第三单元　人类对原子结构的认识优秀导入

化学必修2教案

专题一：微观结构与物质的多样性

莆田二中化学组 陈春发

第一单元：原子核外电子排布与元素周期律

第一课时

教学目标：

（一）知识与技能

掌握原子核外电子排布规律,以及元素周期律。

（二）过程与方法

通过分析元素周期表的排布，提升电子排布规律的认识，初步体会归纳与演绎的学习方法。

（三）情感与价值观

通过原子核外电子排布规律，了解物质运动的复杂性和特殊性

教学重、难点

教学重点：了解原子的结构，能画出1~18号元素的原子结构示意图

教学难点：核外电子排布规律

教学过程：

1.创设情境，引入新课

下表是构成原子的各微粒的一些参数，请根据表中所提供的信息回答问题：

表1 微粒

质量/kg 相对质量

电性和电量/C -27质子

1.673×10

1.007 +1.602×10-19

中子

1.675×10-27

1.008 0 -31电子

9.109×10

1/1836 -1.602×10-19

问题解决：

交流与讨论：原子核带正电荷，核外电子带负电荷，正负电荷相互吸引，那为什么电子不会落入原子核内呢？

讲解：原子核外电子并不是静止的，而是绕原子核做高速圆周运动，它们之间的引力提供了圆周运动的向心力，有摆脱原子核对电子的吸引的倾向，所以，在不受外界影响的条件下，电子既不能被原子吸入核内，也不能离开核自由运动。

过渡：那么，多电子原子的核外电子是如何绕原子核作高速运动的呢？

一、原子核外电子的排布

1．核外电子运动特征

科学探究：根据所给的一些数据，请你总结电子运动的特征

①核外电子的质量：9.10×10-31kg ②炮弹的速度2km/s，人造卫星7.8 km/s，宇宙飞船11 km/s；氢核外电子2.2×108m/s ③乒乓球半径：4×10-2m；原子半径：n×10-10m 结论：电子运动的特征是：电子质量

，运动速度

，运动空间范

围

。

过渡：在初中我们已经学过原子核外电子的排布规律，知道含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内作高速运动。那么，原子核外电子是怎样绕原子核运动的呢？

2．核外电子分层排布

自学检测：完成表2

表2 电子层序号

1 2 3 4 5 6 7 电子层符号

电子能量

电子离核由 到 ，电子能量由 到 设疑：原子核外电子绕原子核分层排布有什么规律？

3．核外电子排布的规律

思考与交流：看表3，总结原子核分层排布有什么规律

表3 稀有气体元素的原子核外电子排布

各电子层的电子数

核电荷数

元素名称

元素符号

K L M N O 2 氦

He 2

10 氖

Ne 2 8

18 氩

Ar 2 8 8

36 氪

Kr 2 8 18 8

54 氙

Xe 2 8 18 18 8 86 氡

Rn 2 8 18 32 18 P

8 ⑴原子核外电子排布：总是从能量

的电子层排起，然后由

往

排；

⑵各层最多能容纳的电子数目为

（

）；

⑶最外层最多能容纳的电子数目为8（K层为最外层时，不超过2个电子），次外层电子数目不超过18，倒数第三层不超过32个电子。

第二课时

一、教学目标

（一）知识与技能

1．掌握元素化合价随原子序数的递增而呈现出的周期性变化规律，微粒半径及大小比较。

2．通过实验操作，培养学生实验技能。

（二）过程与方法

1．运用归纳法、比较法，培养学生抽象思维能力

2．通过实验探究，自主学习，归纳元素周期律，培养学生探究能力

（三）情感与价值观

培养学生勤于思考、勇于探究的科学品质；培养学生辨证唯物主义观点：量

变到质变规律。

二、教学重、难点和突破方法

教学重点：元素化合价随原子序数的递增而变化的规律，微粒半径及大小的比较元素的金属性和非金属性随原子序数的递增而呈现周期性变化的规律，探究能力的培养。

教学难点：元素周期律

三、教学过程： 1.创设情境，引入新课

根据核电荷数为1－18的元素原子核外电子排布可以发现：随着元素核电荷数的递增，元素原子最外层电子的排布呈现周期性变化规律。你知道其中的规律吗？

根据原子核外电子排布，完成下列表格内容：

表－1 1~18号元素核外电子排布规律

原子序数

电子层数

1~2 1 3~10

11~18

最外层电子数递增规律

1 2

达到稳定结构时的最外层电子数

2

设疑：核外电子排布呈现规律性变化，那么，元素的性质与核外电子的排布有什么联系呢？是否也呈现规律性变化呢？

2.进行新课

二、元素周期律

讲述：人们按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫做原子序数。元素的原子序数在数值上就等于该元素的原子的核电荷数。

