《第1節(jié)-原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)》(第2課時(shí))-教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGE1第一章原子結(jié)構(gòu)與元素周期律教材分析在魯科版《化學(xué)1（必修）》中學(xué)生對(duì)許多元素及其化合物知識(shí)已有感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，本節(jié)將繼續(xù)深入探討原子核的結(jié)構(gòu)以及核外電子排布規(guī)律，并運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)解釋某些元素部分性質(zhì)。這無疑體現(xiàn)了微觀探析與宏觀辨識(shí)核心素養(yǎng)，遵循了由具體到抽象、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)知規(guī)律。同時(shí)原子結(jié)構(gòu)也是認(rèn)識(shí)元素周期律、元素周期表和分子結(jié)構(gòu)（離子鍵、共價(jià)鍵）的基礎(chǔ)，因此本節(jié)教材在必修模塊中起著承上啟下的作用。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析：引導(dǎo)學(xué)生了解原子核外電子的排布規(guī)律，使他們能畫出1～20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖；了解原子的最外層電子排布與元素的原子得、失電子能力和化合價(jià)的關(guān)系?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：基于對(duì)原子結(jié)構(gòu)與元素原子失電子能力之間的關(guān)系，預(yù)測(cè)鈉、鎂、鉀失電子能力的強(qiáng)弱，并能夠通過實(shí)驗(yàn)探究預(yù)測(cè)的正確性。證據(jù)推理與模型認(rèn)知根據(jù)鈉、鎂、鉀三種元素與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，能夠根據(jù)其原子結(jié)構(gòu)分析歸納元素原子的得失電子能力與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。教學(xué)重難點(diǎn)原子核外電子排布規(guī)律、原子結(jié)構(gòu)與元素得失電子能力關(guān)系課前準(zhǔn)備學(xué)生上網(wǎng)查閱，玻爾原子結(jié)構(gòu)模型教學(xué)過程【知識(shí)回顧】原子的構(gòu)成、原子核的構(gòu)成是怎樣的？什么是核素？什么是同位素？請(qǐng)完成學(xué)案知識(shí)回顧部分?！就队啊俊就队啊勘R瑟福原子結(jié)構(gòu)模型【質(zhì)疑】盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出“原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，位于原子的中心；帶負(fù)電荷的電子在原子核周圍“廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間做高速運(yùn)動(dòng)”的原子結(jié)構(gòu)模型。那么原子核外電子在這“廣闊”的空間里怎樣運(yùn)動(dòng)呢？有規(guī)律嗎？【投影】玻爾原子結(jié)構(gòu)模型以及主要觀點(diǎn)【新課引入】他的學(xué)生玻爾通過進(jìn)一步的研究提出：核外電子是處在一定的軌道上繞核運(yùn)行的，正如太陽系的行星繞太陽運(yùn)行一樣；核外運(yùn)行的電子分層排布，按能量高低而距核遠(yuǎn)近不同。這一理論被稱為玻爾原子結(jié)構(gòu)模型。你想知道核外電子是如何分層排布的嗎？元素的性質(zhì)與原子核外電子排布又有何關(guān)系？這節(jié)課讓我們一起探究原子核外電子排布的規(guī)律，以及原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。【自學(xué)探究】閱讀教材P5頁內(nèi)容，歸納總結(jié)在含有多個(gè)電子的原子里，電子是如何分層排布的？有什么規(guī)律？總結(jié)：（1）原子核外電子根據(jù)能量由低到高順序分別在距原子核由近到遠(yuǎn)的不同區(qū)域運(yùn)動(dòng)。（2）把核外電子運(yùn)動(dòng)的不同區(qū)域看做不同的電子層，即各電子層上電子的能量不同?！締栴}】目前人們把原子核外分為幾個(gè)電子層呢？在各電子層上運(yùn)動(dòng)的電子的能量有什么區(qū)別呢？【投影】總結(jié)：離核最近，能量最低的層為第一電子層，能量稍高，離核稍遠(yuǎn)的為第二電子層，共7個(gè)電子層，依次用符號(hào)K、L、M、N、O、P、Q來表示。