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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表优质课教案设计
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表优质课教案设计，共16页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第一课时 原子结构 核外电子排布
课题： 4.1.1 原子结构 核外电子排布
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识原子结构与元素在元素周期表中位置的关系。了解原子核外电子排布规律—能画出1-20号元素的原子结构示意图，能用原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质，解释元素性质及其递变规律，并能结合实验事实进行说明。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第四章第一节《原子建构与元素周期表》内容，本节教学的主要目的是帮助学生能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，未学习元素周期律打下基础。
本节内容新教材与旧教材基本相似，没有大的变化，但稍有调整，因此教学中可以按照旧教材的思路展开教学。教材先介绍原子结构、质量数概念，然后介绍核外电子排布规律、原子结构示意图。教材通过“思考与讨论”，引导学生观察稀有气体元素的原子核外电子排布，发现规律，从而归纳1-20号元素的原子核外电子排布，这样的呈现方式，重在启发学生思考、培养逻辑思维能力。再引入元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的是要使学生了解和熟悉元素周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归纳原子结构与元素周期表的关系，重点讨论准确表达族序数与原子核外电子排布的关系，为后面讨论元素性质打下基础。初步了解元素周期表的结构后，结合原子结构示意图分析元素原子结构与元素在周期表位置的关系；从同族元素原子结构示意图出发，比较最外层电子数，并突出最外层电子数相同，认识族的概念，然后介绍核素和同位素的有关知识。再以碱金属和卤素元素为代表，通过比较原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，突出最外层电子数的相同，并通过实验和事实，探究同族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出结论，形成元素性质与原子核外电子排布的关系。
本节内容教学重点是元素周期表的结构和元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律，教学难点是原子结构与元素性质的关系。体现“构”“位”“性”的关系，教材的呈现重视知识的逻辑性，在“构”“位”的基础上，以“演绎、归纳”的方式得出性质及其变化规律。从原子结构和元素周期表出发演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。教材还突出了周期表能使学生能通过周期表的位置和元素的原子结构预测元素的性质，发现新元素的重要作用。如卤族元素是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测—验证（事实）—分析—结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材还在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法，有利于学生认识到科学方法对以及和学习的意义。本节内容共分4个课时完成。第一课时“原子结构 核外电子排布”，第二课时“元素周期表 核素、同位素”，第三课时“原子结构与元素的性质—碱金属”，第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”。
本课时是本节的第一课时“原子结构 核外电子排布”的内容，该课时包括两部分内容：原子结构和核外电子排布。本课时是对初中学习过的原子结构和原子核外电子排布知识的拓展，可以在复习原子构成的基础上，通过阅读教材，引出质量数的观念，然后进一步介绍和外电子的排布规律，让学生了解常见原子的原子结构示意图和离子的结构示意图。教学过程中让学生熟练掌握1⁓20号元素的元素名称与符号，再通过适当的例题分析和练习原子结构示意图的书写，熟悉质量数、质子数和中子数之间的关系等。
教学目标
1.通过旧知回顾、阅读思考，了解质量数的概念，知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系；
2.通过对比分析、讨论交流，根据原子核外电子的排布规律，能画出1⁓20号元素的原子和离子的结构示意图，知道原子、阳离子、阴离子的质子数和核外电子数之间的关系；
3.通过分析与讨论原子核外电子排布规律，了解预测、假设、模型等方法在科学家研究原子结构中的重要作用，体验科学探究的过程，培养微观探析与科学态度的化学核心素养。
教学重、难点
重点：质量数、原子核外电子排布的规律
难点：原子核外电子排布规律的理解
核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上理解原子核外电子排布的基本规律，明确宏观上的元素周期表与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解元素的排列规律。
证据推理与模型认知：建立原子结构的微观模型，理解门捷列夫利用已知元素的性质推理出元素周表的科学思想。
科学精神与社会责任：通过对元素周期表的学习，认识化学知识的规律性，理解化学知识从实验到理论，再由理论推测出实验结果的科学精神。
学情分析
学生在初中已经初步学习了原子结构及核外电子排布的知识，知道原子是由居于原子中心的原子核和核外的电子所构成，原子核又由质子和中子构成，初步了解原子结构示意图的含义及书写。但不清楚原子结构示意图与离子结构示意图区别与联系，对原子结构、元素性质以及元素在周期表中位置的关系缺乏更深的理解等。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
问题情境
【回顾1】构呈物质的三种具备微粒是什么？有什么特征？
【学生1】构成物质的三种基本微粒是 原子、分子和离子 。
【学生2】原子是化学变化中的最小微粒，分子是保持物质的化学性质中的最小粒子。
【回顾2】镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为：
【学生】板书、展示：、、、。
【预习1】原子的构成是什么？
【学生1】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。
【学生2】原子核由 质子 和 中子 构成。
【预习2】微粒的核电荷数、质子数和核外电子数的关系：
【学生1】原子呈电中性→核电荷数＝质子数＝核外电子数。
【学生2】阳离子带正电荷→核电荷数＝质子数＝核外电子数＋离子的电荷数。
【学生3】阴离子带负电荷→核电荷数＝质子数＝核外电子数－离子的电荷数。
【引入】丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成，那么这些元素之间是如何相互结合形成多种多样的物质，元素的原子结构与元素周期表之间又有什么样的关系呢？在初中我们学习过原子结构和元素周期表，知道原子结构和元素周期表揭示了元素之间的内在联系，下面我们将继续学习原子结构的相关知识，进一步探究原子结构与元素周期表之间的关系。（见PPT视频）
回顾旧知，预习新知，创设问题情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧原子结构
活动一、原子结构的探索历程
【过渡】门捷列夫是根据什么对元素进行排列的呢？这就是我们今天这节课要学习的内容。
【问题1】回顾初中学习的原子结构有关知识，查阅资料，简述原子结构的发展经历了哪些过程？完成表跟内容。
【教师】投影表格，巡视。
【学生】完成表格内容，展示交流：
年代
模型
观点或理论
1803年
道尔顿模型
原子是构成物质的基本粒子，是坚实的、不可再分的实心球。
1904年
汤姆孙模型
原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
1911年
卢瑟福原子模型
在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
1913年
玻尔原子模型
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。
1926～1935年
电子云模型
电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。
【教师】评价、强调：①原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。
②目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。
【问题2】原子结构模型的演变过程对我们有何启示？
【学生1】①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命。
【学生2】②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键。
【学生3】③科学研究、科学发现是无止境的。
