原子结构与元素的性质教案示例.docx

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原子结构与元素的性质教案示例

《原子结构与元素的性质》

一、教学内容

本节课是人教版化学选修3第一章第二节的教学内容，是在必修2第一章《物质结构元素周期律》,选修3第一章第一节《原子结构》基础上进一步认识原子结构与元素性质的关系。

本节教学内容分为两部分：

第一部分在复习原子结构及元素周期表相关知识的基础上，从原子核外电子排布的特点出发，结合元素周期表进一步探究元素在周期表中的位置与原子结构的关系。

第二部分在复习元素的核外电子排布、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性变化的基础上，进一步从原子半径、电离能以及电负性等方面探究元素性质的周期性变化规律。

本节教学需要三个课时，本教学设计是第一课时的内容。

二、教学对象分析

1、知识技能方面：

学生已学习了原子结构及元素周期表的相关知识和元素的核外电子排布、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性变化，具备了学习本节教学内容的基本理论知识，有一定的知识基础。

2、学习方法方面：

在必修2第一章《物质结构元素周期律》的学习过程中已经初步掌握了理论知识的学习方法──逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法，具有一定的学习方法基础。

三、设计思想

总的思路是通过复习原子结构及元素周期表的相关知识引入新知识的学习，然后设置问题引导学生进一步探究原子结构与元素周期表的关系，再结合教材中的“科学探究”引导学生进行问题探究，最后在学生讨论交流的基础上，总结归纳元素的外围电子排布的特征与元素周期表结构的关系。

根据新课标的要求，本人在教学的过程中采用探究法，坚持以人为本的宗旨，注重对学生进行科学方法的训练和科学思维的培养，提高学生的逻辑推理能力以及分析问题、解决问题、总结规律的能力。

四、教学目标

1.知识与技能：

（1）了解元素原子核外电子排布的周期性变化规律；

（2）了解元素周期表的结构；（3）了解元素周期表与原子结构的关系。

2.过程与方法：

通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法──逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法。

3.情感态度与价值观：

学生在问题探究的过程中，同时把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。

五、教学的重点和难点

1.教学的重点：

元素的原子结构与元素周期表结构的关系。

2.教学的难点：

元素周期表的分区。

六、教学过程

教学内容

教学环节

活动时间（大约）

教学活动

设计意图

教师活动

学生活动

复习必修2中的元素周期表和元素周期律的相关知识

引入

1min

在必修2中我们已学习了元素周期表和元素周期律的相关知识，现在回顾一下：

元素周期表的结构如何？

周期表有7个横行18个纵行，分别叫做周期、族。

18个纵行分为16族：

7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个零族。

通过复习回顾已学知识引入新知识，是一个由已知到未知的过程，可以达到温故而知新的目的。

提问

1min

元素的原子结构与元素在周期表中的位置有什么关系？

周期序数等于原子核外电子层数，主族序数等于最外层电子数。

提问

1min

元素原子核外电子的排布有何特点？

元素原子的最外层电子数重复1~8的周期性变化。

激疑

1min

主族序数等于最外层电子数,那副族元素呢?

