下面是小编帮大家整理的原子结构教案（共含13篇），希望对大家有所帮助。同时，但愿您也能像本文投稿人“衰哥”一样，积极向本站投稿分享好文章。
教学目标
1、常识性了解原子的核式结构。
2、常识性了解通常情况下原子是中性的、物体不显电性的原因。
3、常识性了解摩擦起电的原因。
4、通过观察实物模型、各种媒体资料，建立原子及电子得失的微观图景，培养学生的抽象思维能力。
教材分析
本节的教学内容有：原子的微观结构、原子核外电子的得失及物体带电、摩擦起电的原因。是对第一节“摩擦起电 两种电荷”的进一步分析和解释，在知识结构上二者是一个有因果关系的整体。
教法建议
关于原子结构的知识，通过教学要使学生认识到以下几点：原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的；原子核带正电，电子带负电；在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性。
关于摩擦起电的原因，可以充分利用电教手段，帮助学生初步建立原子结构的微观图景，确立电子可以转移，从而使物体可以带两种电荷的观点，培养学生的抽象思维能力。在解释摩擦起电现象时，应抓住以下四点：
（1）在通常情况下，原子呈中性，由原子组成的物体也呈中性。
（2）不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
（3）两个物体相互摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的.物体带等量的负电。
（4）强调“摩擦起电的原因是电荷从一个物体转移到另一个物体上，并不是摩擦创造了电荷。”
教学设计方案
教学过程应突出以下几个方面：一是在复习上一节知识的基础上引入新课。二是充分利用电教手段，帮助学生初步建立一个原子结构的微观图景，确立电子可以转移，从而使物体可以带两种电荷的观点，培养学生的抽象思维能力。三是多启发、多诱导，使教学过程真正成为学生的学习过程。
1、在复习上一节知识的基础上引入新课
演示：用玻璃棒与丝绸摩擦吸引轻小物体。
提问1：为什么玻璃棒会吸引碎纸屑？
提问2：若将与玻璃棒摩擦过的丝绸靠近碎纸屑，会出现什么现象？提问3：自然界里存在几种电荷？提问4：被丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电荷？摩擦起电的原因是什么？
2、进行新课
（1）物质的原子结构
①物质由分子组成。
简单介绍人类对物质微观世界的认识，并举例说明原子大小的数量级：经过科学家世世代代的研究，现在已经认识到，一切物质都是由分子构成的，分子又是由原子构成的。若把原子看作球形，一般原子的半径只有10—10米左右。设想把1亿个氧原子一个挨着一个地排成一行，也只有几厘米长。原子并不是组成物质的最小微粒，人们认识原子的结构，经历了漫长的时间，直到19世纪末叶，英国科学家汤姆生用实验证明了比原子小得多的带负电的粒子电子的存在，从此才揭示出原子是具有结构的。
②原子的核式结构。
原子是由位于中心的原子核和核外绕核高速运转的电子所组成；原子核半径约相当于原子半径的十万分之一，原子核几乎集中了原子的全部质量；原子核带正电，电子带负电。
电子是带有最小负电荷的粒子，实验证明：一个电子所带电量为1.6×10—19库。一个电子也可叫做一个元电荷，用符号e表示。任何带电体带的电量都是e的整数倍。请同学们计算一下，多少个电子所带的电量是1库？（6.25×1018个）
提问：那么通常情况下，物体为什么不显电性呢？（原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性。）
不同物质中的原子核所带的电量并不相同，核外电子的数目也不相同。（利用氢原子、氧原子的原子挂图，讲解氢原子、氧原子的原子结构。）了解物质的原子结构。
（2）摩擦起电的原因
利用电教手段，帮助学生初步建立原子结构模型和原子得失电子的微观图景，并进一步归纳出结论：
①不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
②失去部分电子的物体带正电，得到多余电子的物体带等量的负电。
讨论：玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带什么电？为什么带正电？
（3）摩擦起电的实质
电荷从一个物体转移到另一个物体上，并不是摩擦创造了电荷。
探究活动
上物理课时，老师精心准备的静电仪器，用丝绸摩擦玻璃棒，常常效果不明显，而满教室静观实验的学生却被自己的衣服不时电一下。因为学生的运动衣裤或其他外衣面料常常用尼龙织物的，比较结实，里面再穿件毛衣比较保暖。查一下起电顺序表就会发现，羊毛（羊皮）排最前面，尼龙排后，这是最容易起电的一套配置。每个人穿戴一套天然的静电起电设备。人的一举一动都造成摩擦，起电过程一刻也不停止。同样我们也可以理解过去的人穿不起毛衣，也没有这些化纤织物，棉布对棉布当然摩擦不出电来。
为什么面粉厂车间总要洒水以保持空气潮湿？
油罐车为什么要拖一条铁链？
手握金属棒用丝绸摩擦能不能带电？
化纤衣服面料中加一些金属线有什么用？
【教学目标】
知识与技能：1、了解原子是由质子、中子和电子构成的;
2、初步了解原子核外电子是分层排布的。
3、初步学会分析原子结构示意图。
过程与方法：1、培养学生观察能力，分析综合能力和抽象思维能力。
2、充分利用教材提供的图、表等资料教学手段，化抽象为直观，初步学会运用类比、想象、归纳、概括等方法获取信息并进行加工。
3、通过讨论与交流，启发学生的思维，逐步养成良好的学习习惯。
情感态度和价值观：1、进行世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点的教育。
2、激发学生对微观世界的探究欲和学习化学的兴趣。
【重点】原子的构成;核外电子排布。
【难点】核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系。
核外电子运动的特点。
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图 回顾：1.什么是分子?
2. 什么是原子?
3.用分子和原子知识解释化学变化的实质： (展示氧化汞分解的动画)
过渡启发：在化学反应里分子可以分为原子，原子在化学反应里不能再分。用其他方法能不能再分呢? 认真听题;思考并回答。
? 由回忆旧知识引入课题，不仅巩固了旧知识，又体现循序渐进的认知规律。 导入新课：这节课我们就学习原子的结构。
认真聆听老师讲解。 一、原子的构成
发挥想象，说说你对原子的最初认识，原子的外形可能是什么样的?