【教师】评价、强调：科学探究的一般过程是“提出假设→设计实验→对照实验（若不符合）→再假设→再实验→再证实”。
【对应练习1】描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动的原子模型是（ ）
A．玻尔电子分层排布模型 B．量子力学模型
C．汤姆逊“葡萄干布丁”模型 D．卢瑟福核式模型
【答案】 A
【解析】 A.玻尔电子分层排布模型描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动，A项正确；B.量子力学模型：电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10⁻¹⁰m）内运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）的大小，B项错误；C.汤姆逊“葡萄干布丁”模型：原子呈圆球状充斥着正电荷，而带负电荷的电子则像一粒粒葡萄干一样镶嵌其中，C项错误；D.卢瑟福核式模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，这一模型也被称为“行星模型”，D项错误；故选A。
【对应练习2】表明原子具有复杂结构的发现是（ ）
①电子的发现；②质量守恒定律的发现；③元素放射性现象的发现；④空气组成的发现
A．①②B．①③C．①④D．③④
【答案】B
【解析】汤姆生发现了电子，认为原子是枣糕式模型；元素放射性现象的发现说明了原子具有内部结构，这些发现表明原子具有复杂结构。质量守恒定律的发现以及空气组成的发现与原子具有复杂结构没有关系。答案选B。
通过原子结构的发展史，以及原子结构模型的演变，更直观地了解原子结构的真实情况，体会科学理论只代表人类对客观事物认识的一个阶段，而对客观事物的认识，还会不断深人和发展。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动二、认识原子结构
【过渡】初中化学中，我们学习了，原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动；原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。
【问题1】联系初中所学原子结构的特点，观察教材P92页图4-2，请描述原子是怎样构成的？
【教师】引导、观察、分析图示。
【学生1】原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。
【学生2】相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动；
【学生3】原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。
【教师】评价、强调：因为微观粒子的质量太小，为了方便起见，一般用相对质量表示微观粒子的质量，例如初中学习的相对原子质量、相对分子质量等。相对质量是指微观粒子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值，质子和中子的相对质量都近似等于1。忽略电子质量，质子和中子的相对质量取近似整数值相加，得到的就是质量数。
【问题2】构成原子的各种微粒在电性、质量等方面有和特点？完成表各内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容、展示交流：
构成原子的粒子
质子
中子
电子
电性
每个质子带1单位正电荷
不显电性
每个电子带1单位负电荷
质量/kg
1.6726×10-27
1.6749×10-27
9.109×10-31
相对质量
1.007（一个质子子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值）
1.008（一个中子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值）
1：1836（电子与质子质量比）
结论
①核电荷数＝质子数=中性原子的核外电子数；②电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上,质子和中子的相对质量都近似为1；③原子质量≈原子核质量＝质子的质量+中子的质量。
【教师】评价、强调：因为微观粒子的质量太小，为了方便起见，一般用相对质量表示微观粒子的质量，例如初中学习的相对原子质量、相对分子质量等。
【问题3】阅读教材P92页内容，思考什么是质量数？如何表示一个特定的原子？
【学生1】质量数是忽略电子的质量，将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。
【学生2】质量数用A表示，质子数用Z表示，中子数用N表示，可以得到公式：A=Z+N。
【学生3】根据质量数的定义，我们可以用的形式来表示一个特定的原子，即表示具有Z个质子，Z个电子和(A－Z)个中子的原子。如12C表示具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子。
【教师】评价、补充。
【问题4】探究：以Na+和Cl-为例，回答简单离子中各微观粒子数目有何特点？完成表格内容。
【教师】引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
粒子符号
质子数(Z )
质量数(A )
中子数(N ）
电荷数
核外电子数
Na+
11
23
11
23
12
1
10
Cl-
37
17
17
37
20
1
17
结论
①阳离子：核外电子数＝质子数-电荷数；②阴离子：核外电子数＝质子数+电荷数。
【教师】评价、强调：同种元素的原子、离子，质子（核电荷）数相同，核外电子数不同。
【对应练习1】下列关于具有放射性的的说法正确的是（ ）
A．是一种新元素 B．中子数是125
C．其化学性质与有很大区别 D．质子数是53
【答案】D
【解析】A．的质子数为53，为碘元素，不是新元素，A错误；B．的中子数为125-53=72，B错误；C．元素的化学性质主要由最外层电子数决定，与属于同一种元素，具有相同的电子层结构，化学性质相同，C错误；D．左下角的数字53为质子数，所以的质子数为53，D正确。答案选D。
【对应练习2】利用宇宙射线产生的放射性同位素碳-14来测定含碳物质的年龄，叫碳-14测年。下列关于的叙述不正确的是（ ）
A．原子核外电子数为6 B．原子核外中子数为14
C．具有放射性 D．与化学性质基本相同
【答案】B
【解析】A．原子的质子数为6，对原子来说，质子数=原子核外电子数，则其原子核外电子数为6，A正确；B．原子的质量数为14，质子数为6，则核内中子数为14-6=8，核外不存在中子，B不正确；C．是碳的放射性同位素，则具有放射性，C正确；D．与互为同位素，二者的化学性质基本相同，则与的化学性质基本相同，D正确；故选B。
回顾旧知，熟练原子的构成及各微粒间的关系，为进一步探究原子结构的特点作铺垫。
通过进一步探究原子结构中各微粒的特点及关系，促进深度理解。
通过讨论分析，明确质量数的概念及质量数与质子数何中子数的关系。
创设真实问题情境，理解中性原子、阴离子、阳离子中质子数与电子数的关系。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
核外电子排布
活活动一、探究核外电子的分层排布规律
【过渡】原子的核外电子在原子核外的不同区域运动，我们将这些不同的区域简化为电子层。用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示由内向外的电子层。因为离核较近的电子层中的电子能量低，所以电子总是由内向外排列的。
【问题1】阅读教材P92页内容，结合原子结构的演变模型，思考什么是电子层？
【学生1】在多电子的原子里，原子的核外电子在原子核外的不同区域运动，我们将这些不同的区域简化为电子层。
【学生2】用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示由内向外的电子层。
【学生3】离核较近的电子层中的电子能量低，所以电子总是由内向外排列的。
【学生4】电子层与电子能量的关系如下表：
电子层序数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核距离
由近及远
电子能量
由低到高
【教师】评价、投影上表并强调：电子总是尽先由里向外排列
【问题2】结合教材P93页“思考与讨论”，观察元素周期表中1～20号元素的原子核外电子排布，思考原子核外电子排布有何特点和规律？
【学生1】板书：1～20号元素的原子结构示意图。
【教师】评价、强调：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。
【学生2】核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。
【学生3】每个电子层最多可以容纳2×n2个电子；
【学生4】最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）；次外层最多容纳18个电子。
【教师】评价、投影并强调1：核外电子排布规律是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中页包括从元素周期表得到的启示。
【教师】评价、强调2.以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原子为，而不能写成，因为尽管第三层最多可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。
【教师】归纳小结：原子核外电子分层排布规律中什么是能量最低原理？.
