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第3单元人类对原子结构的认识
第3单元课时1
原子结构模型的演变
一、学习目标
1.通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。
3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。
二、重点、难点
重点：原子结构模型的发展演变
镁和氧气发生化学反应的本质
难点：镁和氧气发生化学的本质
三、设计思路
本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论，逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。
四、教学过程
[导入]观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢？
直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观
[提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔）。但是我们能不能无限地这样分割下去呢？
[介绍]《中庸》提出：“语小，天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一”。墨家则提出：“端，体之无序最前者也。”
在英文里，如今被译成“原子”的Atom一词，源于希腊语，它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》，他将其译为“莫破”。
二、西方原子鼻祖
[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。
道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。”这种观点换作现在更有趣的说法，在化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。
道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。
三、汤姆生模型
[介绍]到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢？英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转（这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理）；他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大；Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。
[提出问题]这些电子是那儿来的呢？为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢？其电荷与质量之比很大又说明什么？
这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。
四、卢瑟福模型
[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的α粒子散射实验。α粒子带两个单位正电荷，相对质量为4（现在我们知道它是氦原子核）。卢瑟福将一束α粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，α粒子撞在屏幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数α粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化；但有一些α粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1％的α粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。
[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗？那该如何解释实验现象呢？1.为什么会被弹回来？应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%？只有少数α粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应该有一个带正电的核。3.α粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量一定很大。
卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数α粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。
卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。
五、波尔模型
[介绍]根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量，离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在？
波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发，意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说，电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。
波尔认为在能量最低的轨道，电子运动可以看成是在“平地”上的状态，这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上“攀登”一个或几个台阶，到达一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来，回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构，扫清了原子稳定性的问题。
六、结构决定性质
[提出问题]研究原子结构是为了更好地理解元素的性质，解释化学反应的原理。比如说，钠能与氯气剧烈反应，生成白色的氯化钠颗粒。为什么钠能在氯气中燃烧？该如何解释该反应的原理呢？我们首先从微观的角度来看这个反应。这个反应是如何进行的呢？每个钠原子一共有多少电子？为什么每个钠原子失去一个电子？每个氯原子一共有多少电子？为什么每个氯原子得到一个电子？（核外电子分层排布）（8电子稳定结构）元素的化合价和什么有关？现在我们知道了化学反应中元素化合价的变化与电子转移有关。大家有没有注意原子得失电子后体积的变化？原子得电子变为阴离子后体积变大，原子失电子变成阳离子后体积变小。为什么参加反应的钠原子和氯原子个数比是1∶1？
那么，如何解释镁和氧气的反应呢？镁与氯气反应，生成的产物氯化镁化学式应该是怎样的？为什么是1∶2？
七、神秘的夸克
[介绍]其实，人类对于原子结构的认识仍在发展。后来，又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核外运动像是一团带负电的云雾。
而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗？它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢？
为进一步探求原子的内部结构，现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢？由于我们仍然无法直接观察，那就只能通过“打靶”、“轰击”来改变对象的状态，再分析改变后的结果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的α粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢？我们的旅程到底有没有尽头呢？

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原子结构原子结构

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，高中教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。高中教案的内容具体要怎样写呢？以下是小编为大家收集的“原子结构原子结构”大家不妨来参考。希望您能喜欢！

《选修三第一章第一节　原子结构》导学案（第3课时）
学习时间2011—2012学年上学期周
【课标要求】
1.解原子核外电子的运动规律，了解电子云的概念
2.了解原子轨道图及每个能级中的轨道分布情况和最大容纳电子数
3.掌握泡利原理、洪特规则4.基本能掌握核外电子排布规律
[阅读与思考]阅读教材P9-11，思考
1.原子核外电子是如何运动的呢？
2.电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？
3.什么事原子轨道？阅读P11表1-2，明确不同能层的能量、原子轨道及电子云能廓图
[阅读、思考]阅读教材P11-12，思考泡利原理与洪特规则分别是什么？洪特规则的使用前提？（基态原子）洪特规则的特例？
【典例解悟】
1.　观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是…()
A．一个小黑点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
2.　以下是两个原子的2p能级或3d能级的电子排布情况，试分析有无错误，若有，违反了什么原则？
(1)
↑↑↓
(2)
↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑

【课堂练习】
1．以下能级符号正确的是()
A．6sB．2dC．1dD．3f
2．下列能级中轨道数为5的是()
A．s能级B．p能级C．d能级D．f能级
3．表示一个原子在第三个电子层上有10个电子可以写成()
A．3s10　B．3d10C．3s23p63d2D．3s23p53d3
4．Cl－核外电子的运动状态共有()
A．3种　B．5种　C．17种　D．18种
5．以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是()
A．1s12s1B．1s22s12p1C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s1
6．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是()
A．1s22s22p63s23p1B．1s22s22p1C．1s22s22p3D．1s22s22p63s23p4
7．下列有关电子云的叙述中，正确的是()
A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B．电子云直观地表示了核外电子的数目
C．1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
8．以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是()
A．1s22s1B．1s22s22p1C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63p1
9．下列能层中，原子轨道的数目为4的是()
A．K层　B．L层　C．M层　D．N层
10．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是()
A．1s　B．2px　C．2py　D．2pz
11．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()
13.将下列多电子原子的原子轨道按能量由高到低的顺序排列：
1s　3p　2p　5d　4s　5f
14.试画出第三周期Mg、P的基态原子的电子排布图。
15.下列原子的外围电子排布式(或外围轨道表示式)中，哪一种状态的能量较低？试说明理由。
(1)氮原子：。
17.某元素最外层只有1个电子，最高能层n＝4。问：
(1)符合上述条件的元素，可以有______种，原子序数分别为__________。
(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出其在周期表中的位置。
【对点练习】
1.下列3d能级的电子排布图正确的是()
A.
↑↑↑↑↑↑↑↑
B.
↓↑↑↑↑↑

C.
↓↑↓↑↓↑
D.
↓↑↓↑↓↓↓↑↓↑

2.A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为()
A.a－4　B．a－5　C．a＋3　D．a＋4
3.某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是()
A.0B．2C．5D．8
4.下列说法中肯定错误的是()
A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【课后作业】
1.主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是()
A.K＋　1s22s22p63s23p6B．O2－　1s22s23p4
C.S2－　1s22s22p63s23p6D．Ne　1s22s22p6
2.下面是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是()
A.2s22p2和2s22p4B．3s23p4和2s22p4C.3s2和2s22p5D．3s1和3s23p4
3.下列表示式中错误的是()
A.Na＋的电子式[Na??]＋B.Na＋的结构示意图：
C.Na的电子排布式：1s22s22p63s1D.Na的简化电子排布式：[Na]3s1
4.下列轨道表示式能表示最低能量状态的氮原子的是()
5.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上有三个未成对的电子的X原子与3p轨道上只有三个未成对的电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
6.A和M为两种元素，已知A位于短周期，且A2－与M＋的电子数之差为8，则下列说法正确的是A.A和M原子的电子总数之和可能是11B.A和M的原子序数之和为8
C.A和M原子的最外层电子数之和为8D.A和M原子的最外层电子数之差为7
7.氡(22286Rn)可从矿泉水、岩石、地下水、天然气、建筑材料中源源不断地释放出来。它可通过呼吸进入人体，停留在呼吸道中，放出α射线，其衰变产物还能放出β、γ射线。这些射线可诱发肺癌。关于氡的下列叙述正确的是()
A.Rn的原子核内含有222个中子B.Rn位于元素周期表中第七周期0族
C.Rn的最外层电子排布式为6s26p6，化学性质活泼，因此对人体有害
D.新铺大理石地面的居室，可常打开门窗换气，以减少氡对人体的危害
8.正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电量等相等，而电性相反。科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。
欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。请回答下面两题：
(1)反氢原子的结构示意图中，正确的是________。
(2)如果制取了反氧原子，则下列说法中正确的是________。
A.核内有8个带正电的质子，核外有8个带负电的电子
B.核内有8个带负电的电子，核外有8个带正电的质子
C.核内有8个带负电的中子，核外有8个带正电的质子
D.核内有8个带负电的质子，核外有8个带正电的电子
9.处于前三周期的主族元素A、B、C、D，其离子半径逐渐增大，它们的原子中核外都有一个未成对电子。已知A和D处于同一周期，0.2摩尔A单质可以从D的氢化物的水溶液中置换出6.72L氢气(标准状况)，试回答：
(1)写出元素符号A：_____，B：_____，C：_____，D：_____。
(2)比较C和D的氢化物：沸点________，稳定性______，水溶液的酸性____________。
(3)元素A原子的轨道表示式为____________________________________________。
10.有第四周期的A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、2、7，其原子序数依A、B、C、D依次增大。已知A与B的次外层电子数为8，而C与D的为18。根据原子结构，判断A、B、C、D各是什么元素？
(1)哪些是金属元素？
(2)D与A的简单离子是什么？并写出其离子的电子排布式。
(3)哪一元素的氢氧化物碱性最强？
(4)B与D两原子间能形成何种化合物？写出化学式，并写出电子式。
11.A、B、C、D是短周期元素，A元素的最高价氧化物对应的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物，1mol该化合物含有42mol电子，B原子的最外层电子排布式为nsnnp2n。C、D两原子的最外层电子数分别是内层电子数的一半。C元素是植物生长的营养元素之一。试写出：
(1)A、B元素形成的酸酐的化学式：____________。
(2)D元素的单质与水反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)A、C元素气态氢化物的稳定性大小：____________(用分子式表示)。

疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
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《选修三第一章第一节　原子结构》导学案（第3课时）
[阅读与思考]阅读教材P9-11，思考
[典例解悟]
1.　解析　尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远。出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表现电子曾经出现过的位置。
答案　D
电子云图中的黑点绝无具体数目的意义，而有相对多少的意义。单位体积内黑点数目较多(黑点密度较大)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较大；单位体积内黑点数目相对较少(黑点密度较小)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较小。电子的运动无宏观物体那样的运动规律，但有它自身的规律。

2.　解析　本题考查的是学生对电子排布的两个原则(泡利原理和洪特规则)的理解。泡利原理：在同一个原子轨道内的电子的自旋方向是相反的。而(2)中的第三个轨道中的两个电子自旋方向完全相同，所以(2)排布错误，违反了泡利原理。洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。而(1)中的第三个轨道内的电子的自旋方向与前两个轨道的电子自旋方向相反，排布违反了洪特规则。
答案　(1)错误，违反了洪特规则　(2)错误，违反了泡利原理
原子的核外电子排布与电子排布图描述的内容是完全相同的，相对而言，电子排布图不仅能表示出原子的核外电子排布在哪些电子能层上，还能表示出这些电子的自旋状态。处于稳定状态的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，且要遵守泡利原理、洪特规则。
【课堂练习】
1．答案　A2．答案　C3．答案　C4．答案　D5．答案　AB6．答案　A7．答案　A
8．答案　D9．答案　B10．答案　A11．答案　D12.答案
13.答案　5f5d4s3p2p1s
14.答案
15.答案　(1)B。A违背洪特规则，能量高。
(2)A。B表示钠原子处于激发态，能量高。
(3)A。A表示铬原子3d轨道处于半充满状态，能量低。
(4)A。B表示碳原子违背洪特规则，能量高。
16.答案　(1)1s22s22p63s23p4
(2)1s22s22p63s23p63d104s1
(3)1s22s22p63s23p63d54s1
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p4
(5)1s22s22p63s23p63d104s2
(6)1s22s22p63s23p63d64s2
17.答案　(1)3　19、24、29(2)K：[Ar]4s1　第四周期ⅠA族
Cr：[Ar]3d54s1　第四周期ⅥB族Cu：[Ar]3d104s1　第四周期ⅠB族
1.答案　B2.答案　BC3.答案　B4.答案　B
【课后作业】
1.答案　B2.答案　D3.答案　AD4.答案　B5.答案　C6.答案　A7.答案　D8.答案　(1)C　(2)D
9.答案　(1)Al　Na　F　Cl
(2)HFHCl　HFHCl　HClHF　(3)Al

10答案　A：K　B：Ca　C：Zn　D：Br
(1)K、Ca、Zn
(2)Br－、K＋　Br－：1s22s22p63s23p63d104s24p6
K＋：1s22s22p63s23p6　(3)K　(4)离子化合物　CaBr2　[Br??]－Ca2＋[Br??]－
11.答案　(1)N2O3或N2O5
(2)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
(3)PH3　NH3

原子结构

第五章物质结构元素周期律
第一节原子结构
●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
原子
［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/kg9.109×10－311.673×10－271.675×10－27
相对质量①1/1836（电子与质子质量之比）1.0071.008

注①是指对12C原子质量的1/12（1.661×10－27kg）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4t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个中子的具体的氧原子，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

①O818
②Al1427
③Ar1822
④ClCl

⑤HH

［答案］①10O②13Al③40Ar④171835⑤101
［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］①1618②x－n③y－m④1110⑤910
［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－nB.所含中子数=A－Z
C.所含电子数=Z+nD.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+nB.A－a－n
C.A+a－nD.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。

原子结构教案

每个老师上课需要准备的东西是教案课件，规划教案课件的时刻悄悄来临了。是时候对自己教案课件工作做个新的规划了，接下来的工作才会更顺利！你们了解多少教案课件范文呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“原子结构教案”，希望对您的工作和生活有所帮助。

