2019-2020年人教版高中化學選修三 第一章原子結構與性質 章末復習 教案1.doc
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2019-2020年人教版高中化學選修三 第一章原子結構與性質 章末復習 教案1 【教學目的】 整理有關原子結構與性質的基礎知識，提升對相關知識的理解與應用能力。 【教學重點】 1.能量構造原理 2.元素周期律及其應用 【教學過程】 一、開天辟地——原子的誕生 現代大爆炸宇宙學理論認為，我們所在的宇宙誕生于一次大爆炸。大爆炸后約兩小時，誕生了大量的 、少量的 以及極少量的鋰。其后，經過或長或短的發(fā)展過程， 氫、氦等發(fā)生原子核的熔合反應，分期分批地合成其他元素。 核外電子排布的一般規(guī)律 (1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。 (2)原子核外各電子層最多容納 個電子。 (3)原于最外層電子數目不能超過 個(K層為最外層時不能超過2個電 子)。 (4)次外層電子數目不能超過 個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數第三層電子數目不能超過 個。 說明：以上規(guī)律是互相聯系的，不能孤立地理解。例如；當M層是最外層時，最多可排8個電子；當M層不是最外層時，最多可排18個電子 二、能層與能級 多電子原子的核外電子的能量是不同的，由內而外可以分為： 第一、二、三、四、五、六、七……能層 符號表示 K、 L、 M、 N、 O、 P、 Q…… 能量由低到高 ，原子核外每一層所能容納的最多電子數如下： 能 層 一 二 三 四 五 六 七 …… 符 號 …… 最多電子數 …… 即每層所容納的最多電子數是：2n2(n：能層的序數) 但是同一個能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級(S、P、d、F)， 能級的符號和所能容納的最多電子數如下： 能 層 K L M N O …… 能 級 [來源:學&科&網] 最多電子數 … 各能層電子數 …… (1)每個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf…… (2)任一能層，能級數=能層序數 (3)s、p、d、f……可容納的電子數依次是1、3、5、7……的兩倍 三、構造原理 根據構造原理，只要我們知道原子序數，就可以寫出幾乎所有元素原子的電子排布。 電子所排的能級順序： 1. 寫出17Cl（氯）、21Sc(鈧)、35Br（溴）的電子排布 氯 鈧： 溴： 根據構造原理只要我們知道原子序數，就可以寫出元素原子的電子排布，這樣的電子排布是基態(tài)原子的。 2. 寫出1—36號元素的核外電子排布式。 3. 寫出1—36號元素的簡化核外電子排布式。 4. 畫出下列原子的結構示意圖：Be、N、Na、Ne、Mg 回答下列問題： 在這些元素的原子中，最外層電子數大于次外層電子數的有 ，最外層電子數與次外層電子數相等的有 ，最外層電子數與電子層數相等的有 ； L層電子數達到最多的有 ，K層與M層電子數相等的有 。[來源:Z*xx*k] 5. 下列符號代表一些能層或能級的能量，請將它們按能量由低到高的順序排列： （1）EK EN EL EM ， （2）E3S E2S E4S E1S ， （3）E3S E3d E2P E4f 。 6. A元素原子的M電子層比次外層少2個電子。B元素原子核外L層電子數比最外層多7個電子。 （1）A元素的元素符號是 ，B元素的原子結構示意圖為________________； （2）A、B兩元素形成化合物的化學式及名稱分別是__ _____ _。 四、電子云和原子軌道： (1)電子運動的特點：①質量極小 ②運動空間極小 ③極高速運動。 電子云： 稱作電子云 。 常 成為原子軌道。 S的原子軌道是 的，能層序數越大，原子軌道的半徑 。 P的原子軌道是 的，每個P能級有3個軌道，它們互相垂直，分別以Px、Py、Pz為符號。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數增大而增大。 五、泡利原理和洪特規(guī)則 量子力學告訴我們：ns能級各 軌道，np能級各有 個軌道，nd能級各有 軌道，nf能級各有 個軌道.而每個軌道里最多能容納2個電子，通常稱為電子對，用方向相反的箭頭“↑↓”來表示。 一個原子軌道里最多只能容納 電子，而且自旋方向 ，這個原理成為泡利原理。 當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是 而且 ，這個規(guī)則是洪特規(guī)則。 洪特規(guī)則的特例：對于同一個能級，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時，是比較穩(wěn)定的。 六、能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜 原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理。 處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。 當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將釋放能量。