原子結(jié)構(gòu)模型學(xué)案

1、第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型學(xué)案第一課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史；2. 了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義；3. 掌握原子結(jié)構(gòu)的根底知識(shí)。4. 知道 電子云是對(duì)電子在空間單位體積里出現(xiàn)概率大小的形象化描述【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 原子的結(jié)構(gòu)和人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型【溫故知新】1、原子結(jié)構(gòu)的根底知識(shí)飾子核缶子組成Y中子質(zhì)量數(shù)約為1，帶1個(gè)單位正電荷-質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)是元素分類本質(zhì)依據(jù) 質(zhì)量數(shù)為1，不帶電 中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)N=A-Z 同種元素，中子數(shù)不同那么形成同位素 位于原子中心，體積小，質(zhì)量比重大由于電子質(zhì)量小，原子的 特征質(zhì)量主要集中在核上化學(xué)變

2、化中核不變廣 體積小，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的1/1836，帶1個(gè)單位負(fù)電荷,；負(fù)電荷數(shù)=核所帶正電核數(shù)，故原子不顯電性電子特征 V 核外電子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)核外電子主族元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于最外層電子數(shù)位置：在原子核外分層排布布2、重要關(guān)系式：核電荷數(shù)=質(zhì)量數(shù)A=zXm+核外電子數(shù)=zXm-核外電子數(shù)=3、三素比擬：核素。核素即，其種類由和決定。絕大多數(shù)元素都存在不同種核素，但有些元素只有一種核素。同位素。4、元素的原子半徑、離子半徑大小比擬規(guī)律(1) 同周期原子半徑隨原子序數(shù)遞增逐漸(稀有氣體元素除外)。如第三周期中:Na Mg Al Si P S Cl。(填或v,下同)(2) 同主族原

3、子半徑隨電子層數(shù)的遞增逐漸 。如第 I A 族中：LiNa K Rb Cs。(3) 陽(yáng)離子半徑總比相應(yīng)原子半徑 。如：Na+Na, Fe2+Fe。(4) 陰離子半徑總比相應(yīng)原子半徑 。如：S課后作業(yè)：請(qǐng)?jiān)诖颂幃?huà)出1-20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖S, B廠Br。(5) 電子層結(jié)構(gòu)相同的離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而 。女口： S2- CK+ Ca2+; Al3+ Mg2+ Na+F?！菊n前預(yù)習(xí)區(qū)】閱讀教材P1第一自然段，思考答復(fù)以下問(wèn)題：1. 誰(shuí)最早提出科學(xué)的原子概念？人們通常稱他為原子之父。2. 誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子結(jié)構(gòu)的“模型，開(kāi)始涉及原子的內(nèi)部。3. 人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)， 每前進(jìn)一步都是建

4、立在 的根底上的，最有影響的兩位物理學(xué)家是禾口，前者是通過(guò) 實(shí)驗(yàn)提出原子結(jié)構(gòu)的有核模型，后者研究了 后，大膽地引入量子論觀點(diǎn)，提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。4. 盧瑟福的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：絕大多數(shù) ，少數(shù)，個(gè)別。在此實(shí)驗(yàn)根底上提出的核式原子模型的主要內(nèi)容是：原子由 構(gòu)成。原子核帶 電荷，；電子帶 電荷，。(參見(jiàn)必修 2 p2)5. 在盧瑟福核式原子結(jié)構(gòu)模型理論無(wú)法解釋氫原子光譜是線性光譜而不是連續(xù)光譜的情況 下，玻爾在盧瑟福核式模型的根底上提出了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型，玻爾原子 結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)是什么？【課堂互動(dòng)區(qū)】、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史【預(yù)習(xí)總結(jié)】：通過(guò)自主預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)，總結(jié)原子結(jié)構(gòu)模型的開(kāi)展史古希

5、臘德謨克里特等哲學(xué)家的原子論思想、人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史道爾頓最早提岀科學(xué)的原子學(xué)說(shuō)湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提岀了 “葡萄干面包式的原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福根據(jù)a粒子散射現(xiàn)象，提岀了帶核的“行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型玻爾研究氫原子光譜時(shí)，引入量子論觀點(diǎn)，提岀了新的量子觀原子結(jié)構(gòu)模型一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史原子的量子力學(xué)模型2、原子分子論阿伏加德羅3、元素周期律表4、對(duì)有機(jī)物 認(rèn)識(shí)的進(jìn)展門捷列夫廣碳原子的四價(jià)碳原子成鍵的立體構(gòu)型.分子中價(jià)鍵的飽和性卜一有機(jī)合成可“按圖索驥5、物理學(xué)上的 重大發(fā)現(xiàn)電子氫原子光譜 元素的放射性微粒的波粒二象性量子力學(xué)6、實(shí)驗(yàn)方法上的改良紅外光譜電子顯微 原子吸收光譜 X射線