【学生】核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
【教师】原子核外电子分层排布规律中电子层最多容纳的电子数有何特点？
【学生1】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)；
【学生2】次外层最多能容纳的电子数不超过18个。倒数第三层不超过32 个电子；
【学生3】各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。
【教师】评价、补充。
【对应练习1】下列关于核外电子层结构的说法中错误的是（ ）
A．N层为最外层时，最多只可容纳8个电子
B．N层为最外层时，最多只可容纳18个电子
C．不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子
D．K层，最多只可容纳2个电子
【答案】B
【解析】A．除K层外，当其它电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，A正确；B．N层是第4层，原子核外最多容纳32个电子，由于原子核外最外层是8个电子时是稳定结构，故当其为最外层时，最多只可容纳8个电子，B错误；C．L层是第2电子层，最多容纳8个电子，当其为最外层时，最多容纳8个电子，因此不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子，C正确；D．K层是原子核外的第1电子层，最多只可容纳2个电子，D正确；故合理选项是B。
【对应练习2】A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是（ ）
A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子
C．碳原子和氯原子D．碳原子和铝原子
【答案】C
【解析】A的L层比B的M层少3个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明A、B的核外电子层数分别为2、3；L层最多排8个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明B的L层有8个电子，A的L层有4个电子，A是碳原子；A的L层比B的M层少3个电子，B为氯原子，故选C。
创设问题情境，直观认识电子层的概念及电子层与能量的关系，为理解核外电子排布规律作铺垫。
从分析元素原子结构示意图入手，探究原子核外电子排布规律，培养证据推理与模型认知的学科核心素养。
通过归纳总结，形成对知识规律性认识。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活
活活动二、探究核外电子排布的表示方法
【过渡】通过上面学习我们已经知道，可以用原子结构示意图来表示原子的结构，下面我们将进一步讨论原子和离子结构示意图的特点。
【问题1】讨论交流：观察教材P92页图4-1和图4-2，结合原子结果示意图，思考结构示意图的表示方法有什么特点？
【教师】投影、讲解：结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。如钠原子的结构示意图。
【教师】请说出原子结构示意图中各符合的含义。
【学生】小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数；弧线表示电子层；弧线内数字表示该层中的电子数，核内质子数与核外电子数相等。
【教师】投影、强调：
【教师】追问：以镁、硫元素为例，思考原子结构示意图与离子结构示意图有何不同？
【学生1】在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。当主族中的金属元素原子失去最外层所有的电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
【教师】评价、投影：
【学生2】非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
【教师】评价、投影：
【问题2】探究：洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜，洋葱切开后，我们会看到里面一层一层地呈现，电子层模型就类似于切开的洋葱。请思考原子核周围是否真实存在这样的壳层？电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转？
【学生1】电子层不是真实存在的，是科学家为了形象表达电子的运动情况，根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。
【学生2】宏观物质与微观电子运动是不同的，宏观物体的运动可以准确地测定出它们在某一时刻所处的位置及运动的速度，可以描画它们的运动轨迹等。微观粒子如电子质量极小，在原子内某一极小区域绕核做无规则的高速运动。
【教师】评价、强调：理论研究还证明，多电子原子中，同一能层（电子层）的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
如果你对原子结构想要进行更深入的了解，课后可查阅相关资料，了解能级与原子的构造原理。
【对应练习1】下列有关1~18号元素的原子核外电子排布规律的描述正确的是（ ）
A．最外层电子数为1的金属元素有3种
B．最外层电子数为2的元素一定是金属元素
C．K层与L层电子数之比为1：2的元素有2种
D．最外层电子数为8的元素一定是稀有气体元素
【答案】D
【解析】A. 1~18号元素中最外层电子数为1的金属元素有Li、Na，共2种，A错误；B. 1~18号元素中最外层电子数为2的元素可能是He、Be、Mg，因此不一定是金属元素，B错误；C. K层与L层电子数之比为1：2的元素只有C元素一种，C错误；D. 1~18号元素中最外层电子数为8的元素可能是Ne、Ar，二者都是稀有气体元素，D正确；故合理选项是D。
【对应练习2】下列关于Na、Na+二种粒子的判断中，正确的是（ ）
①核电荷数相同②核外电子数相等⑧电子层结构完全相同④质量几乎相等⑤质子数等⑥Na+比Na稳定
A．①④⑤ B．①③⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．②⑧④
【答案】C
【解析】Na失去一个电子变为Na+，最外层电子数、电子层、核外电子数均发生改变，由于核电荷数=质子数，两者均不变；由于原子的质量主要集中在原子核上，故失去一个电子对质量影响很小，质量几乎相等；Na+具有8个电子的稳定结构，故比Na稳定。故①④⑤⑥正确。故选：C。
通过进一步认识原子结构示意图，培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
创设生活情境，利用对比分析方法和宏微结合的思想，培养宏观辨识与微观探析的核心核心素养、促进理解与掌握。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．（易）如图表示的意义为：①道尔顿实心球式原子模型；②玻尔轨道式原子模型；③汤姆生葡萄干面包式原子模型；④卢瑟福行星运转式原子模型．其中符合历史演变顺序的一组排列是（ ）
A．①②③④ B．③②①④ C．①③④② D．①③②④
② ③ ④
【答案】C
【解析】①1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论认为原子是一个实心的球体； ②1913年玻尔提出轨道式原子模型；③1904年汤姆孙发现了电子，并提出的葡萄干面包原子模型；④1911年卢瑟福提出原子结构行星模型．
2．（易）科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是（ ）
A．质子数为116B．中子数为177
C．电子数为116D．原子中质子数比中子数多61
【答案】D
【解析】由题意可知，质量数为293的Lv原子的质子数为116、中子数为293—116=177，原子中中子数比质子数多177—116=61，故D错误。
3．（易）据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(3He)，下列关于氦(3He)元素的说法正确的是（ ）