教师点评，肯定学生。
那原子是否像同学们想像的那样呢?
阅读课本53页“原子的构成”这一部分的内容。
1)原子由哪两部分构成?原子核由什么构成?
2)质子、中子、电子的电性和电量怎样?
播放动画(几个小粒子绕着一个大粒子作高速运动)：
根据动画，你能说出原子的构成吗?
教师讲解：对，确实是这样。其中居于原子中心的大粒子就是原子核，原子核带正电;小粒子就是电子，电子带负电，它们在原子核外的一定范围内作高速的运动。 ?
猜想：原子不能分。学生发挥想象说：
1、原子可能是一个实心球体。
2、原子可能像一个乒乓球。
3、原子可能像一个樱桃。
?自主学习
阅读课文
?思考问题
观看原子构成的动画，小组交流后汇报。
原子原来不是一个实心球，而是一个空心球，几个小粒子围绕着一个大粒子运动。但这些粒子是什么呢? ?
培养学生善于想象的精神，体验探究学习过程。
问题激疑。
培养学生自主学习的能力
变抽象为形象，让学生感知原子可以再分。
? 引导学生正确表述原子的构成。
原子核还能不能再分呢?
播放原子弹爆炸的图片：
一.教学目标
(一)、知识与技能目标
引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X的含义，掌握构成原子的微粒间的关系;知道元素、核素、同位素的涵义;掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。
(二)、过程与方法目标
通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
(三)、情感态度与价值观目标
1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识，了解微观世界的物质性，从而进一步认识物质世界的微观本质;通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。
2.通过“化学与技术----放射性同位素与医疗”，引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。通过“未来的能源----核聚变能”，引导他们关注与化学有关的热点问题，形成可持续发展的思想。
二.教学重点、难点
(一)知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系
(二)方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
【导入新课】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分?原子又是如何构成的呢?
利用Flash动画演示卢瑟福的 粒子散射实验
1.实验示意图
2.现象：
(1)绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么?
(2)为什么有少数 粒子却发生了较大的偏转?
(3)极少数的 粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么?
原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心;带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。
【板书】
【媒体显示】
【思考、讨论】
【 归纳小结】
【归纳板书】
【迁移与应用】
一.原子核 核素
原子核的构成，
原子结构示意图
请根据表中所列数据讨论：
微粒
电子
质子
中子
质量(kg)
9.109×10-31
1.673×10-27
1.675×10-27
相对质量
0.005484
1.007
1.008
电量(C)
1.602×10-19
1.602×10-19
电荷
1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系?为什么?
2.原子的质量主要由哪些微粒决定?
3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系?
1、数量关系：核电荷数=核内质子数=核外电子数
2、电性关系：
原子 核电荷数=核内质子数=核外电子数
阳离子 核内质子数>核外电子数
阴离子 核内质子数<核外电子数
3、质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
如果用 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为：
原子 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X
1.在科学研究中，人们常用 eq o(sup 5(37)，sdo 2(17)) Cl符号表示某种原子，请你谈谈图中符号和数字的含义。
2.某二价阳离子含有10个电子，12个中子，求质量数。
3.元素R的一个原子，质量数为 a ，其阴离子Rn-有b个电子，求中子数。
4.某粒子用 Rn-表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是( )?
A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z?
C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n?
【回顾】
【质疑】
【媒体显示】
【比较】
【质疑】
【板书】
【迁移与应用】
【媒体显示】
【拓展与提高】
【总结比较】
【课外拓展】
元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。
同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢?
比较氢元素的三种原子的结构图，填写下表，回答问题
三种不同的氢原子
知识技能 1. 了解原子的内部结构;
2.使学生了解原子的核外电子分层排布的规律及原子结构示意图的含义，培养学生的抽象能力和创造思维能力。 过程
方法 通过模拟微观粒子运动，培养学生的观察能力、抽象思维和逻辑思维的能力。通过对构成原子的微粒间的关系和原子结构示意图等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
情感
态度 1.通过构成物质的基本微粒的电性的认识，了解微观世界的物质性，从而进一步认识物质世界的微观本质;通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。
2..通过模拟微观粒子运动激发学生的学习兴趣，培养实事求是的科学态度。 教学重点 知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。
教学难点 核外电子排布 教学内容及问题情境 学生活动 设 计 意 图 创设情境、引入新课：
【设问】物理课中了解了原子的构成，原子是由哪些粒子构成的?
【板书】原子的构成
(讲解)原子内部各粒子的带电情况
【提问】
核电荷数与质子数的关系
【投影】激趣：显示一组数据对比。
EMBED PowerPoint.Slide.8 【归纳、小结】
通过学习我们知道原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外电子构成，核外电子围绕原子核做高速运动，核外电子是如何排布的。
【板书】2、原子核外电子的排布
〔指导阅读〕54页
【提问】
核外电子是如何排布的?
【板书】1、分层排布
【多媒体显示并讲述】核外电子是如何排布的
【播放动画】
排出钠原子核外的电子的示意图，并用原子结构示意图加以表示。
【板书】2、原子结构示意图
(讲解)以钠原子为例，讲解核外电子的排布。
【板书】2、原子结构示意图
【多媒体显示并提问】
指出下列原子结构示意图中各个部分所代表的含义
【投影】部分原子结构示意图
【提问】在图中能找到哪些规律
【归纳、小结】
一般情况下，金属原子最外层电子数小于4，易失电子，化学性质不稳定，非金属原子最外层电子数大于或等于4，易得电子，化学性质不稳定，稀有气体原子最外层电子数等于8，不易得失电子，化学性质稳定，
【阅读教材】熟记重点
【填表】
元素的分类
最外层电子数
得失电子趋势
化学性质
稀有气体
元素
8个(氦为2个)
相对稳定，不易得失电子
稳定
一.教学目标
(一)、知识与技能目标
引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X的含义，掌握构成原子的微粒间的关系;知道元素、核素、同位素的涵义;掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。
(二)、过程与方法目标
通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
(三)、情感态度与价值观目标
1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识，了解微观世界的物质性，从而进一步认识物质世界的微观本质;通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。
2.通过“化学与技术----放射性同位素与医疗”，引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。通过“未来的能源----核聚变能”，引导他们关注与化学有关的热点问题，形成可持续发展的思想。
二.教学重点、难点
(一)知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系
(二)方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。
【导入新课】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分?原子又是如何构成的呢?
