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文檔簡介

1、引言【學習目標】1.了解人類在探索物質結構的過程中已經取得的重要成果和價值。2. 初步認識物質的結構與性質之間的關系,認同“結構決定性質、性質反映結構”等觀點。3. 回顧必修2中有關原子結構的基礎知識,為新課學習做好準備。閱讀課文引言(12頁)談談你對物質的組成、結構與性質關系的認識引言化學研究的是構成宏觀物體的物質。一、研究物質的組成與結構二、研究物質的性質與變化思考 二者的關系如何?古希臘的“原性論”哲學和我國古代的煉丹術士認為“吞金可長生”自然哲學,對這兩者的關系是如何認定的?思考與交流 1、鐵易生銹,真金不怕火煉等事例說明了什么問題?為什么? 2、O2和O3是同素異形體,空氣中的O2是

2、須臾不能離開的,而空氣中的O3多于1.2mg/L則有害;CO易燃,CO2卻能滅火。這又說明了什么問題?為什么? 3、分子式為C2H6O的物質可能有圖示兩種結構,前者與水互溶而后者不能。這也說明了什么問題?思考與交流 4、下圖所示兩種物質:前者是第一種用醫學的磺胺藥,為什么服用此藥后可殺死細菌? 5、下圖所示是鮑魚及其剖面圖,圖中標出了它的兩層不同結構的殼。你能說出這兩層殼的功用是什么?為什么? 引言 -世上萬物,神奇莫測(什么是原性論?) 1、原子的組成與結構決定性質:鐵易生銹、鈉易與一些物質反應。-第一章原子結構與性質2、分子的組成與結構決定性質:對氨基苯磺酰胺(磺胺藥)和對氨基苯甲酸 21

3、世紀化學的重要課題:模擬生物體中酶的結構創造具有酶的性質的物質。-第二章分子結構與性質分子結構原子結構晶體結構結構性質決定3、 晶體的組成與結構決定性質:金剛石和石墨 方解石和霰石-第三章晶體結構與性質看課本第一章彩圖你能了解人們認識原子模型的發展史嗎?原子的發現史1.古希臘原子論2.道爾頓原子模型(1803年)3.湯姆生原子模型(1904年)4.盧瑟福原子模型(1911年)5.玻爾原子模型(1913年)6.電子云模型(1926年)1.古希臘原子論古希臘哲學家 原子是最小的、不可分割的物質粒子。原子之間存在著虛空,無數原子從古以來就存在于虛空之中,既不能創生,也不能毀滅,它們在無限的虛空中運動

4、著構成萬物。( Democritus ,約公元前 460 年前 370 年) 原子2.道爾頓原子模型(1803年)原子在一切化學變化中不可再分,并保持自己的獨特性質;同一元素所有原子的質量、性質都完全相同。不同元素的原子質量和性質各不相同;不同元素化合時,原子以簡單整數比結合 。(化學原子論)3.湯姆生原子模型(1904年)原子是一個平均分布著正電荷的粒子,其中鑲嵌著許多電子,中和了正電荷,從而形成了中性原子。(“葡萄干布丁”模型)(西瓜模型)4.盧瑟福原子模型(1911年)原子中心有一個帶正電荷的核,它的質量幾乎等于原子的全部質量,電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉,就象行星環繞太陽運轉一樣。

5、(“行星系式”原子模型)(核式模型)5.玻爾原子模型(1913年)電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。(電子分層排布模型)6.電子云模型(1926年)現代物質結構學說。波粒二象性。(量子力學模型)1.古希臘原子論(原子是最小的,不可分割)2.道爾頓原子模型(不可再分的實心球)3.湯姆生原子模型(棗糕模型)4.盧瑟福原子模型(原子核模型)5.玻爾原子模型(行星模型)6.電子云模型(量子力學模型)不同時期的原子結構模型: 人類在認識自然的過程中,經歷了無數的艱辛,正是因為有了無數的探索者,才使人類對事物的認識一步步地走向深入,也越來越接近事物的本質。隨著現代科學技術的發展,我們現在

6、所學習的科學理論,還會隨著人類對客觀事物的認識而不斷地深入和發展。復習回憶:原 子 結構原子:是化學變化中最小的粒子化學反應的實質:是原子的重新組合。原子結構原子原子核核外電子(-)質子(+)中子(不帶電)回憶:構成原子的粒子有哪些?它們怎樣構成原子的?【復習】構成原子的粒子及其性質構成原子的粒子電子原子核質子中子電性和電量1個電子帶1個單位負電荷1個質子帶1個單位正電荷不顯電性質量/kg9.10910311.67310271.6751027相對質量1/18361.0071.008核電荷數(z)=核內質子數=核外電子數質量數(A) = 質子數(Z) + 中子數(N)思考:質子數電子數,該粒子是

