核外電子排布的初步知識

核外電子排布的初步知識

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)
　　知道原子的核外電子是分層排布的；
　　了解原子結(jié)構(gòu)示意圖的涵義；
　　了解離子的概念及其與原子的區(qū)別和聯(lián)系；
　　常識性介紹離子化合物和共價(jià)化合物。

能力目標(biāo)
　　通過對核外電子運(yùn)動狀態(tài)的想象和描述以及原子和離子的比較，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力。

情感目標(biāo)
　　通過對最外層電子數(shù)與元素性質(zhì)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識到事物之間是相互依存和相互轉(zhuǎn)化的，初步學(xué)會科學(xué)抽象的學(xué)習(xí)方法；
　　通過對核外電子排布知識的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會核外電子排布的規(guī)律性。

 

教學(xué)建議

教材分析
　　本節(jié)課核外電子排布的初步知識，是在學(xué)習(xí)了第二章分子和原子的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，核外電子排布的初步知識與原子構(gòu)成。形成了原子結(jié)構(gòu)理論的知識體系，本節(jié)之所以放在第三章講述，目的為了分散知識難點(diǎn)，使學(xué)生的空間想象力得以充分的發(fā)揮。通過對前18號元素的核外電子排布情況的介紹。使學(xué)生了解前18號元素原子的核外電子排布規(guī)律，進(jìn)一步了解元素性質(zhì)與其原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為離子化合物，共價(jià)化合物的形成以及化合價(jià)的教學(xué)提供了理論依據(jù)。因本節(jié)課的內(nèi)容抽象，學(xué)生難理解，在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中還會進(jìn)一步講述原子結(jié)構(gòu)理論，所以本節(jié)課知識只要求學(xué)生達(dá)到了了解的水平即可。

教法建議
　　本節(jié)課文談到原子是由原子核和電子構(gòu)成的。原子核體積很小，僅占原子體積的幾千萬億之一，電子在核外的空間里作高速的運(yùn)動。而電子是怎樣在核外空間運(yùn)動的呢?對學(xué)生來說是一個抽象概念，是教學(xué)難點(diǎn)。因?yàn)榻處熂炔荒芴子煤暧^物體的運(yùn)動規(guī)律在體會微觀粒子的運(yùn)動狀態(tài)，又不能不以宏觀物體的運(yùn)動狀態(tài)為例來描述原子中核和電子的行為。否則會影響學(xué)生對核外電子分層運(yùn)動的表象的形成。我們可以借助與計(jì)算機(jī)多媒體課件來描述，讓學(xué)生明確電子在核外作高速運(yùn)動，是沒有固定軌道的。

    　　在多電子原子里電子是分層運(yùn)動的，核外電子根據(jù)能量的差異和通常運(yùn)動的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近不同，分屬于不同的電子層。
　介紹原子結(jié)構(gòu)示意圖，例如 圓圈內(nèi)填入+8，表示原子核內(nèi)有8個質(zhì)子，弧線就表示電子在核外一定距離的空間(設(shè)想是球形)，弧線上的數(shù)字表示電子數(shù)。同時(shí)還要簡要介紹核外電子的排布規(guī)律，這樣有助于學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)示意圖的理解，減少死記硬背。即：核外電子是分層排布的，能量低的電子先排在離核近的電子層中，每層最多容納的電子數(shù)為2n²。當(dāng)電子將離核最近的電子層排滿后，才依次進(jìn)入離核稍遠(yuǎn)的電子層。

　　通過對前18號元素原子結(jié)構(gòu)示意圖(投影展示)進(jìn)行對比觀察，找出稀有氣體元素，金屬元素核非金屬元素的原子最外層電子數(shù)目的特點(diǎn)。介紹稀有氣體元素原子。最外層電子都是8個(氮原子的最外層為2個電子)，為相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不易失電子，也不易得電子。所以稀有氣體元素如氦，氖，氬等它們的化學(xué)性質(zhì)不活潑，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。從而將元素的化學(xué)性質(zhì)與他們原子結(jié)構(gòu)聯(lián)系到了一起。通過分析金屬元素和非金屬元素的原子最外層電子數(shù)目的特點(diǎn)并與具有最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的稀有氣體元素相比較得出，金屬元素原子的最外層電子數(shù)目一般少于或等于4個，易得電子。所以，金屬元素原子與非金屬元素原子化學(xué)性質(zhì)較活潑，易形成化合物。這樣為介紹離子化合物及共價(jià)化合物做好的理論準(zhǔn)備工作。