利用Flash动画演示卢瑟福的 粒子散射实验
1.实验示意图
2.现象：
(1)绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么?
(2)为什么有少数 粒子却发生了较大的偏转?
(3)极少数的 粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么?
原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心;带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。
【板书】
【媒体显示】
【思考、讨论】
【 归纳小结】
【归纳板书】
【迁移与应用】
一.原子核 核素
请根据表中所列数据讨论：
微粒
电子
质子
中子
质量(kg)
9.109×10-31
1.673×10-27
1.675×10-27
相对质量
0.005484
1.007
1.008
电量(C)
1.602×10-19
1.602×10-19
电荷
1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系?为什么?
2.原子的质量主要由哪些微粒决定?
3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系?
1、数量关系：核电荷数=核内质子数=核外电子数
2、电性关系：
原子 核电荷数=核内质子数=核外电子数
阳离子 核内质子数>核外电子数
阴离子 核内质子数<核外电子数
3、质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
如果用 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为：
原子 eq o(sup 6( A)，sdo 2( Z)) X
1.在科学研究中，人们常用 eq o(sup 5(37)，sdo 2(17)) Cl符号表示某种原子，请你谈谈图中符号和数字的含义。
2.某二价阳离子含有10个电子，12个中子，求质量数。
3.元素R的一个原子，质量数为 a ，其阴离子Rn-有b个电子，求中子数。
4.某粒子用 Rn-表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是( )?
A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z?
C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n?
【回顾】
【质疑】
【媒体显示】
【比较】
【质疑】
【板书】
【迁移与应用】
【媒体显示】
【拓展与提高】
【总结比较】
【课外拓展】
元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。
同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢?
比较氢元素的三种原子的结构图，填写下表，回答问题
三种不同的氢原子
一、教学目标
知识与技能：
1、进一步认识原子核外电子的分层排布
2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系
3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系
4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义
5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布
6、能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布
7、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
8、知道原子的基态和激发态的涵义
9、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用
方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。
情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。
二、教学重点
根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式
核外电子的运动状态，电子云与原子轨道
泡利原理、洪特规则
三、教学难点
电子云与原子轨道
能量最低原理、基态、激发态、光谱
四、教学准备
学案准备、课件准备
五、学习方法：学案预习法、阅读法、归纳法、讨论法
六、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法
七、教学过程
第一课时：主内容——原子结构理论的演变
主要学习形式：1、课前由学生上网查找关于原子结构理论演变的相关资料并发送给老师。
2、上课主要采用教师讲授法，辅以课件完成学习任务。
主要教学内容：
一、原子结构理论衍变
宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢(88。6%)，少量为氦(1/8)，极少量为锂——融核形成其他元素。至今，宇宙年龄为140亿年，氢仍是最丰富元素。地球年龄为46亿年，地球上元素大多为金属材料，少数为非金属，仅22种。
1932年勒梅特提出现代宇宙大爆炸理论。
18普鲁特预言：氢是元素之母(思辨性推测)，后来得到理论上的解释。
道尔顿原子模型：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球
汤姆生原子模型：电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。
汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。
卢瑟福原子模型：卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在19提出原子有核模型。
卢瑟福原子模型(又称行星原子模型)：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。
玻尔原子模型：玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。
玻尔原子模型(又称分层模型)：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转;当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。
不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。
电子云模型：现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少。电子在核外空间的概率分布图就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”。
电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积内出现的机会多，反之，出现的机会少。
如：氢原子的电子云
第二课时：主内容——能层与能级、轨道
课前预习：