A．原子核外电子数为3B．相对原子质量为2
C．原子的中子数为2D．原子结构示意图为
【答案】D
【解析】A．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，核外电子数为2，故A错误； B．相对原子质量等于质子数加中子数等于质量数，所以相对原子质量为3，故B错误；C．中子数=质量数-质子数，故中子数为1，故C错误；D．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，原子结构示意图为，故D正确；
故答案为D。
4．（易）我国导航卫星的“心脏”使用的是铷原子钟。关于铷原子(Rb)说法正确的是( )
A．中子数是37B．质量数是85
C．电子数是48D．与Rb互称同素异形体
【答案】B
【解析】据题意，Rb的质子数为37，质量数为85，故中子数=质量数-质子数=48，核外电子数等于质子数为37,；同素异形体指有同种元素组成的不同的单质，Rb和Rb互为同位素，故答案选B。
5．（中）下列关于电子排布的说法正确的是（ ）
A．氧离子()的核电荷数与最外层电子数相等
B．在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核近的区域内运动
C．核外电子总是先排在能量高的电子层上
D．某原子M层电子数为L层电子数的4倍
【答案】A
【解析】A． 氧离子()的核电荷数为8，最外层电子数为8，二者相等，故A正确；B． 在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核远的区域内运动，故B错误；C． 核外电子总是先排在能量低的电子层上，故C错误；D． 若有M层，则L层一定排满电子，L层为8个电子，而M层最多容纳18个电子，若M层作为最外层电子，最多8个电子，故D错误；故选A。
6．（中）下列是几种粒子的结构示意图，有关说法不正确的是（ ）
① ② ③ ④
A．①和②属同种元素 B．①和③的化学性质相似
C．①和④可形成NaO D．②表示的是阴离子
【答案】C
【解析】A．①和②分别是O和O2-，都属于氧元素，A正确；B．①为氧原子，③为硫原子，其最外层上均有6个电子，化学性质相似，B正确；C．①是O原子、④是Na原子，所形成的物质是Na2O，C错误；D．②为O2-，为阴离子，D正确；故选C。
7．（难）下列叙述正确的是( )
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同
【答案】C
【解析】两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，例如钠离子和氟离子，A项错误；凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，例如H＋肯定不满足稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；两原子，如果核外电子排布相同，那么质子数相同，则一定属于同种元素，C项正确；阴离子是原子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。
8．（中）近年来，我国航空航天事业成果显著，“北斗三号”导航卫星搭载了精密计时的铷(Rb)原子钟。如图为铷元素在元素周期表中的信息和铷的原子结构示意图(如图1)。回答下列问题：
(1)下列说法错误的是_______(填字母)。
A．，
B．铷是金属元素
C．铷的相对原子质量是85.47
D．铷原子有5个电子层，最外层有1个电子
(2)Rb原子第一电子层上电子的能量比最外层上电子的能量_______(填“低”或“高”)。
(3)如图2中所示粒子共表示_______种元素，铷元素原子的化学性质与如图中_______(填字母)的化学性质相似。
【答案】(1)A (2)低 (3) 三 D
【解析】（1）A．由铷元素在元素周期表中的信息可知，其原子序数为37，则，在原子中，质子数=核外电子数，所以，该选项说法错误；B．铷元素属于金属元素，该选项说法正确；C．铷的相对原子质量是85.47，该选项说法正确；D．由图示可知铷原子有5个电子层，最外层有1个电子，该选项说法正确；故选A；
（2）离核越近的电子能量越低，故原子第一电子层上电子的能量比最外层上电子的能量低，故答案为：低；
（3）中，B和C两种粒子的质子数相同，所以属于同种元素的粒子，中共表示三种元素；由图示可知，粒子中D粒子的最外层有1个电子，与铷元素原子的最外层电子数相同，故二者的化学性质相似，故答案为：三；D。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
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
第一课时 原子结构 核外电子排布
一、原子结构
1、原子结构的探索历程
2、认识原子结构：原子核（质子、中子）+核外电子
二、核外电子排布
1、探究核外电子的分层排布规律：
（1）分层排布—遵循能量最低；
（2）每层最多容纳2n2个电子；
（3）K层为最外层不超过2个，其它不超过8个，次外层不超过18个电子。
2、电子层：由里到外分K、L、M、
3、核外电子排布的表示方法：结构示意图—
教学
反思
本节内容较多，主要学习原子结构和核外电子排布，在简要介绍了原子结构的探索历程化学史后，重点学习原子结构和核外电子排布，通过对构成原子的微粒质量数据分析，认识各微粒的特点及关系，从而引处质量数的概念。通过对原子和离子结构示意图的对比分析，进一步明确原子和离子结构示意图的区别与联系，得出原子和离子中质子数、中子数和电子数的关系，达成对原子和离子结构的清晰认识目标。最后通过钠原子结构示意图的分析，深度理解结构示意图的含义，形成原子核外电子排布表示方法的认知模型，培养证据推理和模型认知的核心核心素养，较好地达成了教学目标。
第一课时 原子结构 核外电子排布
课题： 4.1.1 原子结构 核外电子排布
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识原子结构与元素在元素周期表中位置的关系。了解原子核外电子排布规律—能画出1-20号元素的原子结构示意图，能用原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质，解释元素性质及其递变规律，并能结合实验事实进行说明。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第四章第一节《原子建构与元素周期表》内容，本节教学的主要目的是帮助学生能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，未学习元素周期律打下基础。
本节内容新教材与旧教材基本相似，没有大的变化，但稍有调整，因此教学中可以按照旧教材的思路展开教学。教材先介绍原子结构、质量数概念，然后介绍核外电子排布规律、原子结构示意图。教材通过“思考与讨论”，引导学生观察稀有气体元素的原子核外电子排布，发现规律，从而归纳1-20号元素的原子核外电子排布，这样的呈现方式，重在启发学生思考、培养逻辑思维能力。再引入元素周期表，学生在初中已了解概貌，教材中这部分内容编写的目的是要使学生了解和熟悉元素周期表的结构。本节采用“思考与讨论”的方式，让学生发现、归纳原子结构与元素周期表的关系，重点讨论准确表达族序数与原子核外电子排布的关系，为后面讨论元素性质打下基础。初步了解元素周期表的结构后，结合原子结构示意图分析元素原子结构与元素在周期表位置的关系；从同族元素原子结构示意图出发，比较最外层电子数，并突出最外层电子数相同，认识族的概念，然后介绍核素和同位素的有关知识。再以碱金属和卤素元素为代表，通过比较原子结构（电子层数、最外层电子数）的异同，突出最外层电子数的相同，并通过实验和事实，探究同族元素性质的相似性和递变性，通过观察、交流和归纳，得出结论，形成元素性质与原子核外电子排布的关系。