其序数是否也等于其最外层电子数呢？

副族元素的族序数跟核外电子的排布有关吗？

跟哪一部分有关呢？

这涉及到元素价电子的问题。

思考后回答：

不等。

肯定有关系。

思考

设置疑问激起学生的求知欲望，引起有意注意，开启思维。

价电子数与族序数的关系

设置情景

10

min

请根据构造原理写出1~36号元素的电子排布式，探究价电子数与族序数的关系。

提示：

什么是价电子？

可以参考教材第15页“科学探究”第2题的内容。

学生按要求写出1~36号元素的电子排布式，并通过探究得出结论：

价电子数等于族序数。

（第VIII族、IB、IIB族例外。

）

设置问题情景让学生进行探究讨论，提高学生的逻辑推理和总结规律的能力。

此问题的设置为下一个知识点埋下伏笔，分散难点。

元素周期表的分区

分析讲解

6min

观察哪些纵行的价电子的能级符号相同？

在此基础上把元素周期表分为5个区：

s区、d区、ds区、p区、f区。

（要求学生讨论教材“科学探究”的第3题）

观察并回答

分组讨论交流、探究

突破难点，理解新知识。

通过探究进一步从本质上理解元素周期表的分区。

元素的原子结构与元素周期表结构的关系

引导

8min

引导学生对教材中的“科学探究”的问题进行讨论探究，总结元素的原子结构与元素周期表结构的关系。

分组讨论交流、探究

通过讨论交流进一步理解元素的原子结构与元素周期表结构的关系。

小结

4min

在学生讨论交流的基础上，总结归纳出元素的外围电子排布的特征与元素周期表结构的关系。

师生共同完成附表1

总结归纳明确本节课的学习重点，完成一个完整的科学探究活动过程。

练习

10

min

让学生做练习，然后提问检查完成的情况，再讲解。

（纸笔评价中的课堂练习）

做练习题

及时反馈学生理解和掌握新知识的情况。

布置作业

3min

探究：

（1）为什么元素周期系中的周期不是单调的？

试用构造原理加以解释；

（2）元素周期表的区与族存在着什么样的关系？

课外探究活动

通过练习巩固新知识。

根据完成作业的情况了解学生对本节课知识点掌握的程度，是否达到教学目标。

教材第24页的习题中的第1、2、5、6、9题

课内作业课后完成

七、学习评价设计

纸笔评价：

（1）课堂练习

1.门捷列夫周期表中第一、第二、三、四、五、六周期分别含有的元素种数是_____、_____、_____、_____、_____、_____。

1s22s22p63s23p3，则A元素处于____周期____族。

3.元素周期表中第IIIA族位于第____列，ds区位于第____列和第____列，d区从第____列开始，到第____列结束。

4.写出34号元素和23号元素的价电子层排布式。

5.第三周期元素中，基态原子轨道表示式中存在着空轨道的元素有（ ）种。

A.1        B.2            C.3          D.4

6.相邻两周期的两个同主族元素，其质子数相差的数目不可能为（ ）。

A.2         B.8           C.18         D.16

7.下列说法正确的是（　）。

A.第4、5、6周期的B族元素均为10个

  B.相同主族元素的价电子层排布一定相同

  C.第三和第四周期的相同主族元素的原子序数一定相差18

  D.过渡元素位于周期表的第3到第12纵列

课外练习及拓展训练题

1.下列说法正确的是（ ）。

A.基态时，相同周期的两种元素原子所含的能级和能层是一样的。

B．基态时，稀有气体元素原子的价层电子数都为8。

C．基态时，同种元素的原子和离子的轨道排布式一样。

D．非金属元素原子的d轨道一定不填充电子或填满电子。

2．下列表示元素的基态原子的电子排布式，其中表示的元素属于第三周期的元素的是（  ）。

A．1s22s122s22p522s22p63s222s22p63s23p64s1

3．基态原子的最外层电子排布式为ns1的元素一定是（  ）。

A．非金属元素         D.非金属元素或金属元素

4.基态原子所含能级种类相同的是（      B.H、O   C.Li、Na   D.S、Cl

5．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（                                   D.透明陶瓷材料硒化锌

6．门捷列夫周期表中每一周期的第一个元素（除第一周期外）都是_________元素，每一周期的最后一个元素（除第七周期外）都是__________元素。

7．氦元素可表示为：

2He，请写出其它稀有气体元素的表示方法。

 ________________________________________________________。

8.假设一个轨道只能容纳一个电子,则前四个稀有气体元素的原子序数分别为:

________、________、_________、_________。

9．已知元素周期表中第一、二、三、四、五、六、七周期中所含元素种类（假设第七周期已排满）分别是2、8、8、18、18、32、32，由此可知116号元素处于周期表第________周期，第___________族，其电子排布式为______________。