1、对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的 ;各能层最多容纳的电子数为 。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ;能级类型的种类数与能层数相对应;同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E(s) 2、在同一个原子中，离核越近，n越小的电子层能量 。同一电子层中，各能级的能量按s、p、d、f、……的次序 学习过程 〖复习〗原子核外电子排布规律： ①2n2 ②最外8(2) ③次外层18，倒数第三层32 [就低不就高] 能 层 一 二 三 四 五 六 七…… 符 号 K L M N O P Q…… 最多电子数 2 8 18 32 50…… 〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢? ——不完全归纳法 二、能层与能级 概念学习 能层(电子层)：在多电子原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化成不连续的壳层，也称作电子层。 能级(电子亚层)：在多电子原子里，在同一能层里的电子，能量也可能不同，因此它们在同一能层运动的区域也不同，同一能层里电子运动的不同区域又叫不的能级。 [比喻]： 楼 层——————能 级 能层(电子层) 楼梯 楼层越高，楼梯数越大，对应能量越高 轨 道：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。S—1，p—3， d—5，f—7。 归纳总结：(由学生完成) 能级的符号和所能容纳的最多电子数如下： 能 层 K L M N O …… 能 级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 轨 道 数 1 1 + 3 1 +3 +5 1 +3 +5 +7 …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… 各能层电子数 2 8 18 32 50 …… (1)每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… (2)任一能层，能级数=能层序数 (3)s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍 总结：本次学习中，各能层电子数的获得与上学年有什么不同?(学生完成) [质疑]：在多电子原子中，电子运动怎样才能不紊乱? ↓↓ 三、构造原理(核外电子排布的构造原理) [质疑]：在多电子原子里，核外电子排布遵循什么规律?与能层能级有什么关系/ [思考]：1、K-19的核外电子排布为什么是2、8、8、1，为什么不是2、8、9呢? 2、多电子原子里，核外电子排布一定遵循能层由低到高，能级由低到高的原则吗? 学生阅读：P5-6页。 [学生总结]：经过研究，多电子原子里的核外电子排布，增加的电子大多是按图1-2所示的能级顺序填充，填满一个能级再填一个新的能级，这种规律称为构造原理。 [课堂习得练习1]： 构造原理的记忆口诀 电子所排的能级顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s [课堂习得练习]： n + 0.7l 电子层数 主量子数 角量子数(s —0， p—1， d—2， f—3) 例举：3d与4s ，究竟应该先填充在3d还是4s呢?我们可以通过上边的n + 0.7l来进行计算比较确定。3d对应的值是3 + 0.7×2=4.4，4s对应的值是4 + 0.7×0=4。所以应该先填充4s，然后才填充3d。 可以以此类推。 [学生练习} 1——18号无交错，只写18号。Ar-18 19——36号有交错，把学生分成两组来写：A组写原子序数为单的元素原子，B组写原子序数为双的元素原子的核外电子排布式。 教学目标 知识与技能： (1)知道原子结构 (2)知道物质可分的哲学思想，了解科学家认识原子结构的不同阶段及重要贡献。 过程与方法： (1)学会从史料、图片、表格中运用观察、分析归纳的方法获取信息，并对收集的信息进行加工处理，提高自主探究的能力。 (2)通过学生表达来提高学生的表达能力。 情感态度与价值观： (1)从科学探索物质构成奥秘的史实中体会科学探索的艰辛过程，学习科学家严谨的科学态度、锲而不舍的科研精神，培养学生探索创新意识。 (2)通过学生的交流与讨论，获取信息和得出结论的过程，让学生在获取知识的同时还体验成功的喜悦，树立学习化学的信心。 重点和难点： 重点： 原子结构由抽象化变成形象化;原子的构成及各粒子之间的数量关系。 难点：原子结构由抽象化变成形象化。 教学方法：探究讨论、情景教学、PowerPoint多媒体展示、讲解结合 教学过程： 教师活动 学生活动 设计意图 (创设情景)引入新课 【多媒体】图片(讲述) 【提问】对于体积这么小的原子，它还可以再分吗? 【提问】发挥想像，同学们想象中的原子是什么样的? 【引入】原子的结构是不是和同学们想象的一样呢?今天，我们一起进入原子的世界，认识原子的构成。 观看 思考 回答 讨论交流 创设情景，激发学生的学习兴趣。 创设问题情景，让学生发挥想象，大胆表达，更好地了解学生对于原子结构的认识，激发学生的求知欲。 原子结构的发现史 【讲述】原子结构的发现是经历了一个曲折、漫长的过程。我们穿越时空，追逐科学家的脚步，看他们是怎么一步步发现原子的结构。 【多媒体】原子结构发现史 道尔顿认为原子不可再分 ↓ 汤姆生发现电子，证明原子可分。提出枣糕模型。原子的内部结构是否如汤姆生所想象的那样。 ↓ 重点分析讲解 卢瑟福α粒子散射实验(α粒带正电，质量比电子的质量大的多)，介绍实验现象，重点引导学生解释实验现象和得出实验结论。提出原子有核模型。 【试一试】假设你是卢瑟福，根据实验结论和原子有核模型，画出原子的构成示意图。 (请一位学生上黑板展示它的作品，并让他描述作品。教师再适当分析提问，防止学生有错误的认识：如认为原子有一层壳。) 【总结】通过许多科学家的实验证明和先进科学仪器的出现，我们才能看到原子的构成示意图。 观看 倾听 思考 回答 思考 分析 讨论 交流 自由想像 学生画图 通过原子结构的发现史，让学生体会科学是不断发展的，真理是实践中不断完善的过程，学习科学家不断地发现新问题，研究新问题的思想方法。 让学生根据实验现象自己尝试去分析解释现象，调动学生思维，积极参与到发现原子结构的探究中，并培养学生科学探究能力。 通过画图，积极调动学生的学习兴趣和形象思维，提高学生的想像能力。 三、原子的构成 【多媒体】原子构成示意图： 【提问】请同学们仔细观察，你能获取哪些信息。 (根据实际需要，可适当引导：原子是实心的?原子由什么构成?原子中含有哪几种粒子?原子核位于原子哪个部位?原子核有哪几种粒子构成分别显什么电性?图中数据表示什么，得出什么规律?) 【分析】1、由图中数据，引出原子核比原子小得多，进行比喻，并图片直观地理解。2、整理所有图中学生给出的信息，通过板书，让学生总结原子的构成。(提问：原子核的电性由哪个粒子决定?原子核所带的电荷数等于?引出核电荷数的概念) 【过渡】原子的构成又有哪些特点? 关于初三化学原子结构教案 一、教学目标 1．知识与技能 (1)了解原子是由质子、中子和电子构成的。 (2)初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。 (3)进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。 2．过程与方法 (1)充分发挥学生的空间想象力。 (2)学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。 (3)运用形象恰当的比喻减少学生对微观世界的神秘感。 3．情感态度与价值观 (1)对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。 (2)逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。 二、教学重点：原子的构成；相对原子质量。 三、教学难点：核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系；相对原子质量概念的形成。 四、课时安排 1课时 教学过程 [引入新课] 在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。 [板书] 第四单元 物质构成的奥秘 课题1 原子的构成 [过渡] 原子到底能不能分?如果能分，它又是由哪些部分构成的呢?带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题原子的构成。 [板书] 一、原子的构成 [学生活动] 让学生阅读课本P68内容原子的构成，在阅读的基础上讨论问题。 [投影] 打出下列讨论题： 1．原子是由哪两部分构成的? 2．原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性? 3．原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么异同? 4．不同类原子的内部构成有什么不同? [学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见] [问题1的答案]原子由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，所 以说原子由原子核和核外电子两部分构成。 [思考]原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何?占很大一部分吗? [答案]原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。 [过渡] 刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。 [挂图]展示“原子的`构成”示意图。 [学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息] [学生陈述自己得到的有关信息] 教学拓展 [思考] 1．原子核所带的正电荷从何而来? 2．质子数与原子核所带的正电荷有何关系? 3．电子数与原子核所带的正电荷有何关系? 核电荷数=核内质子数＝核外电子数。 [回答] 因为原子由原子核和核外电子两部分构成，原子核又分为质子和中子，所以原子的质量应等于质子质量、中子质量、核外电子质量之和。 [讲解] 不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量也不同， 比如1个氢原子的质量为1．67×10-27 kg，1个氧原子的质量为2．657×10-26 kg。 [讲解] 这样小的数字，无论书写、记忆、还是使用都极不方便，就像用吨作单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样。我们可选用一种跟原子质量相近的“砝码”来表示原子的质量，这就是相对原子质量。 [板书] 二、相对原子质量 [提问] 什么叫相对原子质量呢?它是如何来表示原子的质量的?请大家带着问题阅读P69相对原子质量一段内容。 1个氢原子的质量为1．67×10-27 kg，作为标准碳原子质量的1／12为 1．66×10-27 kg，所以氢的相对原子质量= ≈1。 1个氧原子的质量为2．657×10-26 kg。 所以氧的相对原子质量=≈16。 经过这样的计算得到的数字都比较简单，便于书写、记忆和计算，对于这个计算过程大家要掌握。 ●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的应用能力. 5.使学生认识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，一个不会响. [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]拆开看看! [师]对!也就是说首先要了解它的结构.我们知道，一种物质之所以区别于另一种物质，是由于它们具有不同的性质.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，并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都能生成新物质呢?举例说明. [引导学生根据前面学过的知识来进行分析，如H2与F2在冷暗处就能反应，而H2和I2在常温下却不反应;Na与O2常温下迅速反应生成Na2O，而真金却不怕火炼;再如稀有气体等等……] [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? 要知其究竟，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?它们怎样构成原子的? [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 [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 1/1836(电子与质子质量之比) 1.007 1.008 注①是指对12C原子质量的1/12(1.661×10-27 kg)相比较所得的数值. [师]通过上表我们知道，构成原子的粒子中，中子不显电性，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. [问题探究]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]可能是正负电荷互相抵消的缘故吧! [师]对，因为原子内部，质子所带正电荷和电子所带负电荷电量相等、电性相反，因此原子作为一个整体不显电性.从原子的结构我们可知，原子核带正电，它所带的电荷数——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，我们再来深入了解一下原子核与原子的关系. [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，甲比喻说明对初中的知识掌握很牢固;乙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的，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4 t的卡车来运载. [师]其实，从表5-1中所示电子、质子、中子的相对质量也可得出原子的质量主要集中在原子核上的结论.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.比如 C表示质量数为12，原子核内有6个质子和6个中子的碳原子. [问题探究]“ O”与“O”所表示的意义是否相同? [生] O表示原子核内有8个中子的氧原子，而O除表示一个氧原子外，还可表示氧元素. [师]为了熟记 X所表示意义及A、Z、N之间的关系，请同学填写下表： [投影练习] 粒子符号 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 用 X表示为 ①O 8 ? 18 ? ②Al ? 14 27 ? ③Ar 18 22 ? ? ④Cl ? ? ? Cl ⑤H ? ? ? H [答案]①10 O ②13 Al ③40 Ar ④17 18 35 ⑤1 0 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] 原子 X [问题探究]是不是任何原子核都是由质子和中子构成的? [生]不是，如上述练习中 H原子，核内无中子，仅有一个质子. [问题探究]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? [生]不会，原子失去或得到电子后，成为带电的原子——离子，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. [问题探究]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]离子所带电荷数与原子在化学反应中失去或得到的电子数相等，失去几个电子，阳离子就带几个单位的正电荷，得到几个电子，阴离子就带几个单位的负电荷. [师]回答得很好.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(核电荷数)________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 电子数 ①S2- ? ? ②Xn+ x ? ③Ym- ? y ④NH ? ? ⑤OH- ? ? [学生活动，教师巡视，并指正错误] [答案]①16 18 ②x-n ③y-m ④11 10 ⑤9 10 [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，它是几代科学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94页，二、1、2. ●参考练习 1.