第一層到第七層能量逐漸升高?！就队啊扛麟娮訉又须娮与x核遠(yuǎn)近和電子能量大小比較【問題】各個(gè)電子層所容納的電子數(shù)有規(guī)律嗎？【交流研討】觀察稀有氣體元素原子核外電子排布情況，討論解決以下問題：1.核外電子總是先排哪一個(gè)電子層。2.各電子層上最多可容納電子的數(shù)目是多少？和該電子層的序數(shù)（用n表示）有何關(guān)系？3.最外電子層、次外電子層及倒數(shù)第三電子層最多可容納的電子數(shù)目是多少？小結(jié)：核外電子排布的規(guī)律（一低四不超）【投影】原子核外電子總是先排能力最低的電子層，然后有里向外，依次排布即排滿了K層才能排L層，排滿了L層才能排M層原子核外每個(gè)電子層最多容納2n2個(gè)電子（n為電子層序數(shù)）原子最外層電子數(shù)不超過8個(gè)電子（K層為最外層時(shí)，不超過2個(gè)電子）原子次外層電子數(shù)不超過18個(gè)電子倒數(shù)第三層不超過32個(gè)電子【問題】如何形象的表示電子在原子核外的分層排布情況？【方法導(dǎo)引】用小圓圈表示原子核，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示各電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。這樣的圖示稱為原子結(jié)構(gòu)示意圖。如鈉原子結(jié)構(gòu)示意圖【投影】鈉原子結(jié)構(gòu)示意圖，以及1-20號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)示意圖【觀察思考】根據(jù)鈉原子和氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，你能否寫出鈉離子和氯離子得結(jié)構(gòu)示意圖？【方法導(dǎo)引】離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖寫法相同，只是因?yàn)樵釉谛纬呻x子時(shí)，會(huì)失去最外層電子或最外層得到電子，因此核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不等于核外電子數(shù)?！就队啊库c離子和氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖Cl-:、Na+:。【總結(jié)】原子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)陽離子：核外電子數(shù)=核電荷數(shù)-電荷數(shù)陰離子：核外電子數(shù)=核電荷數(shù)+電荷數(shù)【遷移運(yùn)用】1.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖表示的各是什么微粒?2.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖是否正確？如有錯(cuò)誤，指出錯(cuò)誤的原因。【聯(lián)想質(zhì)疑】為什么有的原子容易失去最外層電子形成陽離子，有的原子容易得到電子形成陰離子呢？原子核外電子的排布與元素的性質(zhì)有何關(guān)系？【自主探究】請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)教材第六頁前兩段內(nèi)容，總結(jié)元素的性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系。【歸納總結(jié)】元素性質(zhì)與原子最外層電子關(guān)系（1）稀有氣體元素原子最外層電子數(shù)位8（He為2），不易得失電子，易顯0價(jià)。（2）金屬元素，最外層電子一般小于4，易失電子形成陽離子，易顯正價(jià)。（3）非金屬元素，最外層電子一般大于4，易得電子形成陰離子，易顯負(fù)價(jià)。【聯(lián)想質(zhì)疑】根據(jù)初中的學(xué)習(xí)，我們知道不同的金屬其活動(dòng)性是不同的，與酸反應(yīng)的難易程度也不同，即不同金屬元素原子的得失電子不同，那么金屬元素原子得失電子的能力與其原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？請(qǐng)大家完成教材“活動(dòng)探究”?！净顒?dòng)探究】1.預(yù)測(cè)鈉、鎂兩種元素原子的得失電子能力強(qiáng)弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由。鈉大于鎂，鈉和鎂最外層均為L層，鎂原子核電荷數(shù)大，對(duì)最外層電子吸引力更強(qiáng)，不易失去2.預(yù)測(cè)鈉、鉀兩種元素原子的得失電子能力強(qiáng)弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由。