高中化学《元素周期表》教案19 新人教版必修2.docx

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高中化学《元素周期表》教案19新人教版必修2

2019-2020年高中化学《元素周期表》教案19新人教版必修2

教学目标:

1．使学生理解核素及同位素概念，元素性质与原子核的关系。

2．了解同位素在工农业生产中的应用。

3．培养学生提出问题、分析归纳、概念辨析及应用能力

教学重点、难点：

元素性质与原子核的关系。

教学用具：

多媒体课件PPT

教学方法：

探究式

教学过程：

[复习]初中所学的原子核的电性关系

[回答]核内质子数＝核电荷数＝核外电子数，所以，整个原子呈电中性

[过渡]元素的性质与原子核外电子有密切关系，那么与原子核有什么关系吗？

[板书]三、核素

　[讲解]原子质量主要集中在原子核上，所以，原子质量主要由质子和中子的质量决定。

　[概念]质量数（见书）

　[讲解]质量数（A）＝质子数（Z）+十中子数（N）

　（强调）质量数不是原子的真实质量，只表示某元素的某个原子。

　[板书]1、质量数（A）＝质子数（Z）+十中子数（N）

[投影]应用：

　①根据上述关系，A、Z、N三个数可知二求一。

　②用符号表示组成原子的微粒关系

　[讲解]参照课本图讲解氢原子的三种不同原子：

11H12H（D）13H（T）

[板书]2、核素—把一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称核素

[讲述]HH（D）H（T）就各位一种核素。

[板书]3、同位素—质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。

[讲述]HH（D）H（T）都是氢的同位素，“同位”是指质子数相同，周期表中位置相同，核素是指单个原子而言，而同位素则是指核素之间关系。

　　[提问]什么是元素?

到目前为止，人们己发现了115种元素，能否说已经发现了115种原子?

　[投影]同位素特性：

（1）同一元素的各种同位素化学性质几乎相同；

（2）在天然存在的某种元素中，不论是游离态，还是化合态，各种同位素所占的丰度（原子百分比）一般是不变的。

[阅读]P11几种重要同位素及应用

　[板]4、相对原子质量（原子量）

（1）同位素相对原子质量

　[讲解]某种同位素的一个原子的质量与1个原子质量的1/12相比较，所得数值为这个原子的相对原子质量。

其单位为一，符号为1的物理量。

　相对原子质量的算法是：

　例：

一个原子的质量为，则

（2）元素相对原子质量

　　[讲解]元素相对原子质量也称元素的原子量（元素的平均原子量）。

它是某元素的各种天然同位素原子相对原子质量和其在自然界的丰度（百分含量）乘积之和。

　　若某元素的各种同位素相对原子质量为…，它们在自然界的丰度分别为a%、b%、c%…则

　　元素相对原子质量＝

…

　　在元索周期表中所查到的相对原子质量就是元素相对原子质量。

　　例：

的相对原子质量为34．969，在自然界的含量为75．77%，的相对原子质量为36．966，在自然界的含量为24．23％，则

　　氯元素相对原子质量=34．969×75．77％+36．966×24．23％=35．453

　　（3）元素的近似相对原子质量

　　[讲解]元素的近似相对原子质量也称元素的近似平均原子量。

它是用某元素各种天然同位素的质量数代替同位素相对原子质量来和其在自然界的丰度的乘积之和。

　　元素的近似相对原子质量＝

…

　　如上例，则氯元素的近似相对原子质量＝35×75．77％+37×24．23％＝35．485≈35．5

元素的近似相对原子质量是我们在计算中常用到的。

[随堂练习]

1．已知某种元素的一种原子的核内质子数是m，中子数是n，下列说法正确的是

A．该元素的相对原子质量是m+n

B．不能求得该元素的相对原子质量

C．若C—12的质量是wg,则该原子的质量是12wg

D．若C—12的质量是wg,则该原子的质量是12（m+n）wg

2．B有两种同位素,一种核内有5个中子,另一种核内有6个中子,B的相对原子质量是10.8,问在自然界中B的这两种同位素的原子个数比是多少?

3．电解H2O与D2O的混和物,通电一段时间后,两极共产生氢气18.5克,其体积在标准状况下是33.6L,求所生成的气体中H与D的原子个数比.