交流与讨论：下表是1－18号元素的原子半径，随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径有怎样的变化规律？表－2 1~18号元素原子半径

元素符号（1－2）

原子半径nm 元素符号（3－11）

原子半径nm 21H

He 0.037

3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071

元素符号（11－18）

11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 原子半0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099

径nm 1．原子半径的递变规律

具有相同

的原子，其半径随

的递增而

。

设疑：你对原子半径的递变规律是怎样理解的？

你的解释是：

过渡：随着元素原子序数的递增，元素原子最外层电子的排布和元素的原子半径呈现周期性变化。那么，元素的性质是否也有相应的周期性变化规律呢？

2．元素金属性、非金属性的递变规律

讲解：人们在长期的研究中发现，元素的单质和化合物的某些性质有助于判断元素的金属性和非金属性的强弱。

⑴元素金属性、非金属性的判断依据

自主阅读：请阅读教材P5页信息提示，完成下表内容。

表－3 金属性、非金属性强弱判断依据

性质

金属性

非金属性

1． 2．

1．

2．

3．

强弱判断依据

⑵第三周期元素性质变化规律

实验探究：钠、镁、铝的金属性强弱

根据实验：完成表格

表－4探究钠、镁、铝单质的金属性强弱

现象

反应物

Na Mg Al

与水反与冷水反应

应

与热水反应

与盐酸反应

与水或酸反应强弱趋

势

问题：根据金属性强弱的判断依据，试判断金属性强弱变化规律。

你的结论是：

①元素金属性递变规律：

过渡：金属元素随着核电荷数的递增存在递变规律，那么非金属元素是否也存在相似递变规律呢？

探究活动：研究硅、磷、硫、氯的非金属性的强弱

表－5 硅、磷、硫、氯元素的气态氢化物

14Si 15P 16S 17Cl 单质与氢气

高温

磷蒸气与氢加热

光照或点燃时反应的条件

气能反应

发生爆炸而化合

气态氢化物化学式

Si H4

P H3

H2S HCl 最低化合物价

－4 －3 －2 －1 气态氢化物热稳定不稳定

不稳定

受热分解

稳定

性

②元素非金属性递变规律：

探究活动：阅读并分析表－6，根据11~17号元素最高价氧化物的水化物的酸碱性，结合表－5，探究元素的金属性和非金属性的强弱变化规律及元素的最高化合价和最低化合价的递变规律。

表－6 原子序数为11~17的元素最高价氧化物的水化物

Na Mg Al Si P S 元素

11121314151617Cl 原子最外层电子数

1 2 3 4 5 6 7 化学式

NaOH Mg(OH)2

Al(OH)3

H4SiO4

H3PO4

H2SO4

HClO4

最高

＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 化合价

最高价氧化物的水化物

酸碱性

两性

酸性

强碱

中强碱

弱酸

中强酸

强酸

强弱

氧化物

更强

①元素最高价氧化物的水化物的酸碱性强弱的变化规律是：

②元素的金属性和非金属性强弱的变化规律是：

③元素最高价化合价和最低化合价的变化规律是：

④元素的最高化合价的数值与原子核外最外层电子数的关系是：

3．元素周期律

第三课时

一、教学目标

（一）知识与技能

了解元素周期表的结构以及周期、族等概念；了解周期、主族序数和原子结构的关系

（二）过程与方法

通过自学有关周期表的结构的知识，培养学生分析问题、解决问题的能力

（三）情感与价值观

通过精心设计的问题，激发学生的求知欲和学习热情，培养学生的学习兴趣

二、教学重、难点和突破方法

教学重点:

周期表的结构；周期、主族序数和原子结构的关系

教学难点:

周期表的结构；周期、主族序数和原子结构的关系

三、教学过程：

1.创设情境，引入新课

至今已经发现了100多种元素，人们根据一定的原则将其编排起来，得到了我们现在的元素周期表，而绘制出第一个元素周期表的是俄国化学家门捷列夫，所以又将元素周期表称之为“门捷列夫元素周期表”。元素周期表直观地反映了元素的性质随着核电荷数的递增呈周期性的变化规律

2.进行新课w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 三、元素周期表及其应用

交流与讨论：在元素周期表中，每个横行称为周期。在元素周期表中共有多少个周期？每个周期各有多种元素？元素周期中，纵行称之为族。在元素周期表中共有多少个族？

1．元素周期表的结构

①周期

第1周期（共

种元素）

______（

个）

第2周期（共

种元素）

第3周期（共

种元素）

周期

第4周期（共

种元素）

（

个横行，

个周期）______（

个）

第5周期（共

种元素）

第6周期（共

种元素）

（

个）

第7周期，目前发现

种元素）

______

②族

主族（

个；用

表示

）

族

副族（

个；用

表示

）

（

个纵行，

_个族）

第

族（

个，共

列）

___

__族（

个，共

列）

练一练：找出氯、硫、钠、铝，氖等元素在元素周期表中的位置（所在的周期和族），分析这些元素的原子核外电子层数、最外层电子数和元素所在的周期序数的关系。除氖元素外，其他各元素原子的最外层电子数与该元素所在的族序数有什么关系？

①氯、硫、钠、铝，氖在元素周期表中的位置：

氯：第

周期、第

族；硫：第

周期、第

族；钠：第

周期、第

族；铝：第

周期、第

族；氖：第

周期、第

族

②元素原子的最外层电子数与该元素所在的族序数关系是：

。

活动与探究：下表是Ⅻ A族元素气态氢化物形成的难易程度和热稳定性，根据表中所提供信息，探究下列问题。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

Ⅻ A族元素气态氢化物形成和热稳定性

元素

F Cl Br I 气态氢化物

H2与F2混合，H2与Cl2混合，H2与Br2混合，H2与I2混合，形成的难易程在冷暗处剧烈光照或

点燃加热时发生化加热时化合，度

化合并发生爆时发生爆炸

合

同时又分解

炸

组成

HF HCl HBr HI 热稳定性

很稳定

稳定

较稳定

较不稳定

1．你认为Ⅻ A族元素非金属性强弱变化有什么规律？

2．试分析同一主族元素的金属性和非金属性随元素核电荷数的增加有何变化？

问题解决：

1．Ⅻ A族元素随着电子层数增加，金属性

，非金属性

。

2．同一主族元素的原子最外层电子数

，随着核电荷数的增大，电子层数逐渐

，原子半径逐渐

，原子失去电子的能力逐渐

，获得电子的能力逐渐

，元素的金属性逐渐

，非金属性逐渐

。

2．元素周期表是元素周期律的表现形式

同一周期元素（稀有气体元素除外）的原子，核外电子层数相同，随着核电荷数的增加，最外层电子数逐渐增加，原子半径逐渐减小，元素的原子得到电子的能力逐渐增强，失去电子的能力逐渐减弱。因此，同一周期的元素（稀有气体元素除外），从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

练一练：下表是元素周期表的一部分，表示元素周期表中金属性、非金属性的递变规律。

族 Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

Ⅶ

周期

1 2 B

3 Al

Si

4 Ge

As

5 Sb

Te 6

Po

At

7

问题解决：

①用虚线画出金属与非金属元素的界线

②在图中4个箭号旁的方框中分别用简要的文字说明元素金属性和非金属性的递变规律

③在图中适当的位置写出金属性最强的元素和非金属性最强的元素的符号（放射元素除外）。

过渡：元素的原子结构决定了元素在元素周期表中的位置，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。那么，元素周期表有何应用呢？

3．元素周期表的应用

指导阅读：阅读教材P9页内容，总结一下元素周期有何应用，并完成下列问题。

①根据元素在周期表中的位置，可推测元素的

，预测其

；

②在金属和非金属的分界线附近可找到

，如

等；

③在过渡元素（

和

元素）中寻找各种优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。

教学反思

元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数递增发生周期性变化的必然结果。决定化学性质的主要因素是最外层电子的排布。在教学过程中，要从结构决定性质的角度出发，提醒学生根据元素在周期表中的位置，推出元素的原子结构和元素所具有性质的递变规律。