7、陽離子 陰離子質子數電子數,該粒子是學 與 問核外電子是怎樣排布的?畫出氫鈉鉀的原子結構示意圖第一章原子結構與性質第一節原子結構(第一課時)過關任務1. 能按原子序數熟記1-36號元素。2. 能夠熟練書寫1-36號元素符號,名稱。第一節 原子結構(第一課時)【學習目標】(1)通過觀看視頻、閱讀教材進一步了解宇宙的誕生與原子結構理論發展的歷程。通過科學史話的閱讀進一步了解科學假設與思辯性推測的差異性與科學性。(2)在復習已有的原子結構知識的基礎上,知道能層和能級的含義以及每一能層中的能級數和各能級中所能容納的最多電子數,并能正確表示能層與能級。教學重點:每一能層中的能級數和各能級中所能容納的最多

8、電子數。教學難點:正確表示能層與能級。原子是怎樣誕生的呢?閱讀課本P4宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸1932年勒梅特首次提出了現代宇宙大爆炸理論:整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中,后來發生了大爆炸,碎片向四面八方散開,形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時,誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li,然后經過長或短的發展過程,以上元素發生原子核的熔合反應,分期分批的合成了其它元素。 1、有誰知道宇宙中最豐富的元素是那一種?宇宙年齡有多大?地球年齡有多大?2、你認為科學史話中普魯特的推理是符合邏輯的嗎?1、氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%(氦18),另外還有90多種元素,宇宙

9、年齡距近約140億年,地球年齡已有46億年。思考與交流 回 答2、不符合,科學假設不同于思辨性推測一、開天辟地原子的誕生1.現代大爆炸宇宙學理論宇宙大爆炸大量氫少量氦極少量鋰其他元素原子核的融合反應約2h后誕生于2.氫是宇宙中最豐富的元素,是所有元素之母。3.所有恒星仍在合成元素,但這些元素都是已知的。4.地球上的元素絕大多數是金屬,非金屬(包括稀有氣體)僅22種。歸納總結最多電子數28325018二、能層與能級1、能層(n)離 核 距 離能 量 高 低( 近 )( 遠 )( 低 )( 高 )根據多電子原子的核外電子的 能量 不同,可以將核外電子分成不同的能層。能 層符 號一二四六七LNOPQ

10、K三五M2、能 級在多電子原子中,同一電子層中,電子的能量稍有差別,又把同一電子層分成幾個電子亞層(能級),按能量由低到高分別用s、p、d、f表示。 各能級可容納的最多電子數為:s p d f2 6 10 141、原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數與能層序數n存在什么關系?2、不同的能層分別有多少個能級,與能層的序數n存在什么關系?3、英文字母相同的不同能級中容納的最多電子數是否相同?4、s、p、d、f能級所容納的電子數怎樣?學與問:能層與能級各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數能層(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ能級(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最

11、多容納的電子數22626102610142818322n2歸納總結規 律1、在每一能層中,能級符號的順序是ns、np、nd、nf(n代表能層)2、任一能層的能級總從s能級開始,而且能級數等于該能層序數。5 、每一能層最多可容納2n2個電子3、各能級所在能層的取值nsn1;npn2;ndn3;nfn4;4、以s、p、d、f排序的各能級可容納的最多電子數依次為1、3、5、7的二倍。6、各能級電子的能量高低比較EnsEnpEndEnfE1sE2sE3sE4sEnsE (n-2)f E (n-1)dEnp (n4)(1)相同能層的不同能級的能量高低順序 :(2)相同能級的不同能層的能量高低順序:(3)

12、不同層不同能級可由下面的公式得出:1.以下能級符號正確的是( )A.6s B.2d C.3f D.7p2.下列有關認識正確的是( )A.各能級的能級數與能層序數相等B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束C.各能層含有的能級數為n-1D.各能層含有的電子數為2n2A DA 第一章原子結構與性質第一節原子結構(第二課時)第一節 原子結構(第二課時)【學習目標】(1)通過舊知回顧,梳理歸納核外電子排布遵循的一般規律。(2)能正確認識構造原理,并能熟記電子進入能級排布的先后順序。(3)能用電子排布式表示常見元素(136號)原子核外電子的排布并能歸納出書寫原子、離子的電子排布式的基本方法。(4)通

