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2019-2020年高中化學《原子結構與元素的性質》教案13 新人教版選修3 【教學目標】： 1、進一步認識周期表中原子結構和位置、價態(tài)、元素數(shù)目等之間的關系 2、知道外圍電子排布和價電子層的涵義 3、認識周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布的規(guī)律 4、知道周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子結構和位置間的關系 【教學重點】： 元素的原子結構與元素周期表結構的關系 【教學難點】：元素周期表的分區(qū) 【課時劃分】：三課時。 【教學過程】： 第一課時 【復習】必修中什么是元素周期律？元素的性質包括哪些方面？元素性質周期性變化的根本原因是什么？ 【過渡】我們今天利用原子結構的新規(guī)律繼續(xù)研究元素周期表和元素周期律。 【板書】 第二節(jié) 原子結構與元素的性質 一、原子結構與元素周期表 【練習】門捷列夫周期表中每一周期的第一個元素(除第一周期外是鋰、鈉、鉀、銣、銫、 鈁——堿金屬。你能根據(jù)構造原理寫出它們的電子排布嗎? 堿金屬 原子序數(shù) 周期 基態(tài)原子的電子排布 鋰 3 二 ls2 2s1或[He]2s1 鈉 11 三 1s22s22p63s1或[Ne]3s1 鉀 19 四 1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1 銣 37 五 ls12s22p63s23p63d104s14p65s1或[Kr]5s1 銫 55 六 ls12s22p63s23p63d104s14p65s25p66s1或[Xe]6s1 【觀察思考】（公布答案）根據(jù)同學們所寫的電子排，思考堿金屬電子排布規(guī)律。 【回答】隨著元素原子的核電荷數(shù)遞增每到出現(xiàn)堿金屬，就開始建立一個新的電子層，隨后最外層上的電子逐漸增多，最后達到8個電子，出現(xiàn)稀有氣體；然后又開始由堿金層到稀有氣體。 【講述】回答的很好，最外層電子從1到8，如此循環(huán)往復——這就是元素周期系中的一個個周期。例如，第11號元素鈉到第18號元素氬的最外層電子排布 布重復了第3號元素鋰到第10號元素氖的最外層電子排布—從一個到8個，再往后，盡管情形變得復雜一些，但每個周期的第1個元素的原子最外電子層總是1個電子，最后一個元素的原子最外電子層總是8個電子。可見，元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復。 【板書】1、元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復。 【練習】由于隨著核電荷數(shù)的遞增，電子在能級里的填充順序遵循構造原理，元素周期系的周期不是單調的，每一周期里元素自數(shù)目并不總是一樣多，而是隨周期序號的遞增漸漸增多，同時，金屬元素的數(shù)目也逐漸增多，請同學們填表： 周 期 一 二 三 四 五 六 七 元素數(shù)目 2 8 8 18 18 32 32(?) 金屬元素數(shù)目 0 2 3 14 15 30 ? 【講述】根據(jù)隨周期序號的遞增漸漸增多，同時，金屬元素的數(shù)目也逐漸增多特點我們可以把元素周期系的發(fā)展形象地比喻成螺殼上的螺旋： 【科學探究】考察元素周期表，探究下列問題： 1．元素周期表共有幾個周期?每個周期各有多少種元素?寫出每個周期開頭第一個元素和結尾元素的最外層電子的排產(chǎn)式的通式。為什么第一周期結尾元素的電子排布跟其他周期個同? 2．元素周期表共有多少個縱列?表上元素的“外圍電子排布”簡稱“價電子層”，這是由于這些能級上的電子數(shù)可在化學反應中發(fā)生變化。每個縱列的價電子層的電子總數(shù)是否相等? 3．按電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區(qū)，如圖1—16所示。除ds①區(qū)外， 區(qū)的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號。s區(qū)、d區(qū)和p區(qū)分別有幾個縱列?為什么s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬? 4．元素周期表可分為哪些族?為什么副族元素又稱為過渡元素? 5．為什么在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區(qū)內(nèi) (如圖1—17)? 6．處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素常被稱為半金屬或準金屬。為什么? 【小組交流】公布優(yōu)秀答案，重點講解。 1、（略） 2、18個縱列，每個縱列價電子總數(shù)不相等。 3、s區(qū)元素：ⅠA和ⅡA族；p區(qū)元；ⅢA～ⅦA族元素。0族稀有氣體也屬于p區(qū)。d區(qū)元素：ⅢB～Ⅷ族元素；ds區(qū)元素：包括ⅠB和ⅡB族。f區(qū)元素：包括鑭系和錒系元素。 4、7個主族、7個副族、一個Ⅷ族、一個零族，副族元素處于金屬元素與非金屬元素中間，因而又稱過渡元素。 