本节内容教学重点是元素周期表的结构和元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律，教学难点是原子结构与元素性质的关系。体现“构”“位”“性”的关系，教材的呈现重视知识的逻辑性，在“构”“位”的基础上，以“演绎、归纳”的方式得出性质及其变化规律。从原子结构和元素周期表出发演绎元素的性质，再以理论和事实为依据，归纳得出同主族元素性质的变化规律。元素周期表的发现过程，充分体现了科学研究方法、观念和科学精神，教材在本节特别重视化学史情境的创设。通过节引言、元素周期表的引人段落、科学史话、研究与实践等形式，呈现周期表的发现过程和意义。例如，在元素周期表的引人段落，以门捷列夫编制第一张周期表引入，并特别强调其是“在前人研究的基础上”编制出来的;在科学史话“元素周期表的发展”中，简述了门捷列夫周期表之前的基础和之后的发展;在研究与实践“认识元素周期表”中，还以学生体验的形式，通过关注周期表发展过程中的不同形式，引导学生认识和理解周期表。这条化学史情境线索的呈现，能使学生发现和体会科学家的研究方法和科学态度。教材还突出了周期表能使学生能通过周期表的位置和元素的原子结构预测元素的性质，发现新元素的重要作用。如卤族元素是通过“思考与讨论”栏目，采用“预测—验证（事实）—分析—结论”的思路归纳出来的。学生可以通过这样的过程体会元素周期表的作用。同时，教材还在“方法导引”中介绍了“预测”这一科学方法，有利于学生认识到科学方法对以及和学习的意义。本节内容共分4个课时完成。第一课时“原子结构 核外电子排布”，第二课时“元素周期表 核素、同位素”，第三课时“原子结构与元素的性质—碱金属”，第四课时“原子结构与元素的性质—卤素”。
本课时是本节的第一课时“原子结构 核外电子排布”的内容，该课时包括两部分内容：原子结构和核外电子排布。本课时是对初中学习过的原子结构和原子核外电子排布知识的拓展，可以在复习原子构成的基础上，通过阅读教材，引出质量数的观念，然后进一步介绍和外电子的排布规律，让学生了解常见原子的原子结构示意图和离子的结构示意图。教学过程中让学生熟练掌握1⁓20号元素的元素名称与符号，再通过适当的例题分析和练习原子结构示意图的书写，熟悉质量数、质子数和中子数之间的关系等。
教学目标
1.通过旧知回顾、阅读思考，了解质量数的概念，知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系；
2.通过对比分析、讨论交流，根据原子核外电子的排布规律，能画出1⁓20号元素的原子和离子的结构示意图，知道原子、阳离子、阴离子的质子数和核外电子数之间的关系；
3.通过分析与讨论原子核外电子排布规律，了解预测、假设、模型等方法在科学家研究原子结构中的重要作用，体验科学探究的过程，培养微观探析与科学态度的化学核心素养。
教学重、难点
重点：质量数、原子核外电子排布的规律
难点：原子核外电子排布规律的理解
核心素养
宏观辨识与微观探析：从微观上理解原子核外电子排布的基本规律，明确宏观上的元素周期表与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解元素的排列规律。
证据推理与模型认知：建立原子结构的微观模型，理解门捷列夫利用已知元素的性质推理出元素周表的科学思想。
科学精神与社会责任：通过对元素周期表的学习，认识化学知识的规律性，理解化学知识从实验到理论，再由理论推测出实验结果的科学精神。
学情分析
学生在初中已经初步学习了原子结构及核外电子排布的知识，知道原子是由居于原子中心的原子核和核外的电子所构成，原子核又由质子和中子构成，初步了解原子结构示意图的含义及书写。但不清楚原子结构示意图与离子结构示意图区别与联系，对原子结构、元素性质以及元素在周期表中位置的关系缺乏更深的理解等。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
问题情境
【回顾1】构呈物质的三种具备微粒是什么？有什么特征？
【学生1】构成物质的三种基本微粒是 原子、分子和离子 。
【学生2】原子是化学变化中的最小微粒，分子是保持物质的化学性质中的最小粒子。
【回顾2】镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为：
【学生】板书、展示：、、、。
【预习1】原子的构成是什么？
【学生1】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。
【学生2】原子核由 质子 和 中子 构成。
【预习2】微粒的核电荷数、质子数和核外电子数的关系：
【学生1】原子呈电中性→核电荷数＝质子数＝核外电子数。
【学生2】阳离子带正电荷→核电荷数＝质子数＝核外电子数＋离子的电荷数。
【学生3】阴离子带负电荷→核电荷数＝质子数＝核外电子数－离子的电荷数。
【引入】丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成，那么这些元素之间是如何相互结合形成多种多样的物质，元素的原子结构与元素周期表之间又有什么样的关系呢？在初中我们学习过原子结构和元素周期表，知道原子结构和元素周期表揭示了元素之间的内在联系，下面我们将继续学习原子结构的相关知识，进一步探究原子结构与元素周期表之间的关系。（见PPT视频）
回顾旧知，预习新知，创设问题情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧原子结构
活动一、原子结构的探索历程
【过渡】门捷列夫是根据什么对元素进行排列的呢？这就是我们今天这节课要学习的内容。
【问题1】回顾初中学习的原子结构有关知识，查阅资料，简述原子结构的发展经历了哪些过程？完成表跟内容。
【教师】投影表格，巡视。
【学生】完成表格内容，展示交流：
年代
模型
观点或理论
1803年
道尔顿模型
原子是构成物质的基本粒子，是坚实的、不可再分的实心球。
1904年
汤姆孙模型
原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
1911年
卢瑟福原子模型
在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
1913年
玻尔原子模型
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。
1926～1935年
电子云模型
电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。
【教师】评价、强调：①原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。
②目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。
【问题2】原子结构模型的演变过程对我们有何启示？
【学生1】①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命。
【学生2】②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键。
【学生3】③科学研究、科学发现是无止境的。
【教师】评价、强调：科学探究的一般过程是“提出假设→设计实验→对照实验（若不符合）→再假设→再实验→再证实”。
【对应练习1】描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动的原子模型是（ ）
A．玻尔电子分层排布模型 B．量子力学模型
C．汤姆逊“葡萄干布丁”模型 D．卢瑟福核式模型
【答案】 A
【解析】 A.玻尔电子分层排布模型描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动，A项正确；B.量子力学模型：电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10⁻¹⁰m）内运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）的大小，B项错误；C.汤姆逊“葡萄干布丁”模型：原子呈圆球状充斥着正电荷，而带负电荷的电子则像一粒粒葡萄干一样镶嵌其中，C项错误；D.卢瑟福核式模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，这一模型也被称为“行星模型”，D项错误；故选A。
【对应练习2】表明原子具有复杂结构的发现是（ ）
①电子的发现；②质量守恒定律的发现；③元素放射性现象的发现；④空气组成的发现
A．①②B．①③C．①④D．③④
【答案】B
