PAGE1第一章原子結構與元素周期律教材分析在魯科版《化學1（必修）》中學生對許多元素及其化合物知識已有感性認識的基礎上，本節將繼續深入探討原子核的結構以及核外電子排布規律，并運用原子結構知識解釋某些元素部分性質。這無疑體現了微觀探析與宏觀辨識核心素養，遵循了由具體到抽象、由現象到本質的認知規律。同時原子結構也是認識元素周期律、元素周期表和分子結構（離子鍵、共價鍵）的基礎，因此本節教材在必修模塊中起著承上啟下的作用。教學目標與核心素養宏觀辨識與微觀探析：引導學生了解原子核外電子的排布規律，使他們能畫出1～20號元素的原子結構示意圖；了解原子的最外層電子排布與元素的原子得、失電子能力和化合價的關系。科學探究與創新意識：基于對原子結構與元素原子失電子能力之間的關系，預測鈉、鎂、鉀失電子能力的強弱，并能夠通過實驗探究預測的正確性。證據推理與模型認知根據鈉、鎂、鉀三種元素與水反應的實驗事實，能夠根據其原子結構分析歸納元素原子的得失電子能力與原子結構的關系。教學重難點原子核外電子排布規律、原子結構與元素得失電子能力關系課前準備學生上網查閱，玻爾原子結構模型教學過程【知識回顧】原子的構成、原子核的構成是怎樣的？什么是核素？什么是同位素？請完成學案知識回顧部分。【投影】【投影】盧瑟福原子結構模型【質疑】盧瑟福通過粒子散射實驗，提出“原子由原子核和核外電子構成，原子核帶正電荷，位于原子的中心；帶負電荷的電子在原子核周圍“廣闊”的運動空間做高速運動”的原子結構模型。那么原子核外電子在這“廣闊”的空間里怎樣運動呢？有規律嗎？【投影】玻爾原子結構模型以及主要觀點【新課引入】他的學生玻爾通過進一步的研究提出：核外電子是處在一定的軌道上繞核運行的，正如太陽系的行星繞太陽運行一樣；核外運行的電子分層排布，按能量高低而距核遠近不同。這一理論被稱為玻爾原子結構模型。你想知道核外電子是如何分層排布的嗎？元素的性質與原子核外電子排布又有何關系？這節課讓我們一起探究原子核外電子排布的規律，以及原子結構與元素性質的關系。【自學探究】閱讀教材P5頁內容，歸納總結在含有多個電子的原子里，電子是如何分層排布的？有什么規律？總結：（1）原子核外電子根據能量由低到高順序分別在距原子核由近到遠的不同區域運動。（2）把核外電子運動的不同區域看做不同的電子層，即各電子層上電子的能量不同。【問題】目前人們把原子核外分為幾個電子層呢？在各電子層上運動的電子的能量有什么區別呢？【投影】總結：離核最近，能量最低的層為第一電子層，能量稍高，離核稍遠的為第二電子層，共7個電子層，依次用符號K、L、M、N、O、P、Q來表示。第一層到第七層能量逐漸升高。【投影】各電子層中電子離核遠近和電子能量大小比較【問題】各個電子層所容納的電子數有規律嗎？【交流研討】觀察稀有氣體元素原子核外電子排布情況，討論解決以下問題：1.核外電子總是先排哪一個電子層。2.各電子層上最多可容納電子的數目是多少？和該電子層的序數（用n表示）有何關系？3.最外電子層、次外電子層及倒數第三電子層最多可容納的電子數目是多少？小結：核外電子排布的規律（一低四不超）【投影】原子核外電子總是先排能力最低的電子層，然后有里向外，依次排布即排滿了K層才能排L層，排滿了L層才能排M層原子核外每個電子層最多容納2n2個電子（n為電子層序數）原子最外層電子數不超過8個電子（K層為最外層時，不超過2個電子）原子次外層電子數不超過18個電子倒數第三層不超過32個電子【問題】如何形象的表示電子在原子核外的分層排布情況？【方法導引】用小圓圈表示原子核，圓圈內的數字表示核內質子數，弧線表示各電子層，弧線上的數字表示該電子層上的電子數。這樣的圖示稱為原子結構示意圖。如鈉原子結構示意圖【投影】鈉原子結構示意圖，以及1-20號元素原子結構示意圖【觀察思考】根據鈉原子和氯原子的原子結構示意圖，你能否寫出鈉離子和氯離子得結構示意圖？【方法導引】離子結構示意圖與原子結構示意圖寫法相同，只是因為原子在形成離子時，會失去最外層電子或最外層得到電子，因此核內質子數不等于核外電子數。【投影】鈉離子和氯離子的結構示意圖Cl-:、Na+:。