6、衍射二、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型【預(yù)習(xí)總結(jié)】：通過(guò)自主預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)，總結(jié)玻爾的核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)是什 么？三、核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)問(wèn)題組探究1. 核外電子質(zhì)量小帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)范圍小，速度快，是否遵循宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？電子在 核外運(yùn)動(dòng)時(shí)是否有一定的規(guī)律？2. 關(guān)于電子在核外的運(yùn)動(dòng)，你現(xiàn)在已經(jīng)知道哪些規(guī)律？3. 科學(xué)家是采取什么方法來(lái)研究電子在核外運(yùn)動(dòng)的？【總結(jié)】1. 核外電子以極的速度、在極的空間作永不停止的運(yùn)轉(zhuǎn)。 宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能測(cè)出在某一時(shí)刻的位置、速度，即不能描畫(huà)出它的運(yùn)動(dòng)軌跡。2. 1核外電子是排布的2不同電子層上的電子能量不同，離核越近，能量越 。3 電子優(yōu)先

7、排布在能量最 的電子層里。4 每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最多為 n為電子層數(shù)。5 最外層電子數(shù)不超過(guò) _個(gè)K為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)，次外層不超過(guò) 個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)個(gè)。3. 可用的方法研究電子在核外出現(xiàn)的幾率。電子云課本P7電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)，好似帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。電子云圖中小黑點(diǎn)的疏密 正比關(guān)系。三、反應(yīng)練習(xí)1. 在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的歷史上，首先提出原子始一個(gè)實(shí)心球體的是A.湯姆生 B.盧瑟福 C.道爾頓 D.玻爾2. 在1911年前后，物理學(xué)家盧瑟福把一束高速運(yùn)動(dòng)的a粒子質(zhì)量數(shù)為4的帶2個(gè)單位正電荷的氦原子核，射向一片極薄的金箔。他驚奇的發(fā)現(xiàn)，過(guò)去

8、一直認(rèn)為原子是實(shí)心球，而由這種實(shí)心球緊密排列成的金箔，竟為大多數(shù)a粒子暢通無(wú)阻得通過(guò)，就像金箔不在那兒似的，但也有極少數(shù)的a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或筆直的彈回。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能的出關(guān)于金箔中Au原子結(jié)構(gòu)的一些結(jié)論，試寫(xiě)出其中的三點(diǎn)：A；B；C。3. 13CNMR 核磁共振、15N NMR可用于測(cè)定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，Kuit WU Thrich等人為此獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下面有關(guān)13C、15N表達(dá)正確的選項(xiàng)是A. 13C與15N有相同的中子數(shù)B. 13C與C60互為同素異形體C. 15N與14N互為同位素D. 15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同4. 氧元素有三種穩(wěn)定同位素：168

9、。、1780、188。，氧氣中存在幾種氧分子？它們的相對(duì)分 子質(zhì)量有幾種？ 請(qǐng)將第三周期除稀有氣體元素原子的元素原子半徑排序 ;其離子半徑的排序呢？ 。 玻爾的原子軌道模型的成功之處是什么？試闡述玻爾原子結(jié)構(gòu)模型對(duì)原子結(jié)構(gòu)理論的開(kāi)展 所作出的奉獻(xiàn)以及該模型的最大缺乏之處？第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型學(xué)案第二課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的根底上，進(jìn)一步了解核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2從能級(jí)的角度來(lái)看待核外電子的排布。3初步認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型，能用四個(gè)量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】了解四個(gè)量子數(shù)與原子軌道、電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系【課前預(yù)習(xí)區(qū)】1、閱讀課本課本P4聯(lián)想？質(zhì)疑思考一下問(wèn)題：1如何解

10、釋氫原子光譜和多電子原子光譜所產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象？2原子中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否還存在波爾原子結(jié)構(gòu)模型未能描述的其他量子化現(xiàn)象呢？3是否有必要用更多的量子數(shù)來(lái)標(biāo)記核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢？2、 我們已經(jīng)知道電子是分層排布的， 那么是什么原因?qū)е码娮臃謱优挪?一一即電子分層排布的 依據(jù)是什么？【課堂互動(dòng)區(qū)】二、量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述【預(yù)習(xí)總結(jié)】 通過(guò)聯(lián)想質(zhì)疑的課前學(xué)習(xí)，總結(jié)：根據(jù)量子力學(xué)理論，原子中的單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用 來(lái)描述，而每個(gè)原子軌道須由 共同標(biāo)記，核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)須由共同標(biāo)記。1、主量子數(shù)：?jiǎn)栴}組探究1主量子數(shù)即電子層，主量子數(shù)的大小與電子離核距離、能量大小有什么關(guān)系？2什