　　在講述離子化合物和共價(jià)化合物時(shí)，可借助課件的動畫演示氯化鈉和氯化氫的形成過程，幫助學(xué)生理解離子化合物及共價(jià)化合物的微觀形成過程。從而加深學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的理解。同時(shí)，也為下一節(jié)化合價(jià)的學(xué)習(xí)，起到了橋梁作用。

 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

重點(diǎn)：原子的核外電子是分層排布的，元素的化學(xué)性質(zhì)與他的原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

難點(diǎn)：對核外電子分層運(yùn)動想象，表象的形成和抽象思維能力的培養(yǎng)。

課時(shí)安排：2課時(shí)

教學(xué)過程：

　　[復(fù)習(xí)提問]：

　　構(gòu)成原子的微粒有哪幾種?

　　它們是怎樣構(gòu)成原子的?

　　原子的核電荷數(shù)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)有什么關(guān)系?

　　學(xué)生回答：


　　核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù) 

[新課引入]：我們知道，原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的，原子核的體積僅占原子體積的幾千億分之一，相對來說，原子里有很大的空間。電子就在這個空間里作高速的運(yùn)動。那么電子是怎樣運(yùn)動的?在含有多個電子的原子里，電子又是怎樣排布在核外空間的呢?

　　[視頻演示]：原子的構(gòu)成

　　板書：核外電子排布的初步知識

　　　　　1．核外電子排布

　　[講述]對于氫原子來說，核外只有一個電子。電子的運(yùn)動狀態(tài)沒有固定的軌道。它在核外一定距離的空間內(nèi)作高速運(yùn)動。是一個球形。對于多個電子的原子里。它的電子是怎樣運(yùn)動的呢?

　　[視頻2]：原子核外電子的運(yùn)動

　　結(jié)合視頻2講述：在含有多個電子的原子里。電子的能量并不相同。能量低的。通稱在離核近的區(qū)域運(yùn)動。能量高的，通常在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動。我們將電子離核遠(yuǎn)近的不同的運(yùn)動區(qū)域叫做電子層。離核最近的叫第一層，依次向外類推，分別叫做二，三，四，五，六，七層，即在多個電子的原子里，核外電子是在能量不同的電子層上運(yùn)動的。

　　[板書]

　　(1)在多個電子的原子里，因?yàn)殡娮拥哪芰坎煌�，電子在不同的電子層上運(yùn)動。

　　(2)能量低的電子在離核近的電子層上運(yùn)動;能量高的電子在離核較遠(yuǎn)的電子層運(yùn)動。

　　(3)離核最近的電子層叫第一層，離核最遠(yuǎn)的電子層叫第一層。

　　怎樣表示核外電子的排布呢?

　　2．原子結(jié)構(gòu)示意圖

　　用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示氯原子的結(jié)構(gòu)并講述原子結(jié)構(gòu)示意圖的涵義
氯原子結(jié)構(gòu)示意圖：

　　用圓圈表示原子核，在圓圈內(nèi)用正數(shù)+17表示質(zhì)子數(shù)，用弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。

　　(第一電子層最多容納2個電子，第二電子層最多容納8個電子)

　　展示：前18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

　　[學(xué)生練習(xí)]

　　1）下列氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖正確的是(    )

　　

　　2         ）在下列原子結(jié)構(gòu)示意圖下面標(biāo)出該原子的元素符號

　　

　　3）畫出鈉原子，氯原子，氖原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

　　展示前18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖(投影展示)

　　[觀察分析]引導(dǎo)學(xué)生對1-18號元素原子結(jié)構(gòu)的示意圖進(jìn)行觀察對比，分析討論，找出各類元素原子結(jié)構(gòu)(最外層電子數(shù))的特點(diǎn)及元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

　　3．元素的分類及原子的最外層電子數(shù)與元素的化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。

　　(1)稀有氣體元素：最外層電子數(shù)為8個(氦為2個)是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易得失電子，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　(2)金屬元素：最外層電子數(shù)一般少于4個，易失電子，化學(xué)性質(zhì)活潑。

　　(3)非金屬元素：最外層電子數(shù)一般多于或等于4個，易獲得電子，化學(xué)性質(zhì)活潑。

　　思考：元素的化學(xué)性質(zhì)主要取決于什么呢?

　　小結(jié)：元素的化學(xué)性質(zhì)主要取決于原子的最外層電子數(shù)目，即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。

　　畫出Na、Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖：

　　                    

　　[分析討論]元素的原子失去最外層電子或得到電子后，是否顯電中性?應(yīng)當(dāng)叫什么?如何表示?