4．已知的17Cl相对原子质量是34.969，17Cl的相对原子质量是36.966，它们在自然界中的原子百分数分别为75.77%、24.23%。

则氯元素的相对原子质量及近似相对原子质量分别为多少？

[小结]略

[作业]P115、6

课外作业：

查阅同位素在能源、医疗、农业、考古等方面的应用，以读书报告会形

式进行交流。

[板书计划]三、核素

1．质量数（A）＝质子数（Z）+十中子数（N）

2．核素—把一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称核素

3．同位素—质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。

4．相对原子质量（原子量）

（1）同位素（核素）相对原子质量

（2）元素相对原子质量

（3）元素的近似相对原子质量

2019-2020年高中化学《元素周期表》教案20新人教版必修2

●教学目标

1.复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和X的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。

2.使学生了解关于原子核外电子运动特征的常识。



3.了解核外电子排布的初步知识，能画出1~18号元素的原子结构示意图。



4.培养学生的空间想象能力、抽象思维能力、科学的分析推理能力及对所学知识进行运用的能力。

5.使学生初步意识到物质的结构决定物质的性质。



●教学重点

原子核外电子的排布规律

●教学难点

1.原子核外电子运动的特征

2.原子核外电子的排布规律

●课时安排

2课时

●教学方法

启发、诱导、设问、激疑、形象比喻、讨论、练习、讲述

●教学用具

投影仪、胶片、画面一样的音乐贺卡和普通贺卡、铁锁、电脑

●教学过程

★第一课时

［引言］

［教师举起两张外表一样的生日贺卡］

［师］同学们，我这儿有两张生日贺卡，现在我把它们打开，请大家说出它们最明显的不同点在哪里？



［教师打开贺卡］

［生］一个会响，一个不会。



［师］如果你想要知道这张音乐贺卡为什么会发出美妙动听的声音，你首先想要做的是什么？

［生］仔细观察，并拆开看看。



［师］也就是说首先要了解它的结构。

与上述例子相似，我们前面学过了碱金属及卤族元素等知识，知道不同的物质性质不同，那么，决定它们性质的关键是什么呢？



［生］物质的结构

［师］很正确。

一种物质之所以区别于另一种物质，是由于他们具有不同的性质。

而它们的性质又决定于它们各自的结构。

因此，我们很有必要掌握有关物质结构的知识。

然而，自然界的物质太多太多，如果我们不假思索地去一个一个地进行认识的话，既耗时间又费精力，这显然是不切合实际的。

这就需要我们在研究物质结构的基础上，总结出一些规律，以此来指导我们的实践。



本章我们就来学习这方面的内容。



［板书］第五章物质结构元素周期律

［师］研究物质的结构首先要解剖物质。

我们知道，化学变化中的最小粒子是原子，化学反应的实质就是原子的重新组合，那么，是不是任何两个或多个原子的接触就都能生成新物质呢？

举例说明。



［生］不是，如常温下，氢原子与氟原子能反应，而氢原子与氖原子就不反应。

［师］为什么常温下氢原子与氟原子一拍即合，而氢原子与氖原子却“老死不相往来”呢？



要知道究竟，必须揭开原子内部的秘密，即认识原子的结构。



［板书］第一节原子结构（第一课时）

［师］关于原子结构，我们在初中就已熟悉。

请大家说出构成原子的粒子有哪些？

它们怎样构成原子？



［生］构成原子的粒子有质子、中子、电子三种；其中，质子和中子构成了原子的原子核，居于原子中心，电子在核外做高速运动。



［师］很好，下面我们用如下形式把它表示出来。

［板书］一、原子结构

原子核

质子

中子

原子

核外电子

［问］谁能形象地比喻一下原子核和原子的体积的相对大小？



［生］甲种回答：

如果把原子比作一座十层大楼，原子核就像放置在这所大楼中央的一个樱桃。

乙种回答：

如果假设原子是一座庞大的体育场，而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁。

［师］回答得很好，甲种比喻说明对初中的知识掌握很牢固；乙种比喻说明大家对新课的预习很到位。

确切地讲，原子核的体积只占原子体积的几千万亿分之一。

原子核虽小，但并不简单，它是由质子和中子两种粒子构成，几乎集中了原子的所有质量，且其密度很大。



［投影展示有关原子核密度的资料］原子核密度很大，假如在1cm3的容器里装满原子核，则它的质量就相当于1.2×108t，形象地可以比喻为需要3000辆载重4t的卡车来运载。