【解析】汤姆生发现了电子，认为原子是枣糕式模型；元素放射性现象的发现说明了原子具有内部结构，这些发现表明原子具有复杂结构。质量守恒定律的发现以及空气组成的发现与原子具有复杂结构没有关系。答案选B。
通过原子结构的发展史，以及原子结构模型的演变，更直观地了解原子结构的真实情况，体会科学理论只代表人类对客观事物认识的一个阶段，而对客观事物的认识，还会不断深人和发展。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动二、认识原子结构
【过渡】初中化学中，我们学习了，原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动；原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。
【问题1】联系初中所学原子结构的特点，观察教材P92页图4-2，请描述原子是怎样构成的？
【教师】引导、观察、分析图示。
【学生1】原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。
【学生2】相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动；
【学生3】原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。
【教师】评价、强调：因为微观粒子的质量太小，为了方便起见，一般用相对质量表示微观粒子的质量，例如初中学习的相对原子质量、相对分子质量等。相对质量是指微观粒子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值，质子和中子的相对质量都近似等于1。忽略电子质量，质子和中子的相对质量取近似整数值相加，得到的就是质量数。
【问题2】构成原子的各种微粒在电性、质量等方面有和特点？完成表各内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格内容、展示交流：
构成原子的粒子
质子
中子
电子
电性
每个质子带1单位正电荷
不显电性
每个电子带1单位负电荷
质量/kg
1.6726×10-27
1.6749×10-27
9.109×10-31
相对质量
1.007（一个质子子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值）
1.008（一个中子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值）
1：1836（电子与质子质量比）
结论
①核电荷数＝质子数=中性原子的核外电子数；②电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上,质子和中子的相对质量都近似为1；③原子质量≈原子核质量＝质子的质量+中子的质量。
【教师】评价、强调：因为微观粒子的质量太小，为了方便起见，一般用相对质量表示微观粒子的质量，例如初中学习的相对原子质量、相对分子质量等。
【问题3】阅读教材P92页内容，思考什么是质量数？如何表示一个特定的原子？
【学生1】质量数是忽略电子的质量，将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。
【学生2】质量数用A表示，质子数用Z表示，中子数用N表示，可以得到公式：A=Z+N。
【学生3】根据质量数的定义，我们可以用的形式来表示一个特定的原子，即表示具有Z个质子，Z个电子和(A－Z)个中子的原子。如12C表示具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子。
【教师】评价、补充。
【问题4】探究：以Na+和Cl-为例，回答简单离子中各微观粒子数目有何特点？完成表格内容。
【教师】引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
粒子符号
质子数(Z )
质量数(A )
中子数(N ）
电荷数
核外电子数
Na+
11
23
11
23
12
1
10
Cl-
37
17
17
37
20
1
17
结论
①阳离子：核外电子数＝质子数-电荷数；②阴离子：核外电子数＝质子数+电荷数。
【教师】评价、强调：同种元素的原子、离子，质子（核电荷）数相同，核外电子数不同。
【对应练习1】下列关于具有放射性的的说法正确的是（ ）
A．是一种新元素 B．中子数是125
C．其化学性质与有很大区别 D．质子数是53
【答案】D
【解析】A．的质子数为53，为碘元素，不是新元素，A错误；B．的中子数为125-53=72，B错误；C．元素的化学性质主要由最外层电子数决定，与属于同一种元素，具有相同的电子层结构，化学性质相同，C错误；D．左下角的数字53为质子数，所以的质子数为53，D正确。答案选D。
【对应练习2】利用宇宙射线产生的放射性同位素碳-14来测定含碳物质的年龄，叫碳-14测年。下列关于的叙述不正确的是（ ）
A．原子核外电子数为6 B．原子核外中子数为14
C．具有放射性 D．与化学性质基本相同
【答案】B
【解析】A．原子的质子数为6，对原子来说，质子数=原子核外电子数，则其原子核外电子数为6，A正确；B．原子的质量数为14，质子数为6，则核内中子数为14-6=8，核外不存在中子，B不正确；C．是碳的放射性同位素，则具有放射性，C正确；D．与互为同位素，二者的化学性质基本相同，则与的化学性质基本相同，D正确；故选B。
回顾旧知，熟练原子的构成及各微粒间的关系，为进一步探究原子结构的特点作铺垫。
通过进一步探究原子结构中各微粒的特点及关系，促进深度理解。
通过讨论分析，明确质量数的概念及质量数与质子数何中子数的关系。
创设真实问题情境，理解中性原子、阴离子、阳离子中质子数与电子数的关系。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
核外电子排布
活活动一、探究核外电子的分层排布规律
【过渡】原子的核外电子在原子核外的不同区域运动，我们将这些不同的区域简化为电子层。用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示由内向外的电子层。因为离核较近的电子层中的电子能量低，所以电子总是由内向外排列的。
【问题1】阅读教材P92页内容，结合原子结构的演变模型，思考什么是电子层？
【学生1】在多电子的原子里，原子的核外电子在原子核外的不同区域运动，我们将这些不同的区域简化为电子层。
【学生2】用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示由内向外的电子层。
【学生3】离核较近的电子层中的电子能量低，所以电子总是由内向外排列的。
【学生4】电子层与电子能量的关系如下表：
电子层序数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核距离
由近及远
电子能量
由低到高
【教师】评价、投影上表并强调：电子总是尽先由里向外排列
【问题2】结合教材P93页“思考与讨论”，观察元素周期表中1～20号元素的原子核外电子排布，思考原子核外电子排布有何特点和规律？
【学生1】板书：1～20号元素的原子结构示意图。
【教师】评价、强调：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。
【学生2】核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。
【学生3】每个电子层最多可以容纳2×n2个电子；
【学生4】最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）；次外层最多容纳18个电子。
【教师】评价、投影并强调1：核外电子排布规律是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中页包括从元素周期表得到的启示。
【教师】评价、强调2.以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原子为，而不能写成，因为尽管第三层最多可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。
【教师】归纳小结：原子核外电子分层排布规律中什么是能量最低原理？.