光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一。 七、原子結構與周期表 1. 周期系： 隨著元素原子的核電荷數遞增，每到出現 ，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 。然后又開始由堿金屬到稀有氣體，如此循環(huán)往復——這就是元素周期系中的一個個周期?？梢姡刂芷谙档男纬墒? 2. 周期表 在周期表中，把 元素，按原子序數 的順序從左到右排成橫行，稱之為周期，有 個；在把不同橫行中最外層電子數相同的元素，按能層數遞增的順序由上而下排成縱行，稱之為族，共有 個縱行， 個族。16個族又可分為主族、副族、0族、 。 〖思考〗元素在周期表中排布在哪個橫行，由什么決定？什么叫外圍電子排布？什么叫價電子層？什么叫價電子？要求學生記住這些術語。元素在周期表中排在哪個列由什么決定？ 〖總結〗元素在周期表中的位置由原子結構決定：原子核外電子層數決定元素所在的周期，原子的價電子總數決定元素所在的族。 〖分析探索〗每個縱列的價電子層的電子總數是否相等?按電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區(qū)，除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自 。 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? 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？各區(qū)元素的價電子層結構特征是什么？ [基礎要點]分析圖1-16 s區(qū) p 區(qū) d 區(qū) ds 區(qū) f 區(qū) 分區(qū)原則 縱列數 是否都是金屬 區(qū)全是金屬元素，非金屬元素主要集中 區(qū)。主族主要含 區(qū)，副族主要含 區(qū)，過渡元素主要含 區(qū)。 〖歸納〗S區(qū)元素價電子特征排布為 價電子數等于族序數。ｄ區(qū)元素價電子排布特征為 ；價電子總數等于副族序數；ds區(qū)元素特征電子排布為 ，價電子總數等于所在的列序數；p區(qū)元素特征電子排布為 ；價電子總數等于主族序數。原子結構與元素在周期表中的位置是有一定的關系的。 （1）原子核外電子總數決定所在周期數 周期數=最大能層數（鈀除外） 46Pd [Kr]4d10,最大能層數是4，但是在第五周期。 （2）外圍電子總數決定排在哪一族 如：29Cu 3d104s1 10+1=11尾數是1所以，是IB。 元素周期表是元素原子結構以及遞變規(guī)律的具體體現。 八、元素周期律 (1)原子半徑 元素周期表中同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？元素周期表中，同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢如何？應如何理解這種趨勢？ 〖歸納總結〗原子半徑的大小取決于兩個相反的因素： ，另一個是 。顯然電子的能層數越大，電子間的負電排斥將使原子半徑增大，所以同主族元素隨著原子序數的增加，電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸 。而當電子能層相同時，核電荷數越大，核對電子的吸引力也越大，將使原子半徑 ，所以同周期元素，從左往右，原子半徑逐漸 。 (2)電離能 1. 第一電離能I1； 態(tài)電 性基態(tài)原子失去 個電子，轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的 叫做第一電離能。第一電離能越大，金屬活動性越 。同一元素的第二電離能 第一電離能。 〖科學探究〗1. 原子的第一電離能有什么變化規(guī)律呢？堿金屬元素的第一電離能有什么變化規(guī)律呢？為什么Be的第一電離能大于B，N的第一電離能大于O，Mg的第一電離能大于Al，Zn的第一電離能大于Ga？第一電離能的大小與元素的金屬性和非金屬性有什么關系？堿金屬的電離能與金屬活潑性有什么關系？ 2. 閱讀分析表格數據： Na Mg Al 各級電離能(KJ/mol) 496 738 578 4562 1415 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 13353 13630 14830 16610 17995 18376 xx4 21703 23293 為什么原子的逐級電離能越來越大？這些數據與鈉、鎂、鋁的化合價有什么關系？ 數據的突躍變化說明了什么？ 〖歸納總結〗 1. 遞變規(guī)律 周一周期 同一族 第一電離能 從左往右， 從上到下， 2. 第一電離能越小，越易失電子，金屬的活潑性就越強。因此堿金屬元素的第一電離能越小，金屬的活潑性就越強。 3．氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用I1表示)，從一價氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個電子所需消耗的能量叫做第二電離能(用I2表示)，依次類推，可得到I3、I4、I5……同一種元素的逐級電離能的大小關系：I1
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