shù)，是金屬還是非金屬以及最高正化合價(jià)。 【解析】本題關(guān)鍵是根據(jù)量子數(shù)推出價(jià)電子排布，由此即可寫出核外電子排布式及回答問題。由一個(gè)價(jià)電子的量子數(shù)可知，該電子為3d電子，則其它兩個(gè)電子必為4s電子（因?yàn)镋3d＜E4s＝, 所以價(jià)電子排布為3d14s2，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2。從而知原子序數(shù)為21 ，處于周期表中的d區(qū)第4周期 ⅢB族，是金屬元素，最高正價(jià)為＋3。 答案: 核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2 原子序數(shù)為21, 處于周期表中的d區(qū)第4周期 ⅢB族，是金屬元素，最高正價(jià)為＋3. 【小結(jié)】元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系： 周期序數(shù)由該元素原子中電子的最大主量子數(shù)決定； 族序數(shù)由該元素原子的價(jià)電子數(shù)決定； 所在區(qū)由該元素原子價(jià)電子對(duì)應(yīng)的角量子數(shù)決定。 【板書設(shè)計(jì)】 二、核外電子排布與元素周期表 1.周期的劃分 （1）與能級(jí)組有關(guān) （2）每個(gè)周期所含元素總數(shù)恰好是原子軌道總數(shù)的2倍 （3）主量子數(shù)（n）對(duì)應(yīng)周期序數(shù) 2.族的劃分 （1）與原子的價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布密切相關(guān) （2）主族元素：族的序數(shù)=價(jià)電子數(shù)，最外層電子即為價(jià)電子 （3）過渡元素：價(jià)電子排布卻基本相同，（n－1）d1～10ns1～2 ⅢB～ⅦB副族：價(jià)電子數(shù)=族序數(shù)