13、過思考與交流,知道鉻、銅、銀、金等基態原子的特殊核外電子排布;初步學會外圍電子層排布的表示方法和原子的簡化電子排布式的表示方法。并能將基態原子的電子排布式、外圍電子層排布、簡化電子排布式互換書寫。學習重點:用電子排布式表示常見元素(136號)原子核外電子的排布。學習難點:外圍電子層排布、簡化電子排布式的表示方法。能層一二三四五六七符號能級最多電子數K L M N O P Q 電子能量高在離核遠的區域內運動,電子能量低在離核近的區域內運動,在多電子的原子核外電子的能量是不同的,按電子的能量差異,可以將核外電子分成不同的能層。同一能層的電子,能量也可不同,可以把它們分成能級。1S 2S 2P 3S

14、3P3d 4S4P4d4f 5S5P 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 注:在每一能層中,能級符號的順序是ns np nd nf.(n代表能層),每一個能層最多可容納的電子數為2n2個,任一能層的能級數等于該能層的序數。復習回憶1、以下能級符號正確的是( )A、6s B、2d C、3f D、7p2、若n=3,以下能級符號錯誤的是( )An p Bn f Cn d Dn s 課堂練習ADB3、下列各電子能層中,不包含 d 能級的是 ( )A、N能層 B、M能層 C、L能層 D、K能層CD 4、按能量由低到高的順序排列,正確的一組是( ) A1s、2p、3d、4s B1s、2s

15、、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3pC三、構造原理和電子排布式1.構造原理: 隨原子核電荷數遞增,絕大多數原子核外電子的排布遵循如下圖的排布順序,這個排布順序被稱為構造原理。能量相近的能級劃為一組,稱為能級組電子填充的先后順序(構造原理): 1s;2s 2p;3s 3p;4s 3d4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p;7s 5f 6d7p通式:ns(n-2)f(n-1)dnp2.書寫基態原子電子排布式Na:1s22s22p63s1能層序數該能級上排布的電子數能級符號KLMKLMN注:按能層次序書寫,按構造原理充入電子。用數字在能級符號右上角表明該能級上

16、排布的電子數。K:1s22s22p63s23p64s1課堂練習寫出下列元素基態原子的電子排布式:1、C 2、O 3、Si 4、P1、21Sc 、25Mn2、26 Fe 、36Kr課堂練習寫出下列元素基態原子的電子排布式:小結:電子填入軌道次序圖1s2s 2p3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p 能量相近的能級劃為一組,稱為能級組第一能級組第二能級組第三能級組第四能級組第五能級組第六能級組第七能級組通式:ns(n-2)f、(n-1)d、np3.簡化電子排布式如:Na:1s22s22p63s1Ne3s1表示鈉的內層電子排布與稀有氣體元素Ne的核

17、外電子排布相同簡化為試寫出8號、14號、26號元素的簡化排布式嗎?O:He 2s22p4 Si:Ne 3s23p2 Fe:Ar 3d64s2。 表示該元素前一個周期的惰性氣體電子排布結構,原子實并不是所有基態原子的核外電子都符合構造原理。如:24Cr:1s22s22p63s23p63d54s129Cu:1s22s22p63s23p63d104s1思考與交流 從元素周期表中查出銅、銀、金的外圍電子層排布。它們是否符合構造原理?洪特規則:半充滿、全充滿更穩定 構造原理還不夠完善,當能級電子的排布為全空、半充滿、全充滿時原子比較穩定,即整個原子的能量最低相對穩定的狀態全充滿(p6,d10,f14)全

18、空時(p0,d0,f0)半充滿(p3,d5,f7)下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是( )A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s23p4C. Cl- 1s22s22p63s23p5D. Ar 1s22s22p63s23p6BC練習 1:練習2(1)電子排布式為1s22s22p63s23p6 某原子, 則該元素的核電荷數是_(2)某元素原子的價電子構型為3s23p4, 則此元素在周期表的位置是_18第3周期,第VIA族(1)具有下列電子排布式的原子中,半徑最大的是( )A. 1s22s22p63s23p5B.1s22s23p3D. 1s22s22p2C. 1s2

19、2s22p63s23p4C練習 3:(2)Pb2+離子的價電子結構是( )A. 6s2 B. 6s26p2C. 5s25p2 D. 5s25p63d10 6s2A作業:請根據構造原理,寫出下列元素基態原子的電子排布式和簡化電子排布式:(1)N 、 (2)Ne 、 (3)S 、 (4)Ca 、 (5)29Cu 、 (6)32Ge 、 P12 1 、2 、 7(第一課時)P12 4、 5 (第二課時)課后練習:第一章原子結構與性質第一節原子結構(第三課時)第一節 原子結構(第三課時)【學習目標】(1)通過舊知回顧,典型原子的基態電子排布式的書寫概括歸納出能量最低原理。(2)通過觀察動畫能初步認識