［师］下面，我们通过下表来认识一下构成原子的粒子及其性质。



［投影展示表5—1］

表5—1构成原子的粒子及其性质

构成原子的粒子

电子

质子

中子

电性和电量

1个电子带1个单位负电荷

1个质子带1个单位正电荷

不显电性

质量/kg

9.109×10－31

1.673×10－27

1.675×10－27

相对质量

1/1836（电子与质子质量之比）

1.007

1．008

［师］通过上表我们知道，构成原子的粒子中，中子不带电，质子带正电，电子带负电。



我这儿有一把铁锁，（举起铁锁）接触它是否会有触电的感觉？



［生］不会。

［师］金属均由原子构成，而原子中又含有带电粒子，那它为什么不显电性呢？

［生］因为原子内部，质子所带正电和电子所带负电电量相等、电性相反，因此原子作为一个整体不显电性。

［师］对，从原子的结构我们可知，原子核带正电，其所带的电荷数——核电荷数决定于核内质子数，我们用Z来表示核电荷数，便有如下关系：



［板书］核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数。



［师］下面我们再来分析原子的质量。

从表中可看出，质子和中子的相对质量均近似等于1，而电子的质量只有质子质量的1/1836，如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得数值便近似等于该原子的相对原子质量，我们把其称为质量数，用符号A表示。