10．根据构造原理，解释为什么元素周期表中，第一、二、三、四、五、六、七周期含有元素的数目分别是2、8、8、18、18、32、32？

11．元素周期表中，第四周期第IIA族和第IIIA族之间为什么存在10种元素，第三周期第IIA族和第IIIA族元素之间却没有别的元素？

用构造原理解释。

2、 表现性评价：

   表现性评价反映了学生学习本节知识的过程情况如何，是否达到情感态度与价值观目标。

表现性评价的依据是学生在问题探究的过程中表现出来的情感态度和对知识的整合能力，能否把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性。

如果说纸笔评价是对学生学业的量化评价的话，表现性评价则是对学生学业的质性评价。

   在本节课的教学过程当中，由浅入深不断地设置问题，引导学生进行讨论探究，让学生主动参与知识探究的全过程。

从学生的表现和反馈情况来看，基本上能达到预定的教学目标要求。

八、本教学设计的特点

1、重视新旧知识的密切联系。

2、简明扼要，抓主线。

3、学生探究活动为主，教师讲解引导为辅。

4、突出重点，突破难点。

九、教学反思

    原子结构与元素的性质是中学化学重要的基础理论，是整个中学化学教材中的重点内容。

教材内容较抽象，理论性强，在教学过程中要注重学习方法的指导，做到“授之以渔”。

与原教材相比较，原教材比较注重知识的传授，强调接受形学习；新课程强调使学生形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学生学会学习和形成正确价值观的过程。

因此，在实施教学的过程当中，应该创造一切条件让学生主动参与知识探究的全过程，对学生进行科学方法的训练和科学思维的培养，提高学生的科学素养。

参考答案：

（1）课堂练习

1.2,8,8,18,18,322.三,第VA3.13,11,12,3,104.4s24p43d34s2

（2）课外练习及拓展训练题

1.D2.C3.D4.D5.D

6.碱金属,稀有气体元素

7.10Ne,18Ar,36Kr,54Xe,86Rn

8.1,5,9,18

9.七,VIA,[Rn]5f146d107s27p4

10．分析：

第二周期与第一周期相比、第三周期与第二周期相比都多了s、p二个能级，第四周期与第三周期相比多了s、p、d、三个能级......而s、p、d、f能级所能容纳的最多电子数分别为2、6、10、14，故......

11．提示：

3d能级的能量高于4s，低于4p。

——摘自人教网

第一章原子结构与性质

第二节原子结构和元素的性质

（第一课时）

教学目标：

1.知识与技能：

（1）了解元素原子核外电子排布的周期性变化规律；

（2）了解元素周期表的结构；

（3）了解元素周期表与原子结构的关系。

2.过程与方法：

通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法──逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法。

3.情感态度与价值观：

学生在问题探究的过程中，同时把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。

教学的重点和难点

1.教学的重点：

元素的原子结构与元素周期表结构的关系。

2.教学的难点：

元素周期表的分区。

教学过程

【复习】写出1、3、11、19、37号元素的基态电子排布

【阅读教材】碱金属元素基态原子的电子排布

【思考】以第三周期为例，写出钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并观察原子的核外电子排布变化有什么规律？

【小结】随着原子序数的递增，每到出现元素，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到个电子，出现，然后又由开始到，如此循环往复。

一、原子结构与元素周期表

（一）原子的电子排布与周期的划分

（1）结合周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素（除第一周期外）是________,最外层电子排布为______,每一周期的最后一种元素都是___________,这些元素的最外层电子排布除He为1s2外,其余都是__________.

（2）观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的______.