20、“原子的基態與激發態以及電子的躍遷”。建立基態與激發態的概念。(3)通過觀看圖片、動畫、交流初步知道吸收光譜、發散光譜并了解其簡單應用。教學重點:能量最低原理。教學難點:電子的躍遷與光譜。復習回憶一、構造原理: 1、不同層不同能級可由下面的公式得出: ns (n-2)f (n-1)d np (n為能層序數)2.電子排布式3.簡化電子排布式例題解析例1 若某基態原子的外圍電子排布為4d15s2,則下列說法正確的是( )A該元素基態原子中共有3個電子 B該元素原子核外有5個電子層C該元素原子最外層共有3個電子 D該元素原子M能層共有8個電子 B 例2 下列粒子中,電子排布式為1s22s22p63s

21、23p6的有( ) ASc3+ BMg2+ CCl- DBr- 例3 下列化學用語,不能表示氯離子的是( )ACl-D1s22s22p63s23p6BCBAC 例4 構造原理揭示的電子排布能級順序,實質是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量,以下各式中正確的是( )AE(4s)E(3s)E(2s)E(1s) BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s) CE(5s)E(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E(4s)E(4f)E(3d)AB學生閱讀見課本P7-81、什么是能量最低原理?2、什么是基態原子、激發態原子?它們如何轉化?3、什么是光譜?光譜分析?四、能量最低原理、基態與激發

22、態、光譜1、能量最低原理 原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態,簡稱能量最低原理。2、基態原子與激發態原子基態原子:處于最低能量的原子激發態原子:當基態原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,變成激發態原子。閱讀成果總結3、基態、激發態相互轉化與能量的關系基態原子 激發態原子 光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一;吸收能量釋放能量在日常生活中,我們看到的許多可見光,如燈光、霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。4、光譜與光譜分析(1)光譜:不同元素的原子發生躍遷時會吸收或放出不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素的電子吸收光譜或發射光譜,總稱原子光譜

23、。(2)光譜分析:在現代化學中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析。鋰、氦、汞的吸收光譜鋰、氦、汞的發射光譜明暗科學史話主要內容: “光譜”的提出:牛頓,1672年 “七基色”:“紅、橙、黃、綠、青、藍、紫” 1859年,德國科學家本生(R.Bunsem)和基爾霍夫(G.Kirchhoff)發明了光譜儀,攝取了當時已知元素的光譜圖 1913年,丹麥科學家玻爾建立了量子力學閱讀科學史話:P8P9氫原子的光譜課堂練習1、 _ ,簡稱能量最低原理。_叫做基態原 子 2、當基態原子的電子吸收能量后,電子會_,變成激發態原子。電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時,將_能

24、量。光(輻射)是電子_能量的重要形式之一。原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態 處于最低能量的原子躍遷到較高能級 釋放 釋放 3、不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素的電子的_光譜或_光譜,總稱_光譜。許多元素是通過原子光譜發現的。在現代化學中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為_。 吸收 發射 原子 光譜分析第一章原子結構與性質第一節原子結構(第四課時)第一節原子結構(第四課時)【學習目標】(1)通過閱讀教材、觀看視頻與圖片,初步認識原子核外電子運動的歷程。(2)通過閱讀教材、觀看視頻與圖片,初步認識電子云與原子軌道。(3)通過科

25、學探究、小組討論、歸納概括,知道什么是泡利原理和洪特規則以及它們的應用。(4)通過回顧、概括建構原子及其核外電子的各種表示方法。教學重點: S、P電子云的特征、泡利原理和洪特規則。教學難點:泡利原理和洪特規則的應用。 閱讀與交流 1、什么是電子云? 2、什么是原子軌道?宏觀物體的運動特征:可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度;可以描畫它們的運動軌跡。微觀物體的運動特征:核外電子質量小,運動空間小,運動速率大。無確定的軌道,無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置,只能指出其在核外空間某處出現的機會的多少。核外電子運動的特征 1.電子云:電子在原子核外空間一定范圍內出現,

26、可以想象為一團帶負電的云霧籠罩在原子核周圍,所以,人們形象地把它叫做“電子云”五、電子云與原子軌道 電子云:是電子在原子核外出現的概率密度分布圖,是核外電子運動狀態的形象化描述。1、電子云中的小黑點,不表示原核外的一個電子,而是表示電子在此空間出現的概率(P)。2、概率密度 電子云密度大的地方說明電子出現的機會多,而電子云密度小的地方說明電子出現的機會少。注意電子云輪廓圖2. 原子軌道:電子云輪廓圖稱為原子軌道或電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為原子軌道原子軌道與火車運行的軌道有何不同? 原子軌道是指一定能級上的電子,在核外空間運動的一個空間區域.火車的軌道則是火車運行的一個固定路線.問題討論3. 原子軌道的特點s能級的原子軌道圖S能級的原子軌道是球

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