11、么原因?qū)е码娮臃謱优挪迹啃〗Y(jié)1符號(hào)，即電子層2分層依據(jù)：電子的能量較大差異；電子運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域或離核遠(yuǎn)近的不同。即電子層由內(nèi)到外分為 K、。3 一般而言，主量子數(shù)越大，電子離核的平均距離越 、能量越。設(shè)疑1在多電子原子中，每一層上的電子又是怎樣運(yùn)動(dòng)的？能量一樣嗎？運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀一樣嗎？2 為什么每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最多為2n2 n為電子層數(shù)？為什么最外層電子數(shù)不超過(guò) 8個(gè)K為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)？2、角量子數(shù)問(wèn)題組探究1寫(xiě)出氖原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。2氖原子第一電子層的2個(gè)電子是怎樣運(yùn)動(dòng)的？它們的能量都一樣嗎？它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域一樣呈現(xiàn)什么形狀？3氖原子第二電子層的8個(gè)電子是怎樣運(yùn)動(dòng)的？它們的能

12、量都一樣嗎？它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域一樣呈現(xiàn)什么形狀？小結(jié)1 符號(hào)，即原子軌道伸展的不同形狀。對(duì)于確定的n值，1共有n個(gè)值：2 n、l值均相同的電子具有相同的能量，我們用能級(jí)來(lái)標(biāo)記具有相同n、I值的電子運(yùn)動(dòng)狀3 第一電子層：只一種形狀 一一球形對(duì)稱，所以就只一種類型軌道，用s表示，叫s軌道， 記作1So第二電子層：有二種形狀，所以有二種類型軌道。分別是：1球形對(duì)稱，記作2so 2紡錘形或啞鈴形，用p表示，叫p軌道，記作2po 第三電子層：是否看出其中存在明顯的規(guī)律，試著寫(xiě)一寫(xiě)。有種形狀，決定有種類型軌道。1 ，記作；2 ，記作o3復(fù)雜形狀，用d表示，叫d軌道，記作3d o第四電子層：有 種形狀，決定有

13、種類型軌 1，記作；2 ，記作。3 復(fù)雜形狀，記作。4 復(fù)雜形狀，用f表示，叫f軌道，記作4f。第五電子層：有種形狀，決定有 種類型軌道。1，記作；2 ，記作。3 復(fù)雜形狀，記作；4 復(fù)雜形狀，記作。5復(fù)雜形狀，用g表示，叫g(shù)軌道，記作5g。過(guò)渡在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，量子數(shù) n、l相同的狀態(tài)能量是相同的；在外磁場(chǎng)存在時(shí)，這些狀態(tài)的 能量就不同了，這是由于電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還與磁量子數(shù)m有關(guān)。yP軌道呂軌道3、磁量子數(shù)1符號(hào)： ，即原子軌道的伸展方向。2相同形狀的原子軌道還可有不同的伸展方向，伸展方向決定該種類型軌道的個(gè)數(shù)。3m與I的關(guān)系是：4s軌道是球形對(duì)稱的，只有 1個(gè)軌道。p軌道在空間有x、y、z3個(gè)

14、伸展方向，所以p軌道含3個(gè)軌道，分別記作：px、Py、Pz。 d軌道有 個(gè)這其中也存在明顯的規(guī)律，試著寫(xiě)寫(xiě)伸展方向，即 d軌道含 個(gè)軌 道。f軌道有個(gè)伸展方向，即f軌道含個(gè)軌道。練習(xí)1:各電子層包含的原子軌道數(shù)目主量子數(shù)原子軌道類型原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)12r 34n4、自旋磁量子數(shù)ms電子不僅在核外空間不停地運(yùn)動(dòng)，而且還做自旋運(yùn)動(dòng)。電子的自旋有兩種狀態(tài)，通常采用來(lái)標(biāo)記電子的不同自旋狀態(tài)。 電子自旋并非像地球繞軸自旋， 只是代表電子的 兩種不同狀態(tài)?？偨Y(jié)本節(jié)內(nèi)容：核外 電子 運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)尸 主量子數(shù) n1電子層卜能級(jí)角量子數(shù) l s、p、d JA原子軌道磁量子數(shù)mI自旋磁量子數(shù)練習(xí)多電子原子中，電子填充原子軌道時(shí)，原子軌道能量的上下的規(guī)律:(1) 形狀相同的原子軌道能量的上下：1sv2s<3s<4s (2) 相同電子層上原子軌道能量的上下：ns<np