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-n B.所含中子数=A-Z C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n 2.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+n B.A-a-n C.A+a-n D.A+a+n 参考答案：1.BC(D选项所带电荷数应标明正负) 2.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 原子 X 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-核外电子数 ●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. 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. 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，有一个偌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 [师]请大家观察以下物体运动的特点，并注意它们的运行轨迹是否确定. [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唯一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(2.2×106 m·s-1)，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? [引导学生进行联想] [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，飞牒的运行及争斗场面. 4.风车快速旋转时的现象. [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. [问题探究]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. [生]这是从不同角度考查对电子云的理解的.核外电子的运动规律可用电子云来描述，小黑点的疏密程度与电子出现机会多少相对应，C是正确的，而B是错误的.电子云是一种形象的描述形式，并非真有带负电的云雾包围着原子核，因此，不可能用高速照相机拍摄下来，因而A和D都错. [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.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由低到高，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.科学研究证明，电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布K层，当K层排满后，再排布L层，等等.那么，每个电子层最多可以排布多少个电子呢?电子的分层排布遵循什么规律呢? 为了解决这个问题，我们首先研究一下稀有气体元素原子电子层排布的情况. [投影]稀有气体元素原子电子层排布 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 ? ? ? ? ? 10 氖 Ne 2 8 ? ? ? ? 18 氩 Ar 2 8 8 ? ? ? 36 氪 Kr 2 8 18 8 ? ? 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 ? 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 [师]请同学们仔细观察表中数据，能找出一些什么规律呢? [学生甲]K层、L层、M层最多能排布的电子数目是2、8、18. [学生乙]不论原子有几个电子层，其最外层中的电子数目最多只有8个(氦原子是2个). [学生丙]原子最外电子层中有8个电子(最外层为K层时，最多只有2个电子)的结构是相对稳定的结构. [师]很好.下面请同学们根据以上规律和在初中学习的部分元素原子结构示意图的知识，讨论并填写课本91页表5-3. [学生活动，教师巡视，并指正错误] [问题探究]核外电子的分层排布，所遵循的规律是什么? [学生回答，教师补充并板书]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. [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. 一、教学基本要求 1.氢原子结构的近代概念 了解微观粒子运动特征;了解原子轨道(波函数)、几率密度和电子云等核外电子运动的近代的概念;熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述;熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。 电子原子结构 掌握原子核外电子分布原理，会由原子序数写出元素原子的电子分布式和外层电子构型;掌握元素周期系和各区元素原子或离子的电子层结构的特征;根据元素原子的电子分布式能确定元素在周期表中的位置。了解有效核电荷、屏蔽效应的概念;熟悉原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲合能、电负性、主要氧化值等周期性变化规律，以了解元素的有关性质。 二、学时分配： 讲 授 内 容 学时数(6.0) 1.氢原子结构的近代概念 2.0 2.多电子原子结构 4.0 三、教学内容 §8.1引言 从19世纪末，随着科学的进步和科学手段的加强，在电子、放射性和x射线等发现后，人们对原子内部的较复杂结构的认识越来越清楚。19卢瑟福(Rutherford E)建立了有核原子模型，指出原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由中子和质子等微观粒子组成的，质子带正电荷，核外电子带负电荷。 在一般化学反应中，原子核并不发生变化，只是核外电子运动状态发生改变。因此原子核外电子层的结构和电子运动的规律，特别是原子外电子层结构，就成为化学领域中重要问题之一。 原子中核外电子的排布规律和运动状态的研究以及现代原子结构理论的建立，是从对微观粒子的波粒二象性的认识开始的。 §8.2氢原子结构的近代概念 8.2.1微观粒子的运动特征 1.微观粒子的波粒二象性 光的干涉、衍射现象表现出光的波动性，而光压、光电效应则表现出光的粒子性。称为光的波粒二象性。光的波粒二象性可表示为λ= h/p= h /mυ 式中，m是粒子的质量，υ是粒子运动速度 p是粒子的动量。 1924年，法国理论物理学家德布罗依(de Broglie L V)在光的波粒二象性的启发下，大胆假设微观粒子的波粒二象性是具有普遍意义的一种现象。他认为不仅光具有波粒二象性，所有微观粒子，如电子、原子等也具有波粒二象性。 1927年，德布罗依的大胆假设就由戴维逊(Davisson C J)和盖革(Geiger H)的电子衍射实验所证实。图8-1是电子衍射实验的示意图。当经过电位差加速的电子束A入射到镍单晶B上，观察散射电子束的强度和散射角的关系，结果得到完全类似于单色光通过小圆孔那样得到的衍射图像，如图所示。这表明电子确实具有波动性。电子衍射实验证明德布罗依关于微观粒子波粒二象性的假设是正确的。 图8-1电子衍射实验 电子的粒子性只需通过下面实验即可证实：阴极射线管内两极之间装一个可旋转的小飞轮，当阴极射线打在小飞轮上，小飞轮即可旋转，说明电子是有质量、有动量的粒子，亦即具有粒子性。 2.微观离子运动的统计性 在经典力学中，一个宏观粒子在任一瞬间的位置和动量是可以同时准确测定的。例如发出一颗炮弹，若知道它的质量、初速及起始位置，根据经典力学，就能准确地知道某一时刻炮弹的位置、速度(或动量)。换言之，它的运动轨道是可测知的。