知识目标：

1、认识原子核的结构

2、理解质量数和AZX的含义，

3、掌握质量数、质子数、中子数、电子数间的关系。能进行质量数、质子数、中子数、电子数间的简单计算

4、理解元素、核素、同位素的含义，会判断同位素

能力情感目标：

1、培养学生对数据的分析处理、概括总结能力

2、尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工

3、通过假说、模型等科学研究方法培养学生科学的学习方法和科学的学习态度

4、通过放射性同位素作用的自学和查阅，激发学生学习的热情

学习重点：

原子核的结构，构成原子的各微粒间的关系及同位素的判断

难点：原子核的结构及构成原子的各微粒间的关系

教法:模型展示、多媒体动画模拟、问题推进、对比归纳

学法:交流研讨、比较归纳、练习巩固

[引入]初中我们学习了原子结构的初步知识，原子由原子核和核外电子构成。那么原子核和核外电子在原子中的相对关系是怎样的呢？下面我们重温一下著名的卢瑟福实验。

[多媒体动画演示1]卢瑟福的α粒子散射实验及实验现象2·

[学生活动]学生观看实验，总结现象，分析现象并思考问题：

1、大部分粒子穿过金箔不偏转，说明了什么？

2、少数粒子被偏转，个别粒子被反射分别说明了什么？

3、试想象推测原子的结构模型

[多媒体演示2]展示卢瑟福的解释：原子：原子核（带正电）；核外电子（带负电）在此实验的基础上，卢瑟福提出了“核式原子模型”，较好的解释了原子核与核外电子的关系，那么，原子核内部的结构又是怎样的？

【多媒体演示3】学习目标1·

一、原子核核素

1、原子核的构成

[交流研讨]9·阅读P3表格，分析电子、质子、中子的基本数据表,思考讨论以下问题

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

0.000548

1.007

1.008

电量(C)

1.602×10-19

1.602×10-19

0

电荷

-1

+1

0

1、电子、质子各带何种电荷？中子带不带电？为什么原子呈电中性？

2、在原子中质子数、核电荷数和电子数之间存在怎样的关系？为什么？

3、原子的质量主要由哪些微粒决定的？

4、若忽略电子的质量，质子、中子的相对质量取近似值，试推测原子的相对质量的数值与核内质子数和中子数的关系。

[学生总结]回答问题1、2

[多媒体演示4]

结论（1）核电荷数、质子数、核外电子数之间的关系：

核电荷数=质子数=核外电子数

[思考]以上关系式是否适合所有的微粒?(以Na+、Cl-为例进行分析)

核电荷数

质子数

核外电子数

Na+

Cl-

注意：以上关系式只适用于原子，不适用于阴阳离子。

[学生总结]回答问题3、4

结论（2）：原子中各微粒之间的关系：质子数（Z）+中子数（N）=质量数（A）

[学生阅读P3-P4第一段]掌握质量数和AZX的意义：表示一个质量数为A、质子数为Z的原子。

跟踪练习：2·

1、判断正误：

（1）原子核都是由质子和中子组成。

（2）氧元素的质量数是16

2、符号为baXn-的微粒，核电荷数是，中子数是，电子总数是。

符号为baYm+的微粒，核电荷数是，中子数是，电子总数是。

结论：阴离子中：核电荷数=质子数是=电子数电荷数

阳离子中：核电荷数=质子数是=电子数电荷数

说明：X为元素符号，AZX为原子符号，baXn-和baYm+为离子符号。

[多媒体演示5]跟踪练习答案

[迁移应用P4]思考回答2·

1、在科学研究中，人们常用“3517Cl”来表示某种氯原子，说明其中符号和数字的意义。

2、碳-14具有衰变性，可用于考古工作中推测遗物的年代，碳-12为计算原子相对质量的标准，试用AZX表示这两种碳原子，分析二者在原子结构上有什么异同？

结论：碳-12和碳-14都可以用元素符号C来表示，它们都是碳元素，二者质子数相同而中子数不同。质子数相同而中子数不同的同一类原子总称为元素。同一元素的不同原子之间互称为同位素。

2、核素

[交流.研讨]5·学生阅读课本P4-P5第一段，比较氢元素的三种原子的结构图，填写下表，回答问题

原子

氕(H)

氘(D)

氚(T)

质子数

中子数

质量数

1、氕、氘、氚的原子结构有什么异同？

2、它们是不是同一种元素？是不是同一种原子？三者之间什么关系？

3、目前已发现了112种元素，是否就发现了112种原子？为什么？

4、哪些微粒决定了元素的种类？哪些微粒决定了核素的种类？

[多媒体演示6]