　　4．離子：

　　(1)帶電的原子(或原子團(tuán))叫離子

　　　　陽離子：帶正電荷的離子叫做陽離子。

　　　　陰離子：帶負(fù)電荷的離子叫做陰離子。

　　(2)離子符號的寫法：在元素符號或原子團(tuán)的右上角寫上離子所帶的電荷數(shù)及所帶電荷的正負(fù)。而所帶正負(fù)電荷的數(shù)目，有取決于原子的最外層電子數(shù)。例如：鎂原子最外層電子數(shù)為2，失2個電子后帶2個單位的正電荷，所以鎂離子的符號為Mg²⁺。氧原子最外電子層電子數(shù)為6，得2個電子后，帶2個單位得負(fù)電荷，所以氧離子符號為O^2-。

　　[課件演示]Na⁺及Cl^-得形成過程。

　　[思考討論]鋁離子，鎂離子，硫離子，氯離子的符號如何寫?離子與原子有何區(qū)別和聯(lián)系?鎂離子和鎂原子是否屬于同種元素?為什么?

　　(3)離子和原子的區(qū)別與聯(lián)系：

　　[投影展示]

 

原子

離子

陽離子

陰離子

結(jié)構(gòu)

質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)

質(zhì)子數(shù)〉核電荷數(shù)

質(zhì)子數(shù)<核電荷數(shù)

電性

不帶電

帶正電

帶負(fù)電

表示法

Na

Na⁺

Cl^-

聯(lián)系

陽離子 原子  陰離子    

　　[設(shè)問]不同元素的原子是怎樣形成化合物的呢?

　　5．離子化合物

　　(1)定義：由陰陽離子相互作用而形成的化合物叫離子化合物。

　　[課件演示]氯化鈉和氯化鎂的形成過程。

　　(2)構(gòu)成離子化合物的微粒是離子，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。

　　6．共價(jià)化合物

　　(1)定義：以共用電子對形成的化合物，叫共價(jià)化合物。

　　[課件演示]HCl和H₂O的形成過程。

　　(2)構(gòu)成共價(jià)化合物的微粒是分子。

　　[小結(jié)]構(gòu)成物質(zhì)的微粒有：分子，原子和離子。

板書設(shè)計(jì)：

第五節(jié)  核外電子排布的初步知識

1．核外電子的排布：

　　(1)在多個電子的原子里，因?yàn)殡娮拥哪芰坎煌�，電子在不同的電子層上運(yùn)動。

　　(2)能量低的電子在離核近的電子層上運(yùn)動;能量高的電子在離核較遠(yuǎn)的電子層運(yùn)動。

　　(3)離核最近的電子層叫第一層，離核最遠(yuǎn)的電子層叫第一層。

2．原子結(jié)構(gòu)示意圖

　　氯原子結(jié)構(gòu)示意圖：                                             

　　用圓圈表示原子核，在圓圈內(nèi)用正數(shù)+17表示質(zhì)子數(shù)，用弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。

3．元素的分類及原子的最外層電子數(shù)與元素的化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。

　　(1)稀有氣體元素：最外層電子數(shù)為8個(氦為2個)是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易得失電子，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　(2)金屬元素：最外層電子數(shù)一般少于4個，易失電子，化學(xué)性質(zhì)活潑。

　　(3)非金屬元素：最外層電子數(shù)一般多于或等于4個，易獲得電子，化學(xué)性質(zhì)活潑。

4．離子：

　　(1)帶電的原子(或原子團(tuán))叫離子

　　　陽離子：帶正電荷的離子叫做陽離子。

　　　陰離子：帶負(fù)電荷的離子叫做陰離子。

　　(2)離子符號的寫法：在元素符號或原子團(tuán)的右上角寫上離子所帶的電荷數(shù)及所帶電荷的正負(fù)。而所帶正負(fù)電荷的數(shù)目，有取決于原子的最外層電子數(shù)。

5．離子化合物

　　(1)定義：由陰陽離子相互作用而形成的化合物叫離子化合物。

　　(2)構(gòu)成離子化合物的微粒是離子，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。

6．共價(jià)化合物

　　(1)定義：以共用電子對形成的化合物，叫共價(jià)化合物。

　　(2)構(gòu)成共價(jià)化合物的微粒是分子。

　　小結(jié)：構(gòu)成物質(zhì)的微粒有：分子，原子和離子

 

探究活動

　　原子的秘密與科學(xué)家

形式：課外分組查閱資料，課上匯報(bào)討論

目的：
　　培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，感受科學(xué)家們不畏困難勇于探索的精神。同時(shí)，也對原子結(jié)構(gòu)知識，有更深刻的認(rèn)識。

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