【總結】原子：核電荷數=質子數=核外電子數陽離子：核外電子數=核電荷數-電荷數陰離子：核外電子數=核電荷數+電荷數【遷移運用】1.下列微粒結構示意圖表示的各是什么微粒?2.下列微粒結構示意圖是否正確？如有錯誤，指出錯誤的原因。【聯想質疑】為什么有的原子容易失去最外層電子形成陽離子，有的原子容易得到電子形成陰離子呢？原子核外電子的排布與元素的性質有何關系？【自主探究】請同學們自學教材第六頁前兩段內容，總結元素的性質與原子核外電子排布的關系。【歸納總結】元素性質與原子最外層電子關系（1）稀有氣體元素原子最外層電子數位8（He為2），不易得失電子，易顯0價。（2）金屬元素，最外層電子一般小于4，易失電子形成陽離子，易顯正價。（3）非金屬元素，最外層電子一般大于4，易得電子形成陰離子，易顯負價。【聯想質疑】根據初中的學習，我們知道不同的金屬其活動性是不同的，與酸反應的難易程度也不同，即不同金屬元素原子的得失電子不同，那么金屬元素原子得失電子的能力與其原子結構有什么關系呢？請大家完成教材“活動探究”。【活動探究】1.預測鈉、鎂兩種元素原子的得失電子能力強弱，并從原子結構的角度說明理由。鈉大于鎂，鈉和鎂最外層均為L層，鎂原子核電荷數大，對最外層電子吸引力更強，不易失去2.預測鈉、鉀兩種元素原子的得失電子能力強弱，并從原子結構的角度說明理由。鈉小于鉀，鈉和鉀最外層電子數相同，但鉀的最外層為N層，離原子核較遠，原子核對最外層電子吸引力弱，易失去【交流展示】找部分同學交流自己的預測和理由。【質疑】大家的預測是否正確呢？我們能否通過實驗來驗證我們的預測呢？【指導】通常情況下可以通過比較元素的單質與水（或酸）反應置換出氫氣的難易程度來判斷元素原子失電子能力強弱。下面我們就通過實驗來驗證一下我們的預測是否正確。請大家認真觀察實驗并記錄實驗現象,寫出對應的化學方程式，并根據實驗現象得出正確的結論。【實驗驗證】多媒體投影：鈉、鎂與水反應的實驗對比，鈉、鉀與水反應的實驗對比。【交流展示】找部分同學展示方程式的書寫，以及根據實驗現象得出結論。多媒體展示：元素NaMgK實驗現象鈉浮在水面上,熔成一個閃亮的小球,小球向四周移動,發出“嘶嘶”的響聲,酚酞變紅。鎂片幾乎沒有變化,加熱時,鎂片上有氣泡冒出,酚酞溶液變紅鉀與水立即劇烈反應,放出的熱使鉀立即燃燒起來,酚酞溶液變紅反應方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑結論與水反應的劇烈程度:K>Na>Mg【思考】1.你對以上兩組元素原子失電子能力強弱的預測正確嗎？你從原子結構的角度對它們失電子能力強弱的解釋是否合理？哪些證據支持了你的預測和解釋？鉀與水反應比鈉與水反應劇烈，鈉與水易反應，鎂與水在常溫下不易反應2.通過前面的學習，你已經可以從質子數、中子數、核電荷數、核外電子數、最外層電子數、電子層數等方面描述原子的結構了，它們是否會影響元素原子失電子能力的強弱？如果會，如何影響？如果不會，說明理由。中子不帶電，對原子得失電子能力強弱沒有影響；質子帶正電，質子數決定核電荷數和核外電子數，核電荷數對最外層電子有吸引力，當電子層數相同時，核電荷數越大對外層電子吸引力就越大，原子越不易失電子；最外層電子數相同時，核外電子數越多，則電子層數就會越多，電子層數越多，最外層電子離原子核越遠，越容易失去。3.請根據以上討論來分析說明硫、氯兩元素中哪種元素原子的得電子能力強。氯和硫電子層數相同，氯的核電荷數大，對最外層電子的吸引力強，更易得電子【歸納總結】元素原子得失電子能力與元素原子的最外層電子和電子層數的關系1.電子層數相同，核電荷數越大，最外層電子離核越近，越難失電子，越易得電子。2.最外層電子相同，電子層數越多，最外層電子離核越遠，越易失電子，越難得電子。【遷移應用】鎂和鋁在金屬活動性順序表中均排在氫之前,但是二者分別與鹽酸反應的速率、現象不一樣,①中反應劇烈,②中反應不劇烈。根據圖示以及鎂、鋁的電子層結構分析,哪個圖表示的是鎂與鹽酸的反應?圖①表示的是鎂與鹽酸的反應(2)試利用原子結構的觀點解釋反應劇烈的一方劇烈的原因是什么?鎂與鋁電子層數相同，鎂的核電荷數小，對外層電子的吸引力小，更易失電子