而对具有波粒二象性的微观粒子则不同，现在已证明：由于它们运动规律的统计性.我们不能像在经典力学中那样来描述它们的运动状态，即不能同时准确地测定它们的速度和空间位置。 1927年海森伯(Heisenberg W)提出了测不准原理(uncertainty principle)，ΔxΔP=h Δx为粒子位置的不确定度， ΔP 为粒子动量的不确定度。 由此可见，对于宏观物体可同时准确测定位置和动量(或速度)，即不确定原理对宏观物体实际上不起作用，而该原理却很好地反映了微观粒子的运动特征。表明具有波动性的微观粒子与服从经典力学的宏观粒子有完全不同的特点。 8.2.2 核外电子运动状态描述 一、波函数?和电子云 1.波函数 1926年，薛定谔根据波粒二象性的概念提出了一个描述微观粒子运动的基本方程—薛定谔方程。薛定谔方程是一个二阶微分方程： 当将这个方程用于氢原子时，求解这个方程，就能把氢原子系统的波函数?和能量E求出来。r是核与电子的距离，代入上式，得到原子轨道和电子云的分布图——波函数的空间图像。但求解过程很复杂，下面只介绍求解得到的一些基本概念。 2.电子云 氢原子核外只有一个电子，设想核的位置固定，而电子并不是沿固定的轨道运动，由于不确定关系，也不可能同时测定电子的位置和速度。但我们可以用统计的方法来判断电子在核外空间某一区域出现的机会(概率)是多少。设想有一个高速照相机能摄取电子在某一瞬间的位置。然后在不同瞬间拍摄成千上万张照片，若分别观察每一张照片，则它们的位置各不相同，似无规律可言，但如果把所有的照片叠合在一起看，就明显地发现电子的运动具有统计规律性，电子经常出现的区域是在核外的一个球形空间。如用小黑点表示一张照片上电子的位置，如叠合起来就如图8-2所示。 离核愈近处，黑点愈密，它如同带负电的云一样，把原子核包围起来，这种想像中的图形就叫做电子云，图(a)电子在核附近出现的概率密度最大。概率密度随r的增加而减少。图(b)是一系列的同心球面，一个球面代表一个等 密度面，在一个等密度面上概率密度相等。图 中的数字表示概率密度的相对大小，同样离核愈近，概率密度愈大，其值规定为1。图(c)是电子云的界面图，它表示在界面内电子出现的概率(如95%以上)。 概率密度代表单位体积中电子出现的概率。 二、原子轨道和电子云的图像 图8-2 电子云和界面图 电子运动的状态由波函数ψ来描述，|ψ|2则是电子在核外空间出现的几率密度。处于不同运动状态的电子，它们的ψ各不相同，其|ψ|2 也不同。 在波函数ψ(r、?、?)=R(r)Θ(?)Φ(?)中，R(r)与r有关，可以用以讨论径向的分布;其他两个函数与电子出现在什么角度(?和?)有关，将两个函数可以合并起来，用以讨论角度分布。 即令：Θ(?)Φ(?)=Y(?、?) Y(?、?)称为角度波函数，于是波函数ψ可以写为 ψ(r、?、?)= R(r)Y(?、?) 下面分别讨论原子轨道和电子云角度分布图。波函数ψ的角度部分是Y(?、?)。若以Y(?、?)对?、? ，作图则得到波函数的角度分布图，若以Y2(?、?)对?、? 作图，得到电子云的分布图(即概率密度的分布图)。 1. ψ的角度分布图 原子轨道的角度分布图的具体作法是：从球极坐标原点出发，引出各条方向为 ?、? 的直线，取它们的长度等于相应的Y(?、?) 值，将所有这些直线的端点连起来，在空间形成的曲面即为原子轨道的角度分布图。因为Y(?、?) 只与l、m有关，与n无关。 2. |ψ|2的角度分布图 如前所述，把|ψ|2在空间中的分布叫做电子云，它形象地表示电子在空间出现的概率密度的大小。 把波函数的角度部分Y(?、?)取平方后Y2(?、?)对(?、?) 作图就得到电子云角度分布图。 电子云的角度分布图与相应的波函数的角度分布图是相似的，但有区别： 波函数的角度分布图中Y有正负，电子云的角度分布图Y2则无正负。 而且由于Y(?、?)<1，取平方后其值更小，所以电子云角度分布图稍“瘦长”些。图8-3是 s、p、d电子云的角度分布图。 图8-3 s、p、d电子云的角度分布图 三、四个量子数 要描述原子中各电子的运动状态，需用四个参数确定。 1.主量子数 n 主量子数 (主电子层数) n=1， 2， 3， 4， 5， 6，7，… 电子层符号： K，L，M，N，O，P…. 物理意义：主量子数n是描述电子离核的远近程度的参数，电子运动的能量主要由主量子数n来决定，n值越大，电子的能量越高。 2.角量子数 l 角量子数 l 的取值为0，1，2，3…，(n-1)， 在光谱学上分别以 s，p，d，f，…表示。 意义：角量子数 l是描述电子云形状。 当n相同时 ，不同的 l 值(即不同的电子云形状)对能量值也稍有影响，且与 l值成正比，例如：当主量子数同为n时，有如下的关系：Ens 3.磁量子数m 磁量子数m的量子化条件是取值0，±1，± 2，± 3…±l。 磁量子数表示原子轨道在空间的一种伸展方向。l=0时，m只取一个值，即m=0，表示亚层只有一个轨道。当l=1时，m=0，± 1，px、py和pz这三种不同伸展方向的轨道能量是相同的 4.自旋量子数ms 电子除绕核运动外，其自身还做自旋运动。为了描述核外电子自旋状态，引入第四个量子数—自旋量子数ms，根据量子力学的计算规定：ms只可能取+1/2和-1/2，用以表示两种不同的自旋状态，通常用正反两个箭头?和?来表示。 综上所述，主量子数和角量子数决定原子轨道的能量;角量子数决定原子轨道的形状;磁量子数决定原子轨道的空间取向或原子轨道的数目;自旋量子数电子运动的自旋状态。也就是说，电子在核外运动的状态可以用四个量子数来描述。 例已知核外某电子的四个量子数n=2 l=1 m=-1 ms=+1/2 则这是指第二电子层、p亚层2Px 2Py轨道上自旋方向以+1/2为特征的那一个电子。 §8.3多电子原子结构 8.3.1原子结构的周期性 一 、屏蔽效应和钻穿效应 在原子轨道的能级图上出现能级交错的原因，来源于屏蔽效应和钻穿效应。下面分别介绍。 1.屏蔽效应 氢原子核外只有1个电子，这个电子仅受到原子核的作用，氢原子的波动方程可精确求解。但是在多电子原子中，每一个电子不仅受到带Z个电荷的原子核的吸引，而且还受到(Z-1)个电子的排斥。故至今尚未能对除氢原子或类氢原子以外的微观粒子运动方程精确求解，因此对多电子原子系统是采取近似的方法。 在多电子原子中，核电荷对某个电子的吸引力，因其它电子对该电子的排斥而被削弱的作用称为屏蔽效应 令 Z’=Z - ?i，其中Z’是有效核电荷数。?i 为屏蔽常数。 ?i 就是电子i受其他电子排斥而在核的吸引上要把核的正电荷扣除的部分。 2.钻穿效应 由图8-4中可知不同电子在离核r处球面上出现的概率大小不同。对于n较大的电子(例如3s，3p电子)，出现概率最大的地方离核较远，但在离核较近的地方有小峰，表明在离核较近的地方电子也有出现的可能.也就是说外层电子可能钻到内层出现在离核较近的地方，这种现象叫做钻穿效应。 图8-4 4s，3d电子云的径向分布图 二. 核外电子排布原理 根据光谱实验数据以及对元素性质周期律的分析，归纳出多电子原子中的电子在核外的排布应遵从以下三条原则，即泡利(Pauli)不相容原理、能量最低原理和洪特(Hund)规则。 1.泡利不相容原理 泡利指出：在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的2个电子同时存在，称为泡利不相容原理。换言之，每一种运动状态的电于只能有1个，在同一轨道上最多只能容纳自旋方向相反的2个电子。由于每个电子层中原子轨道的总数是n2个，因此各电子层中电子的最大容量是2n2个。 2.能量最低原理 在不违背泡利不相容原理的前提下电子在个轨道上的排布方式应使整个原子能量处于最低状态，即多电子原子在基态时核外电子总是尽可能地先占据能量最低的轨道，称为能量最低原理。 3.洪特规则 电子在能量相同的轨道(即等价轨道)上排布时，总是尽可能以自旋相同的方向分占不同的轨道，因为这样的排布方式总能量最低，称为洪特规则。 洪特规则特例：对于同一电子亚层，当电子分布为半充满(p3、d5、f7)、全充满(p6、d10、f14)和全空(p0、d0、f0)时，电子云分布呈球状，原子结构较稳定。 三、多电子原子轨道的能级 1.近似能级图 原子轨道的能量主要与主量子数有关，对多电子原子来说，原子轨道的能级还和角量子数及原子序数有关。图8-5为Pauling近似能级图。该图反映核外电子填入轨道的最后顺序。 近似能级图是按原子轨道能量高低的顺序排列的，能量相近的能级划为一组放在一个方框中称为能级组。