【学生】核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
【教师】原子核外电子分层排布规律中电子层最多容纳的电子数有何特点？
【学生1】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)；
【学生2】次外层最多能容纳的电子数不超过18个。倒数第三层不超过32 个电子；
【学生3】各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。
【教师】评价、补充。
【对应练习1】下列关于核外电子层结构的说法中错误的是（ ）
A．N层为最外层时，最多只可容纳8个电子
B．N层为最外层时，最多只可容纳18个电子
C．不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子
D．K层，最多只可容纳2个电子
【答案】B
【解析】A．除K层外，当其它电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，A正确；B．N层是第4层，原子核外最多容纳32个电子，由于原子核外最外层是8个电子时是稳定结构，故当其为最外层时，最多只可容纳8个电子，B错误；C．L层是第2电子层，最多容纳8个电子，当其为最外层时，最多容纳8个电子，因此不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子，C正确；D．K层是原子核外的第1电子层，最多只可容纳2个电子，D正确；故合理选项是B。
【对应练习2】A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是（ ）
A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子
C．碳原子和氯原子D．碳原子和铝原子
【答案】C
【解析】A的L层比B的M层少3个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明A、B的核外电子层数分别为2、3；L层最多排8个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明B的L层有8个电子，A的L层有4个电子，A是碳原子；A的L层比B的M层少3个电子，B为氯原子，故选C。
创设问题情境，直观认识电子层的概念及电子层与能量的关系，为理解核外电子排布规律作铺垫。
从分析元素原子结构示意图入手，探究原子核外电子排布规律，培养证据推理与模型认知的学科核心素养。
通过归纳总结，形成对知识规律性认识。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活
活活动二、探究核外电子排布的表示方法
【过渡】通过上面学习我们已经知道，可以用原子结构示意图来表示原子的结构，下面我们将进一步讨论原子和离子结构示意图的特点。
【问题1】讨论交流：观察教材P92页图4-1和图4-2，结合原子结果示意图，思考结构示意图的表示方法有什么特点？
【教师】投影、讲解：结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。如钠原子的结构示意图。
【教师】请说出原子结构示意图中各符合的含义。
【学生】小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数；弧线表示电子层；弧线内数字表示该层中的电子数，核内质子数与核外电子数相等。
【教师】投影、强调：
【教师】追问：以镁、硫元素为例，思考原子结构示意图与离子结构示意图有何不同？
【学生1】在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。当主族中的金属元素原子失去最外层所有的电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
【教师】评价、投影：
【学生2】非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
【教师】评价、投影：
【问题2】探究：洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜，洋葱切开后，我们会看到里面一层一层地呈现，电子层模型就类似于切开的洋葱。请思考原子核周围是否真实存在这样的壳层？电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转？
【学生1】电子层不是真实存在的，是科学家为了形象表达电子的运动情况，根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。
【学生2】宏观物质与微观电子运动是不同的，宏观物体的运动可以准确地测定出它们在某一时刻所处的位置及运动的速度，可以描画它们的运动轨迹等。微观粒子如电子质量极小，在原子内某一极小区域绕核做无规则的高速运动。
【教师】评价、强调：理论研究还证明，多电子原子中，同一能层（电子层）的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
如果你对原子结构想要进行更深入的了解，课后可查阅相关资料，了解能级与原子的构造原理。
【对应练习1】下列有关1~18号元素的原子核外电子排布规律的描述正确的是（ ）
A．最外层电子数为1的金属元素有3种
B．最外层电子数为2的元素一定是金属元素
C．K层与L层电子数之比为1：2的元素有2种
D．最外层电子数为8的元素一定是稀有气体元素
【答案】D
【解析】A. 1~18号元素中最外层电子数为1的金属元素有Li、Na，共2种，A错误；B. 1~18号元素中最外层电子数为2的元素可能是He、Be、Mg，因此不一定是金属元素，B错误；C. K层与L层电子数之比为1：2的元素只有C元素一种，C错误；D. 1~18号元素中最外层电子数为8的元素可能是Ne、Ar，二者都是稀有气体元素，D正确；故合理选项是D。
【对应练习2】下列关于Na、Na+二种粒子的判断中，正确的是（ ）
①核电荷数相同②核外电子数相等⑧电子层结构完全相同④质量几乎相等⑤质子数等⑥Na+比Na稳定
A．①④⑤ B．①③⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．②⑧④
【答案】C
【解析】Na失去一个电子变为Na+，最外层电子数、电子层、核外电子数均发生改变，由于核电荷数=质子数，两者均不变；由于原子的质量主要集中在原子核上，故失去一个电子对质量影响很小，质量几乎相等；Na+具有8个电子的稳定结构，故比Na稳定。故①④⑤⑥正确。故选：C。
通过进一步认识原子结构示意图，培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
创设生活情境，利用对比分析方法和宏微结合的思想，培养宏观辨识与微观探析的核心核心素养、促进理解与掌握。
巩固与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．（易）如图表示的意义为：①道尔顿实心球式原子模型；②玻尔轨道式原子模型；③汤姆生葡萄干面包式原子模型；④卢瑟福行星运转式原子模型．其中符合历史演变顺序的一组排列是（ ）
