高中第一节 原子结构与元素周期表教案设计

第四章 物质结构 元素周期律

   第一节 原子结构与元素周期表

    第1课时 教学设计

【教学目标】

1.了解原子的构成，了解质量数的概念。

2.初步掌握原子核外电子排布规律，会画1~20号元素原子和离子的结构示意图，弄清楚原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系。

3.通过分析与讨论探究原子核外电子排布规律，培养学生微观探析化学核心素养。

4.通过学习元素原子核外电子排布规律，体验科学探究的过程，贯彻其中的科学态度。

【教学重难点】

1.重点：

（1）质量数概念的学习。

（2）核外电子排布规律。

2.难点：

（1）质量数和的含义。

（2）核外电子排布规律的理解，1~20元素原子或离子的原子结构示意图的掌握。

【教学过程】

1.新课导入

[引入]前面学习了钠、氯、铁、铝等元素及其化合物的性质，丰富多彩的物质都是由元素组成的，这些元素之间有什么联系，又是怎样组成物质的，这就是本章所要学习的知识——物质结构的元素周期律。

在初中我们接触过元素周期表，元素周期表揭示了元素之间的内在联系，原子结构的奥秘被揭示之后，人们对元素周期表的认识更加完善，我们今天就学习原子结构相关知识，来看看原子结构与元素周期表之间究竟有那些关系。

2.新课讲授

[板书]一、原子结构

[教师活动]让学生回顾、讨论原子的构成。

[讲解]原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千万亿分之一。（如同大型体育场与蚂蚁）

[想一想]质子、中子、电子的电性如何？

[生]电子：带一个单位负电荷；质子：带一个单位负电荷；中子：不显电性；原子：呈电中性。

[师]那么由粒子所带电性你能看出什么规律吗？

[生]核电荷数＝质子数＝核外电子数

[师]在电中性原子中，有以上数量关系，那么在阳离子和阴离子中呢？又有什么样的大小关系？

[投影]阳离子：核电荷数＝核内质子数 > 核外电子数

     阴离子：核电荷数＝核内质子数 < 核外电子数

[投影]原子的质量相关问题

[交流讨论]1、比较质子、中子、电子的相对质量的数据，你发现什么异同点？

2、原子的质量由哪些微粒决定？

[学生活动]根据表格中数据思考2个问题。

[归纳总结]质子和中子的质量基本相等，相对质量约为1。

电子的质量可以忽略不计。

原子的质量主要集中在原子核上。

[提问]将有关原子的质子数与中子数之和（即质量数A）填入表格，并与相对原子质量作比较，你能够得出什么结论？

[生]质子数（Z）+中子数（N）=质量数（A）

在数值上：质量数（A）≈相对原子质量

[师]原子的质量都集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值就叫作质量数。下面我们来学习原子的相关表示。

[教师活动]讲解符号中各个字母所表示的含义。

[学生活动]阅读教材P88“科学史话”，分析原子结构模型的演变。

[设计意图]通过原子模型的历史回顾，让学生体验假说、模型在科学研究中不可替代的作用，尝试运用假说、模型的科学研究方法进行的。

[教师活动]让学生思考探讨核外电子的运动有哪些特征？与宏观物体的运动是否相同？      

[师]在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层，电子层是假想的、不连续的壳层。

[过渡]在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中（类似于地球上的万物处于地心引力场中），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？

[讲解]通过原子结构图，我们可以看到，核外电子由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层里，即按K→L→M→ N……顺序排列。

[提问]那么在数量上又有什么规律呢？阅读教材P87稀有气体元素原子的电子层排布，你能发现什么规律？

[归纳]①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。

②最外层电子数目最多不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）。

③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。

[师]了解了核外电子的排布规律，下面我们一起学习原子结构的表示方法，为了简便，我们引入了原子结构示意图。以钠原子为例。

[投影]

【课堂小结】

【板书】

4.1.1原子结构 核外电子排布

一、原子结构

1. 原子核的构成

中子

原子  原子核    质子

核外电子

          =核内质子数=核外电子数

2.原子的质量数

A：质量数

   Z：质子数

X：元素符号

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）≈相对原子质量

二、核外电子排布

1.核外电子分层排布

电子层：假想的、不连续的壳层

2.电子排布规律

（1）能量规律：核外电子总是优先排在能量最低的电子层里；

（2）数量规律：

①每层最多容纳的电子数为2n2；

②K层为最外层时不超过2个，其他层为最外层不超过8个；

③次外层不超过18个。