鈉小于鉀，鈉和鉀最外層電子數(shù)相同，但鉀的最外層為N層，離原子核較遠(yuǎn)，原子核對(duì)最外層電子吸引力弱，易失去【交流展示】找部分同學(xué)交流自己的預(yù)測(cè)和理由?！举|(zhì)疑】大家的預(yù)測(cè)是否正確呢？我們能否通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的預(yù)測(cè)呢？【指導(dǎo)】通常情況下可以通過比較元素的單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出氫氣的難易程度來判斷元素原子失電子能力強(qiáng)弱。下面我們就通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下我們的預(yù)測(cè)是否正確。請(qǐng)大家認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出正確的結(jié)論?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】多媒體投影：鈉、鎂與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，鈉、鉀與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比。【交流展示】找部分同學(xué)展示方程式的書寫，以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。多媒體展示：元素NaMgK實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鈉浮在水面上,熔成一個(gè)閃亮的小球,小球向四周移動(dòng),發(fā)出“嘶嘶”的響聲,酚酞變紅。鎂片幾乎沒有變化,加熱時(shí),鎂片上有氣泡冒出,酚酞溶液變紅鉀與水立即劇烈反應(yīng),放出的熱使鉀立即燃燒起來,酚酞溶液變紅反應(yīng)方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑結(jié)論與水反應(yīng)的劇烈程度:K>Na>Mg【思考】1.你對(duì)以上兩組元素原子失電子能力強(qiáng)弱的預(yù)測(cè)正確嗎？你從原子結(jié)構(gòu)的角度對(duì)它們失電子能力強(qiáng)弱的解釋是否合理？哪些證據(jù)支持了你的預(yù)測(cè)和解釋？鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)劇烈，鈉與水易反應(yīng)，鎂與水在常溫下不易反應(yīng)2.通過前面的學(xué)習(xí)，你已經(jīng)可以從質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)、最外層電子數(shù)、電子層數(shù)等方面描述原子的結(jié)構(gòu)了，它們是否會(huì)影響元素原子失電子能力的強(qiáng)弱？如果會(huì)，如何影響？如果不會(huì)，說明理由。中子不帶電，對(duì)原子得失電子能力強(qiáng)弱沒有影響；質(zhì)子帶正電，質(zhì)子數(shù)決定核電荷數(shù)和核外電子數(shù)，核電荷數(shù)對(duì)最外層電子有吸引力，當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大對(duì)外層電子吸引力就越大，原子越不易失電子；最外層電子數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，則電子層數(shù)就會(huì)越多，電子層數(shù)越多，最外層電子離原子核越遠(yuǎn)，越容易失去。3.請(qǐng)根據(jù)以上討論來分析說明硫、氯兩元素中哪種元素原子的得電子能力強(qiáng)。氯和硫電子層數(shù)相同，氯的核電荷數(shù)大，對(duì)最外層電子的吸引力強(qiáng)，更易得電子【歸納總結(jié)】元素原子得失電子能力與元素原子的最外層電子和電子層數(shù)的關(guān)系1.電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，最外層電子離核越近，越難失電子，越易得電子。2.最外層電子相同，電子層數(shù)越多，最外層電子離核越遠(yuǎn)，越易失電子，越難得電子?！具w移應(yīng)用】鎂和鋁在金屬活動(dòng)性順序表中均排在氫之前,但是二者分別與鹽酸反應(yīng)的速率、現(xiàn)象不一樣,①中反應(yīng)劇烈,②中反應(yīng)不劇烈。根據(jù)圖示以及鎂、鋁的電子層結(jié)構(gòu)分析,哪個(gè)圖表示的是鎂與鹽酸的反應(yīng)?圖①表示的是鎂與鹽酸的反應(yīng)(2)試?yán)迷咏Y(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)解釋反應(yīng)劇烈的一方劇烈的原因是什么?鎂與鋁電子層數(shù)相同，鎂的核電荷數(shù)小，對(duì)外層電子的吸引力小，更易失電子