A．①②③④ B．③②①④ C．①③④② D．①③②④
② ③ ④
【答案】C
【解析】①1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论认为原子是一个实心的球体； ②1913年玻尔提出轨道式原子模型；③1904年汤姆孙发现了电子，并提出的葡萄干面包原子模型；④1911年卢瑟福提出原子结构行星模型．
2．（易）科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是（ ）
A．质子数为116B．中子数为177
C．电子数为116D．原子中质子数比中子数多61
【答案】D
【解析】由题意可知，质量数为293的Lv原子的质子数为116、中子数为293—116=177，原子中中子数比质子数多177—116=61，故D错误。
3．（易）据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(3He)，下列关于氦(3He)元素的说法正确的是（ ）
A．原子核外电子数为3B．相对原子质量为2
C．原子的中子数为2D．原子结构示意图为
【答案】D
【解析】A．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，核外电子数为2，故A错误； B．相对原子质量等于质子数加中子数等于质量数，所以相对原子质量为3，故B错误；C．中子数=质量数-质子数，故中子数为1，故C错误；D．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，原子结构示意图为，故D正确；
故答案为D。
4．（易）我国导航卫星的“心脏”使用的是铷原子钟。关于铷原子(Rb)说法正确的是( )
A．中子数是37B．质量数是85
C．电子数是48D．与Rb互称同素异形体
【答案】B
【解析】据题意，Rb的质子数为37，质量数为85，故中子数=质量数-质子数=48，核外电子数等于质子数为37,；同素异形体指有同种元素组成的不同的单质，Rb和Rb互为同位素，故答案选B。
5．（中）下列关于电子排布的说法正确的是（ ）
A．氧离子()的核电荷数与最外层电子数相等
B．在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核近的区域内运动
C．核外电子总是先排在能量高的电子层上
D．某原子M层电子数为L层电子数的4倍
【答案】A
【解析】A． 氧离子()的核电荷数为8，最外层电子数为8，二者相等，故A正确；B． 在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核远的区域内运动，故B错误；C． 核外电子总是先排在能量低的电子层上，故C错误；D． 若有M层，则L层一定排满电子，L层为8个电子，而M层最多容纳18个电子，若M层作为最外层电子，最多8个电子，故D错误；故选A。
6．（中）下列是几种粒子的结构示意图，有关说法不正确的是（ ）
① ② ③ ④
A．①和②属同种元素 B．①和③的化学性质相似
C．①和④可形成NaO D．②表示的是阴离子
【答案】C
【解析】A．①和②分别是O和O2-，都属于氧元素，A正确；B．①为氧原子，③为硫原子，其最外层上均有6个电子，化学性质相似，B正确；C．①是O原子、④是Na原子，所形成的物质是Na2O，C错误；D．②为O2-，为阴离子，D正确；故选C。
7．（难）下列叙述正确的是( )
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同
【答案】C
【解析】两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，例如钠离子和氟离子，A项错误；凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，例如H＋肯定不满足稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；两原子，如果核外电子排布相同，那么质子数相同，则一定属于同种元素，C项正确；阴离子是原子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。
8．（中）近年来，我国航空航天事业成果显著，“北斗三号”导航卫星搭载了精密计时的铷(Rb)原子钟。如图为铷元素在元素周期表中的信息和铷的原子结构示意图(如图1)。回答下列问题：
(1)下列说法错误的是_______(填字母)。
A．，
B．铷是金属元素
C．铷的相对原子质量是85.47
D．铷原子有5个电子层，最外层有1个电子
(2)Rb原子第一电子层上电子的能量比最外层上电子的能量_______(填“低”或“高”)。
(3)如图2中所示粒子共表示_______种元素，铷元素原子的化学性质与如图中_______(填字母)的化学性质相似。
【答案】(1)A (2)低 (3) 三 D
【解析】（1）A．由铷元素在元素周期表中的信息可知，其原子序数为37，则，在原子中，质子数=核外电子数，所以，该选项说法错误；B．铷元素属于金属元素，该选项说法正确；C．铷的相对原子质量是85.47，该选项说法正确；D．由图示可知铷原子有5个电子层，最外层有1个电子，该选项说法正确；故选A；
（2）离核越近的电子能量越低，故原子第一电子层上电子的能量比最外层上电子的能量低，故答案为：低；
（3）中，B和C两种粒子的质子数相同，所以属于同种元素的粒子，中共表示三种元素；由图示可知，粒子中D粒子的最外层有1个电子，与铷元素原子的最外层电子数相同，故二者的化学性质相似，故答案为：三；D。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
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
第一课时 原子结构 核外电子排布
一、原子结构
1、原子结构的探索历程
2、认识原子结构：原子核（质子、中子）+核外电子
二、核外电子排布
1、探究核外电子的分层排布规律：
（1）分层排布—遵循能量最低；
（2）每层最多容纳2n2个电子；
（3）K层为最外层不超过2个，其它不超过8个，次外层不超过18个电子。
2、电子层：由里到外分K、L、M、
3、核外电子排布的表示方法：结构示意图—
教学
反思
本节内容较多，主要学习原子结构和核外电子排布，在简要介绍了原子结构的探索历程化学史后，重点学习原子结构和核外电子排布，通过对构成原子的微粒质量数据分析，认识各微粒的特点及关系，从而引处质量数的概念。通过对原子和离子结构示意图的对比分析，进一步明确原子和离子结构示意图的区别与联系，得出原子和离子中质子数、中子数和电子数的关系，达成对原子和离子结构的清晰认识目标。最后通过钠原子结构示意图的分析，深度理解结构示意图的含义，形成原子核外电子排布表示方法的认知模型，培养证据推理和模型认知的核心核心素养，较好地达成了教学目标。
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