小结：

元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。

核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。

质子数决定元素的种类，质子数和中子数决定核素的种类。

说明：①三者的研究对象都是原子②同一元素的不同核素之间互称为同位素③同种元

素可以有多种核素（同位素）所以元素的种数远少于原子的种数。

回顾练习：比较同位素与同素异形体：1·

同位素

同素异形体

研究对象

概念

[多媒体演示7]

本节内容整合：

[多媒体演示8]

当堂检测：（4分完成前三题，标＊号的为选做题）

1、32He可以作为核聚变的材料。下列关于32He的叙述正确的是（）

A、32He核31H互为同位素

B、32He原子核内中子数为2

C、32He原子核外电子数为2

D、32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子

2、已知核电荷数为118的一种原子的质量数为293，则该原子中中子数与电子数之差为（）

A、0B、57C、118D、175

3、下列八种化学符号：11H2、21H2、146C、63Li、2311Na、147N、73Li、2412Mg

⑴表示核素的符号共种

⑵互为同位素的是和

⑶质量数相等，但不能互称同位素的是和

⑷中子数相等，但质子数不相等的是和。

＊4、某元素的一种原子R质量数为A，该原子形成的微粒Rn-共有x个电子，该元素的原子R中的中子数为()

A、A-x-nB、A+x+nC、A-x+nD、A+x-n

＊5、元素A、B，A的核电荷数为n，A2+比B2-少8个电子，则B原子的核电荷数为？

原子结构学案

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，教师要准备好教案，这是教师的任务之一。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道怎么写具体的教案内容吗？下面是小编精心为您整理的“原子结构学案”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

1.1原子结构第2课时能量最低原理、泡利原理、洪特规则学案（人教版选修3）
[目标要求]　1.掌握基态原子、激发态原子、电子云、原子轨道的概念。2.能运用核外电子排布的规律熟练掌握1～36号元素的原子的核外电子排布。

一、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1．能量最低原理
原子的电子排布遵循____________能使整个原子的能量处于________状态，简称能量最低原理。
2．基态和激发态
(1)基态：处于________能量的原子叫做基态原子。
(2)激发态：当基态原子的电子________能量后，电子会跃迁到________能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态与能量转化的关系
基态原子????吸收能量释放能量激发态原子
3．光谱和光谱分析
(1)光谱
不同元素原子发生跃迁时会吸收或释放__________，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的____________或____________，总称原子光谱。
(2)光谱分析
现代化学中，常利用原子光谱上的____________来鉴定元素，称为光谱分析。
二、电子云与原子轨道
1．电子运动的特点
现代量子力学指出，无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定在原子核外各处出现的________。用P表示电子在某处出现的________，V表示该处的体积，则P/V称为__________，用ρ表示。
2．电子云
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的__________分布的形象化描述，小黑点越密，表示概率密度越大。由于核外电子的__________分布看起来像是一片云雾，因而被形象地称作电子云。
3．原子轨道
(1)定义
________________称为原子轨道。
(2)原子轨道的形状
s电子原子轨道是________形的，p电子原子轨道是________形的。
三、泡利原理和洪特规则
1．泡利原理
在一个原子轨道里最多只能容纳____个电子，而且它们的自旋状态________，这个原理称为泡利原理。
2．洪特规则
当电子排布在________能级的________轨道时，基态原子中的电子总是优先
____________________，而且自旋状态________，这个规则称为洪特规则。
四、电子排布图
用方框代表一个原子轨道，用箭头表示一个电子，这样的式子称为电子排布图。
如Na：
N：____________________________________
O：____________________________________
1．下列能级中，轨道数为7的是()
A．s能级B．p能级
C．d能级D．f能级
2．下面是一些原子的电子排布式，其中不是激发态原子的是()
A．1s22s22p6B．1s22s13s1
C．1s22s24d1D．1s22s22p23s1
3．下列说法中正确的是()
A．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
4．下列各原子电子排布图错误的是()
A.
B.
C.
D.
5．以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则。
　
违反泡利原理的有________，违反洪特规则的有________。

参考答案
基础落实
一、
1．构造原理　最低
2．(1)最低　(2)吸收　较高
3．(1)不同的光　吸收光谱　发射光谱　(2)特征谱线
二、
1．概率　概率　概率密度
2．概率密度　概率密度
3．(1)电子云轮廓图　(2)球　哑铃
三、
1．2　相反
2．同一　不同　单独占据一个轨道　相同
四、
　
课堂练习
1．D　2.A　3.C
4．B　[B不符号洪特规则，B应为。]
5．(1)　(2)(4)(5)

文章来源：http://m.jab88.com/j/19245.html

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