结论：

随着核电荷数的增加，核外电子的排布发生周期性的变化。

【小结】元素周期系的形成是由于。

【引入】在必修2中我们已学习了元素周期表和元素周期律的相关知识，现在回顾一下：

元素周期表的结构如何？

周期表有7个横行18个纵行，分别叫做周期、族。

18个纵行分为16族：

7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个零族。

【阅读】教材P14~15

【思考】你能否根据原子结构与各周期中元素种数的关系分析元素周期系周期发展规律？

周期

一

二

三

四

五

六

七

元素数目

金属元素数目

非金属元素数目

【讲解】由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。

因而，我们可以把元素周期系的周期发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。

【思考】周期表上的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化。

每个纵行的价电子层的电子总数是否相等？

主族元素的价电子数和族序数有何关系？

不一定相等相等

（二）原子的电子排布与族的划分

【讲解】在周期中有18个纵列,除零族元素中He（1s2）与其它稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每个族序数和价电子数是相等的.

主族元素：

族序数=原子的最外层电子数=价电子数

副族元素：

大多数族序数=（n-1）d+ns的电子数=价电子数

【练习】已知某元素的原子序数是25，写出该元素原子的价电子层结构式，并指出该元素所属的周期和族。

其排布式为[Ar]3d54s2，由于最高能级组数为4，其中有7个价电子，故该元素是第四周期ⅦB族。

【思考】按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：

s区、d区、ds区、p区、f区。

划分区的依据是什么？

s区、d区、p区分别有几个纵列？

区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号

（三）原子的电子构型和元素的分区

S区元素：

最外层构型是ns1和ns2。

IA和IIA族元素。

除H外，其余为活泼金属。

p区元素：

最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。

即IIIA~VIIA族、零族元素。

除H外，所有非金属元素都在p区。

d区元素:

包含第IIIB族到VIII族元素。

最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素，性质相似。

ds区元素:

包括IB族和IIB族元素，最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素。

f区元素：

包括镧系和锕系元素。

最外层电子数基本相同，化学性质相似。

思考：

1．为什么s区、d区、ds区的元素都是金属（除H外）？

s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。

2．为什么副族元素又称为过渡元素？

副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。

3．为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？

处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。

为什么？

这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。

处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此，这些元素常被称之为半金属或准金属。

【练习】

1．已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。

试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？

由于是ⅥA族，4d必是全充满的，所以价电子排布为5s25p4，电子排布式[Kr]4d105s25p4，属P区

2．已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。

第四周期，ⅦB族。

3．试确定32号元素在周期表中的位置。

第四周期，ⅣA族判断处于第三周期，ⅣA族元素的价层电子结构、原子序数。

[Ne]3s23p2，第14号元素

【课堂小结】

一、原子结构与元素周期表

1、原子的电子排布与周期的划分周期序数=能层数

2、原子的电子排布与族的划分

主族元素：

族序数=原子的最外层电子数=价电子数

副族元素：

大多数族次=（n-1）d+ns的

电子数=价电子数

3、原子的电子构型和元素的分区

5个区：

s区、d区、ds区、p区、f区。

【当堂检测】

1．填表

分区

族数

价电子排布

s区

p区

d区

ds区

f区

2．门捷列夫周期表中第一、第二、三、四、五、六周期分别含有的元素种数是_____、_____、_____、_____、_____、_____。

2，8，8，18，18，32

3．已知某元素A的电子排布式为1s22s22p63s23p3，则A元素处于____周期____族。

三，第VA

4．元素周期表中第IIIA族位于第____列，ds区位于第____列和第____列，d区从第____列开始，到第____列结束。

13，11，12，3，10

5．写出34号元素和23号元素的价电子层排布式。

4s24p4，3d34s2

6．第三周期元素中，基态原子轨道表示式中存在着空轨道的元素有（）种。

A.1B.2C.3D.4

7．相邻两周期的两个同主族元素，其质子数相差的数目不可能为（）。

A.2B.8C

8．下列说法正确的是（　）。

A．第4、5、6周期的B族元素均为10个

B．相同主族元素的价电子层排布一定相同

C．第三和第四周期的相同主族元素的原子序数一定相差18

D．过渡元素位于周期表的第3到第12纵列

9．外围电子构型为4f75d16s2元素在周期表中的位置是（ 

 ）

A 四周期ⅦB族B 五周期ⅢB族

C 六周期ⅦB族D 六周期ⅢB族

10．某周期ⅡA族元素的原子序数为x，则同周期的Ⅲ族元素的原子序数是（）

A只有x+1B可能是x+8或x+18

C可能是x+2D可能是x+1或x+11或x+25

11.元素的分区和族

1）s区:

最后的电子填在上,包括,属于活泼金属,为碱金属和碱土金属

2）p区:

最后的电子填在上,包括族元素,为非金属和少数金属

3）d区:

最后的电子填在上,包括族元素,为过渡金属

4）ds区:

（n-1）d全充满,最后的电子填在上,包括,过渡金属（d和ds区金属合起来,为过渡金属）

5）f区:

包括元素,称为内过渡元素或内过渡系。

【课外练习】

1.下列说法正确的是（）。

A.基态时，相同周期的两种元素原子所含的能级和能层是一样的。

B．基态时，稀有气体元素原子的价层电子数都为8。

C．基态时，同种元素的原子和离子的轨道排布式一样。

D．非金属元素原子的d轨道一定不填充电子或填满电子。

2．下列表示元素的基态原子的电子排布式，其中表示的元素属于第三周期的元素的是（）。

A．1s22s122s22p5C.1s22s22p63s222s22p63s23p64s1

3．基态原子的最外层电子排布式为ns1的元素一定是（）。

A．非金属元素B.金属元素C.主族元素D.非金属元素或金属元素

4.基态原子所含能级种类相同的是（）。

A.第一周期元素和第三周期元素、O

、、Cl

5．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（）。

A.吸氢材料镧镍合金B.半导体材料砷化镓

C.高温结构陶瓷材料氮化硅D.透明陶瓷材料硒化锌

6．门捷列夫周期表中每一周期的第一个元素（除第一周期外）都是_________元素，每一周期的最后一个元素（除第七周期外）都是__________元素。

碱金属，稀有气体元素

7.假设一个轨道只能容纳一个电子,则前四个稀有气体元素的原子序数分别为:

________

、________、_________、_________。

1，5，9，18

8．已知元素周期表中第一、二、三、四、五、六、七周期中所含元素种类（假设第七周期已排满）分别是2、8、8、18、18、32、32，由此可知116号元素处于周期表第________周期，第___________族，其电子排布式为______________。

七，VIA，[Rn]5f146d107s27p4

9．根据构造原理，解释为什么元素周期表中，第一、二、三、四、五、六、七周期含有元素的数目分别是2、8、8、18、18、32、32？

分析：

第二周期与第一周期相比、第三周期与第二周期相比都多了s、p二个能级，第四周期与第三周期相比多了s、p、d、三个能级......而s、p、d、f能级所能容纳的最多电子数分别为2、6、10、14，故……

10．元素周期表中，第四周期第IIA族和第IIIA族之间为什么存在10种元素，第三周期第IIA族和第IIIA族元素之间却没有别的元素？

用构造原理解释。

提示：

3d能级的能量高于4s，低于4p。

第二节原子结构与元素的性质

第二课时

【教学目标】

1、掌握原子半径的变化规律

2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质

3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系

4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系

5、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值

【教学重、难点】

电离能得定义及与原子结构之间的关系

【教学过程】

【引入】我们知道元素性质是由元素原子结构决定的，那具体性质如何变化呢？

【阅读】一、原子半径

【探究】观察图1—20分析：

1．元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？

应如何理解这种趋势？

2．元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？

应如何理解这种趋势？

【讲解】原子半径的大小取决于两个相反的因素：

一是电子的能层数，另一个是核电荷数。

显然电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，所以同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

而当电子能层相同时，核电