中子数规定用符号N表示。

则得出以下关系：

［板书］质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

［师］这样，只要知道上述三个数值中的任意两个，就可推算出另一个数值来。

在化学上，我们用符号X来表示一个质量数为A，质子数为Z的具体的X原子。

如C表示质量数为12，原子核内有6个质子的碳原子或原子核内有6个质子和6个中子的碳原子。



思考：

“O”与“O”所表示的意义是否相同？



［答：

O表示一个具体的氧原子，而O除了表示一个氧原子外，还表示氧元素］

［师］请大家做如下练习

［投影练习］

粒子符号

质子数（Z）

中子数（N）

质量数（N）

用X表示为

①O

8

18

②Al

24

27

③Ar

18

22

④Cl

Cl

⑤H

H

［答案］①N=10O②Z=13Al③A=40Ar④Z=17N=18A=35⑤Z=1N=0A=1

［师］由以上计算我们可得出，组成原子的各粒子之间的关系可以表示如下：

［板书］

思考1：

是不是任何原子核都是由质子和中子构成的？

［答：

不是，如上述练习中11H原子，核内就只有一个质子而无中子］

思考2：

假如原子在化学反应中得到或失去电子，它还会显电中性吗？

此时，它还可以称作原子吗？



［答：

原子失去或得到电子后，分别带正电和负电，不显电中性；形成的带正电荷的粒子叫阳离子，带负电荷的粒子叫阴离子；离子指的是带电的原子或原子团］

［问］离子所带电荷数与原子在化学反应中失去或得到的电子数之间有什么联系？



［生］离子所带电荷数等于原子在化学反应中失去或得到的电子数。



［师］回答得很好。

也即：

［讲解并板书］离子所带电荷数＝质子数－核外电子数

［师］这样，我们就可根据粒子的核内质子数与核外电子数的关系，来判断出一些粒子是阳离子还是阴离子。



请大家口答下列问题

［投影］1.当质子数（核电荷数）＞核外电子数时，该粒子是离子，带电荷。



2.当质子数（核电核数）核外电子数时，该粒子是阴离子，带电荷。



［答案］1.阳正2.＜负

［师］根据以上结论，请大家做如下练习。



［投影练习］填写表中空白。



粒子符号

质子数

中子数

①S2－

②AXn+

X

③AYm－

y

④NH

⑤OH－

［学生活动，教师巡视，并指正错误］

［答案］①1618②A-x③A-y④1110⑤910

［小结］本节课我们重点讲了原子结构及构成原子的各粒子之间的关系及其性质。

它是几代科家经过近半个世纪的努力才得出来的结论。



［作业］1.用X符号的形式表示出10种原子

2.课本第96页，二、1、2

●参考练习

1.α射线是α粒子组成的，α粒子是一种没有核外电子的粒子，它带有2个单位正电荷的质量数等于4，由此可判断，α粒子带有个质子，个中子。



2.某粒子用Rn-表示，下列关于该粒子的叙述正确的是（）

A.所含质子数=A-nB.所含中子数=A-Z

C.所含电子数=Z+nD.所带电荷数=n

3.某元素Mn+核外有a个电子，该元素的某种原子的质量数为A，则该原子的核内中子数为（）

A.A-a+nB.A-a-nC.A+a-nD.A+a+n

参考答案：

1.222.BC（D选项所带电荷数应标明正负）3.B

板书设计

第五章物质结构元素周期律

第一节原子结构（第一课时）

一、原子结构

核电荷数（Z）＝核内质子数＝核外电子数

质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）

离子所带电荷数＝质子数－核外电荷数

●教学说明

本节教材是在学生初中学习过的《原子》的基础上来进一步学习有关原子结构知识的。

由于本节教学内容无演示实验，理论性较强，学生对此处的内容容易产生枯燥感。

为此，采用了旧中引新、设问激疑的方法，对学生进行精心的引导，并结合形象的比喻，让学生亲自参与到学习新知识的过程中来，最后通过对所学知识的应用——练习，使本节课的知识得以巩固。

要充分发挥学生的主体作用，以达到好的教学效果。

另外，本节教材的第一部分内容，用原子结构或构成原子的粒子的相互关系做标题更为合适。

此处，采取了前者。

教师还可根据具体情况，向学生讲述《备课资料》中有关“探索原子世界”的内容，以提高学生学习的兴趣和积极性，并激发和培养他们探索未知世界的信心。



★第二课时

［引言］从上一节课我们所学的知识可以知道：

原子核相对于原子很小，即在原子内部，原子核外，有一个若大的空间供电子运动，那么，电子在核外的运动与宏观物体是否相同？

我们又怎样来描述核外电子的运动呢？

下面我们就来探讨这个问题。

［板书］第一节原子结构（第二课时）

二、原子核外电子运动的特征

［电脑演示以下运动］1.物质的自由落体运动；2.火车的运动；3.炮弹的抛物线运动；4.天体的运行；5.氢原子的一个电子在核外闪烁运动。



［讨论］核外电子的运动规律跟宏观物体的运动规律有什么不同？



［生］1.宏观物体的运动有固定的方向，电子没有。



2.宏观物体的运动有确定的路线，电子没有。



［讲述］正如大家所述，宏观物体的运动，如天体的运行、导弹的发射、车辆的行驶等，它们都有确定的轨道，我们可用宏观物体的运动规律准确地测出它们某一时刻所处的位置和运动速度，可以描画出它们的运动轨迹。

当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时，其运动规律跟普通物体不同。

它们没有确定的轨道，因此，我们不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹。

那么，我们应该如何去描述核外电子的运动呢？

让我们先来研究氢原子核外的一个电子的运动特点。

［电脑显示］氢原子核外一个电子的运动示意图（由慢到快）

［师］我们看到，当电子的运动速度加快时，在原子核周围有一团云雾，我们形象地称它为“电子云”——电子形成的云雾之意。



［问］氢原子核外只有一个电子，它怎么能形成一团云雾呢？



［启发］这是由于电子在核外的运动速度太快（2.2×106m/s），使我们眼花缭乱的结果。



［问］大家有没有在什么地方见过类似的现象？



［生］1.快速进退录像带时，与此情景有点相似。



2.武打影片里，形容剑舞得快时，舞剑人的周围常是一团剑影。



3.科幻动画片里，飞蝶的运行，及争斗场面。



［师］好，大家的联想很丰富。

以上场面，都有一个共同的特点——快。

电子的运动速度更快得多。

因此，在核的周围形成带负电的电子云便好理解了。

由于电子难以捕捉，又没有确定的轨道，我们在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。



［投影展示］（在通常状况下氢原子电子云示意图）

［讲述］图中的每一个小黑点表示电子曾在那里出现过一次。

黑点多的地方——也即电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现机会多，反之，出现的机会少。

从这张图中，我们可以看出，氢原子的核外电子在离核远的地方单位体积内出现的机会少，在离核近的地方单位体积内出现的机会多。



因此，原子核外电子运动的特征是：



［板书并讲述］运动速度快，没有确定的轨道，可用电子云形象地表示。



［过渡］在氢原子的核外，只有一个电子，运动情况比较简单。

对于多电子原子来讲，电子运动时是否会在原子内打架？

它们有没有一定的组织性和纪律性呢？

下面我们就来学习有关的知识：

［板书］三、原子核外电子的排布

［讲解］科学研究证明，多电子原子中的电子排布并不是杂乱无章的，而是遵循一定规律的。

通常，能量高的电子在离核较远的区域运动，能量低的电子在离核较近的区域运动。

这相当于看足球比赛，观众中坐在最外面的人往往是活动余地最大的（能量高），而里面的人往往是活动余地较小的（相当于能量低的电子）；我们可以把他们的座位分为甲、乙、丙、丁等不同的区域。