5、根據(jù)必修學習的元素周期律同一周期從左往右金屬性逐漸減弱非金屬逐漸增強，同一主族，從下往上金屬性減弱，非金屬性增強，所以周期系已知112種元素中只有21種非金屬（包括稀有氣體），它們集中在長式周期表p區(qū)右上角三角區(qū)內(nèi)。 6、處于非金屬三角區(qū)邊界上的元素兼具金屬和非金屬的特性，有時也稱“半金屬”或“準金屬”， 例如，硅是非金屬，但其單質晶體為具藍灰色金屬光澤的半導體，鍺是金屬，卻跟硅一樣具金剛石型結構，也是半導體。 【板書】 2、s區(qū)元素：ⅠA和ⅡA族，價電子特征排布為ｎs1~2，價電子數(shù)等于族序數(shù)；p區(qū)元；ⅢA～ⅦA族元素，特征電子排布為ns2np1~6；價電子總數(shù)等于主族序數(shù)。0族稀有氣體也屬于p區(qū)。d區(qū)元素：ⅢB～Ⅷ族元素，價電子排布特征為（ｎ-1）d1~10ns1~2；價電子總數(shù)等于副族序數(shù)；ds區(qū)元素：包括ⅠB和ⅡB族，特征電子排布為(n-1)d10ns1~2，價電子總數(shù)等于所在的列序數(shù)。f區(qū)元素：包括鑭系和錒系元素。 3、原子結構與元素在周期表中的位置是有一定的關系的。 原子核外電子總數(shù)決定所在周期數(shù) 周期數(shù)=最大能層數(shù)（鈀除外） 46Pd [Kr]4d10,最大能層數(shù)是4，但是在第五周期。 外圍電子總數(shù)決定排在哪一族 如：29Cu 3d104s1 10+1=11尾數(shù)是1所以，是IB。 【投影】 科學史話： 第一張元素周期表 1829年德國化學家德貝菜納發(fā)現(xiàn)當時已知的44種元素中有15種元素可分成5組，每組的三個元素性質相似，而且中間元素的相對原子質量約為較輕和較重的兩個元素相對原子質量之和的一半。例如，鈣、鍶、鋇性質相似，鍶的相對原子質量大約是鈣和鋇的相對原子質量之和的一半。氯、溴、碘，鋰、鈉、鉀等組元素的情況類似，由此提出了“三素組”的概念，為發(fā)現(xiàn)元素性質的規(guī)律性打下了基礎。 1859年，24羅的俄國彼得堡大學年輕講師門捷列夫來到德國海德堡大學本生的實驗室進修。當年，本生和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀，用光譜發(fā)現(xiàn)了一些新元素，掀起一股發(fā)現(xiàn)新元素熱。次年，門捷列夫出席了在化學史土具有里程碑意義的德國卡爾斯魯厄化學大會。門捷列夫回憶道： “我的周期律的決定性時刻在1860年，我……在會土我聆聽了意大利化學家康尼查羅的演講……正是當時，元素的性質隨原子量(相對原子質量)遞增而呈現(xiàn)周期性變化的基本思想沖擊了我?！贝撕螅? 門捷列夫為使他的思想信念轉化為科學理論，作出了10年艱苦卓絕的努力， 系統(tǒng)地研究了元素的性質，按照相對原子質量的大小，將元素排成序，終于發(fā)現(xiàn)了元素周期律。 【小結】。 【課堂練習】 1、判斷下列各基態(tài)元素原子的電子排布式是正確還是錯誤，如果錯誤在空格中改正。 （1）Li： 1s2； ( ) ________； （2）Be： 1s22s1 2p1 ( ) ________； （3）O： 1s22s2 2px22py2；( ) _______； （4）K： 1s22s2 2p63s2 3p63d1；() ________； （5）Cu： 1s22s2 2p63s2 3p63d94s2 () ______。 答案：(1) √(2) x; 1s22s2 (3) x; 1s22s2 2px22py12pz1(4) x; 1s22s2 2p63s2 3p64s1 (5) x; 1s22s2 2p63s2 3p63d104s1 2、判斷下列表達是正確還是錯誤 （1）1s22p1屬于基態(tài)； （ ） （2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)； （ ） （3）1s22s2 2p62d1屬于激發(fā)態(tài)； （ ） （4）1s22s2 2p63d1屬于基態(tài)； （ ） 答案：(1) x(2) x(3)√(4) x 3、根據(jù)2n2的規(guī)律推算第一到第四電子層最多可以容納的電子數(shù)目為 。（6. 2,8,8,18） 4、已知某原子的電子分布是1s22s2 2p63s2 3p63d104s24p1。 （1）這元素的原子序數(shù)是多少？ （2）這元素屬第幾周期？ 第幾族？是主族元素還是過渡元素？ （3）哪些電子是這個原子的價電子。 答案：(1) 31(2) 4；IIIA；主族元素.(3) 4s24p1 【作業(yè)】P24 1、2、3、4、10 板書設計 第二節(jié) 原子結構與元素的性質 一、原子結構與元素周期表 1、元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復。 2、s區(qū)元素：ⅠA和ⅡA族；p區(qū)元；ⅢA～ⅦA族元素。0族稀有氣體也屬于p區(qū)。d區(qū)元素：ⅢB～Ⅷ族元素；ds區(qū)元素：包括ⅠB和ⅡB族。f區(qū)元素：包括鑭系和錒系元素。 3、原子結構與元素在周期表中的位置是有一定的關系的。 原子核外電子總數(shù)決定所在周期數(shù) 周期數(shù)=最大能層數(shù)（鈀除外） 46Pd [Kr]4d10,最大能層數(shù)是4，但是在第五周期。 外圍電子總數(shù)決定排在哪一族 如：29Cu 3d104s1 10+1=11尾數(shù)是1所以，是IB。