不同能级组之间的能量差较大，同一能级组内各能级之间的能量差别较小。图中共列出6组，它们依次是： 第一能级组：1s 第二能级组：2s，2p 第三能级组：3s，3p 第四能级组：4s，3d，4p 第五能级组：5s，4d，5p 第六能级组：6s，4f，5d，6p 第七能级组：7s，5f，6d，7p… 图8-5 原子轨道近似能级图 每一个小圆圈代表一个原子轨道。s亚层只有一个原子轨道，p亚层中有3个能量相等的原子轨道。在量子力学中把能量基本相同的状态叫做简并状态。所以p轨道是三重简并的，这3个原子轨道能量基本相同，只是空间取向不同，所以又称它们是等价轨道。同样d亚层的5个d轨道是五重简并的，f亚层的7个f轨道是七重简并的。图8-5反映出： 主量子数n相同，角量子数l不同者，它们的能量有微小的差别，l 值越大，能量也越大，即Ens 若角量子数相同，其能级次序则由主量子数决定 ，n 越大能量越高，例：如E2p 若主量子数n和角量子数 l 同时变动时，能量次序就比较复杂。这种情况常发生在第三层以上的电子层中，如E4s 核外电子的能级次序，直接关系到核外电子的排布次序，因此引起许多学者的关注。我国化学家徐光宪教授总结归纳出一个近似公式，利用(n+0.7l)值的大小，来计算各原于轨道的相对次序，并将所得值的整数部分相同者，作为一个能级组。 学习目标 【知识与技能】 1、通过这节课的学习，你将会了解原子结构的发展史。 2、通过本节课的学习，你将会知道原子的行星模型结构。 【过程与方法】 1、通过本节课的活动——(粒子散射实验的探究过程，你将会初步学会“提出假设、实验验证、分析现象、得出结论”的探究途径和建立模型研究微观结构的方法。 2、通过学习化学史和化学哲学思想，你将会学会信息处理的方法，并通过思考、合作与交流，理性认识原子结构。 【情感、态度与价值观】 1、通过这节课感知宏观物质和微观物质的差异，你会建立基本的物质观、微粒观和原子观。 2、通过科学探究和科学建模体验科学家科学研究的方法，你将会感受到科学研究的严谨求实、不断突破的思想。 3、通过本节课的学习，你将会体验到科学探究的乐趣。 4、通过本节的学习，了解古代庄子的思想，激发学生的爱国热情。 学习重点 原子的行星模型结构特点 学习难点 建立物质观、微粒观、原子观;理解(粒子散射实验并认识原子的行星模型结构特点 教学过程 [新课引入]播放PPT两个和尚的对话，创设物质是由微粒组成的化学情景。 [思考与交流] 活动一 1、聆听老和尚和小和尚的对话，他们的对话中包含哪些观点? 2、原子是构成物质的一种基本微粒，原子还可以再分吗? [投影]观看视频，了解西方从德国哲学家德谟克利特到道尔顿，再到汤姆生对原子结构的认识过程。 【教学目标】 1. 理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释1~36号元素基态原子的核外电子排布； 2. 能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子排布顺序图完成1~36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布； 【教学重难点】 解释1~36号元素基态原子的核外电子排布； 【教师具备】 多媒体课件 【教学方法】 引导式 启发式教学 【教学过程】 【知识回顾】 1.原子核外空间由里向外划分为不同的电子层? 2.同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动? 3.比较下列轨道能量的高低（幻灯片展示） 【联想质疑】 为什么第一层最多只能容纳两个电子，第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？ 【引入新课】 通过上一节的学习，我们知道：电子在原子核外是按能量高低分层排布的，同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(s、p、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布，在化学上我们称为构造原理。下面我们要通过探究知道基态原子的核外电子的排布。 【板书】一、基态原子的核外电子排布 【交流与讨论】（幻灯片展示） 【讲授】通过前面的学习我们知道了核外电子在原子轨道上的排布是从能量最低开始的，然后到能量较高的`电子层，逐层递增的。也就是说要遵循能量最低原则的。比如氢原子的原子轨道有1s、2s、2px、2py、2pz等，其核外的惟一电子在通常情况下只能分布在能量最低的1s原子轨道上，电子排布式为1s1。也就是说用轨道符号前的数字表示该轨道属于第几电子层，用轨道符号右上角的数字表示该轨道中的电子数（通式为：nlx）。例如，原子C的电子排布式为1s2s22p2。基态原子就是所有原子轨道中的电子还没有发生跃迁的原子，此时整个原子能量处于最低． 【板书】1.能量最低原则 【讲解】原则内容：通常情况下，电子总是尽先占有能量最低的轨道，只有当这些轨道占满后，电子才依次进入能量较高的轨道，这就是构造原理。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原则。打个比方，我们把地球比作原子核，把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子，把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔，能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。 【练习】请按能量由低到高的顺序写出各原子轨道。 【学生】 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s 【讲解】但从实验中得到的一般规律，却跟大家书写的不同，顺序为1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s…………大家可以看图1-2-2。 【板书】能量由低到高顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s…… 【过渡】氦原子有两个原子，按照能量最低原则，两电子都应当排布在1s轨道上，电子排布式为1s2。如果用个圆圈（或方框、短线）表示满意一个给定量子数的原子轨道，这两个电子就有两种状态：自旋相同《原子结构和元素周期表》第一课时教案 或自旋相反《原子结构和元素周期表》第一课时教案。事实确定，基态氦原子的电子排布是《原子结构和元素周期表》第一课时教案，这也是我们对电子在原子轨道上进行排布必须要遵循的另一个原则――泡利不相容原理。原理内容：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反；或者说，一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。 【板书】2.泡利不相容原理 【讲解】在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同的，电子自旋可以比喻成地球的自转，自旋只有两种方向：顺时针方向和逆时针方向。在一个原子中没有两个电子具有完全相同的四个量子数。因此一个s轨道最多只能有2个电子，p轨道最多可以容纳6个电子。按照这个原理，可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个 【板书】一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向必须相反 【交流研讨】C：最外层的p能级上有三个规道 可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布： ①2p：《原子结构和元素周期表》第一课时教案《原子结构和元素周期表》第一课时教案 《原子结构和元素周期表》第一课时教案 ★ 教案 ★ 风筝 教案 ★ 《数一数》教案 ★ 高中政治教案 ★ 教师教案篇8：高中化学原子结构教案
篇9：初三化学原子结构教案
篇10：高中化学原子结构教案设计
篇11：高中化学原子结构教案设计
篇12：高中化学原子结构教案设计
篇13：高一化学《原子结构与元素周期表》教案