同样，我们可以把核外电子运动的不同区域按能量的低高，分为1、2、3、4……等不同的电子层，并分别用符号K、L、M、N……来表示。



［讲解并板书］1.电子层的划分

电子层（用n表示）1、2、3、4……

电子层符号K、L、M、N……

离核距离近远

能量高低低高

［师］核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。

核外电子的分层排布，遵循以下规律：

［讲解并板书］2.核外电子的排布规律

（1）各电子层最多容纳的电子数是2n2（n表示电子层）

（2）最外层电子数不超过8个（K层是最外层时，最多不超过2个）；次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。



（3）核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布（即排满K层再排L层，排满L层才排M层）。



［师］以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用。



知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律以后，我们就可以画出原子结构示意图。



如钠原子的结构示意图可表示为，请大家说出各部分所表示的含义。

［生］圆圈表示原子核，+11表示核电荷数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层电子数。

［练习］请根据以上规律填写课本P93表5—3核电荷数为1～20的元素原子核外电子层排布。

［学生练习，教师巡视］

［投影练习］1.判断下列示意图是否正确？

为什么？



［答案］（A、B、C、D均错）A、B违反了最外层电子数为8的排布规律，C的第一电子层上应为2个电子，D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。

2.根据核外电子排布规律，画出下列元素原子的结构示意图，并与课本P36和P72相对照：



（1）3Li11Na19K37Rb55Cs

（2）9F17Cl35Br53I

［师］请大家分析课本P93表5—2稀有气体元素原子电子层排布。



［问］稀有气体的最外层电子数有什么特点？



［生］除氢为2个外，其余均为8个。



［问］元素的化学性质主要决定于哪层电子？



［生］主要决定于最外层电子数。



［问］稀有气体原名为惰性气体，为什么？



［生］因为它们的化学性质懒惰，不活泼，一般不易和其他物质发生化学反应。



［师］我们把以上分析归纳起来，会得出什么结论呢？



［生］原子最外层电子数为8的结构的原子，不易起化学反应。



［师］回答得很好。

通常，我们把最外层8个电子（只有K层时为2个电子）的结构，称为相对稳定结构。

如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。

当元素原子的最外层电子数小于8（K层小于2）时，是不稳定结构。

在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。



［板书］3.稳定结构与不稳定结构

［问］依据氯原子和钠原子的结构示意图分析，在发生化学反应时，它们的最外层电子分别容易发生怎样的变化？



［生］钠原子易失去一个电子形成8电子稳定结构，氯原子易得一个电子形成8电子稳定结构。

［概括总结］很对，原子的核外电子排布，特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质。

从初中所学知识，我们知道，金属元素的原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构，表现出金属性；而非金属元素的最外层一般多于4个电子，在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构，所以非金属元素表现出非金属性。



请大家看以下投影：

［投影展示］

［师］从以上投影可以看出，原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示意图来表示，称作离子结构示意图。



［板书］4.离子结构示意图

［投影练习］1.写出下列离子的离子结构示意图：



Mg2+F-Br-Ca2+

2.填空

（1）当质子数（核电荷数）＝核外电子数时，该粒子是，电性。



（2）当质子数（核电荷数）＞核外电子数时，该粒子是离子，带电荷。



（3）当质子数（核电荷数）＜核外电子数时，该粒子是离子，带电荷。



答案：

1.Mg2+

2.

（1）原子不显

（2）阳正（3）阴负

［小结］本节课我们学习了原子核外电子的运动特征和核外电子排布，知道原子核外的电子运动速度快，没有确定的轨道，可以用电子云形象地表示；多电子原子里的核外电子的运动并不是杂乱无章的，而是按一定的规律排布。

［投影练习］1.下列有关电子云及示意图的说法正确的是（）

A.电子云是笼罩在原子核外的云雾

B.小黑点多的区域表示电子多

C.小黑点疏的区域表示电子出现的机会少

D.电子云是用高速照相机拍摄的照片

2.下列原子结构示意图中，正确的是（）

3.某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，该原子核内的质子数为（）

A.14B.15C.16D.17

答案：

1.C2.B3.A

［作业］教材P95一、1、2

［参考练习］1.若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a的数值为（）

A.b+n+2B.b+n-2C.b-n-2D.b-n+2

2.某元素的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为

3.今有甲、乙