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初中化學(xué)《核外電子排布》教案
第一章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)
一．教材分析
（一） 知識(shí)脈絡(luò)
通過初中的化學(xué)學(xué)習(xí),同學(xué)們已經(jīng)知道原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的。本節(jié)教材，就是要在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入地探討原子核的結(jié)構(gòu)以及核外電子的排布的規(guī)律，并利用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋某些元素的部分性質(zhì)，使學(xué)生初步了解原子的最外層電子排布與元素的性質(zhì)(得失電子能力、化合價(jià)等)的關(guān)系。同時(shí)，通過原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為后階段學(xué)習(xí)元素周期律、元素周期表和分子結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。
（二）知識(shí)框架
�。ㄈ┬陆滩牡闹饕攸c(diǎn)：
新教材（必修）與舊教材相比，刪掉了描述核外電子運(yùn)動(dòng)特征的電子云；降低了核外電子排布規(guī)律的要求；增加了原子結(jié)構(gòu)示意圖，元素的部分化學(xué)性質(zhì)與原子的最外層電子排布的關(guān)系；調(diào)整了核素、同位素在教材中出現(xiàn)的位置。使得它更符合知識(shí)的邏輯關(guān)系，符合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律。同時(shí)，新教材更注重了讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，更注重了學(xué)生能力的培養(yǎng)。
二．教學(xué)目標(biāo)
�。ㄒ唬� 知識(shí)與技能目標(biāo)
1．引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)，懂得質(zhì)量數(shù)和 A ZX的含義，掌握構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系；知道元素、核素、同位素的涵義；掌握核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的相互關(guān)系。
2.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1～18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。
�。ǘ┻^程與方法目標(biāo)
通過對(duì)構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系和氫元素核素等問題的探討，培養(yǎng)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)的能力，嘗試運(yùn)用比較、歸納等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
1.通過構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的質(zhì)量、電性的認(rèn)識(shí),了解微觀世界的物質(zhì)性,從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的微觀本質(zhì)；通過原子中存在電性不同的兩種微粒的關(guān)系，認(rèn)識(shí)原子是矛盾的對(duì)立統(tǒng)一體。
2.通過人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史的介紹，使學(xué)生了解假說、模型等科學(xué)研究方法和科學(xué)研究的歷程，培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，體驗(yàn)科學(xué)研究的艱辛與喜悅。
3.通過“化學(xué)與技術(shù)----放射性同位素與醫(yī)療”,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)知識(shí)在提高人類生活質(zhì)量中所起的作用。
4.通過“未來的能源----核聚變能”,引導(dǎo)他們關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的熱點(diǎn)問題,形成可持續(xù)發(fā)展的思想。
三．教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
�。ㄒ唬┲R(shí)上重點(diǎn)、難點(diǎn)：構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系和核外電子排布規(guī)律。
�。ǘ┓椒ㄉ现攸c(diǎn)、難點(diǎn)：培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)的能力,嘗試運(yùn)用比較、歸納等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。了解假說、模型等科學(xué)研究方法和科學(xué)研究的歷程。
四．教學(xué)準(zhǔn)備
（一）學(xué)生準(zhǔn)備：上網(wǎng)查閱，14 6C在考古上的應(yīng)用；核素、同位素在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。搜集有關(guān)原子結(jié)構(gòu)模型的資料。
（二）教師準(zhǔn)備：教學(xué)媒體、課件、相關(guān)資料。
五．教學(xué)方法
問題推進(jìn)法、討論法。
六．課時(shí)安排
2課時(shí)
七．教學(xué)過程
第1課時(shí)
【提問】化學(xué)變化中的最小微粒是什么?
【學(xué)生回答】原子是化學(xué)變化中的最小微粒。
【引出課題】這一節(jié)就從探討原子的結(jié)構(gòu)開始我們的學(xué)習(xí)。
【點(diǎn)評(píng)】開頭簡(jiǎn)潔，直截了當(dāng)，由初中相關(guān)知識(shí)提出問題，過渡到原子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
【板書】第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)
【提出問題】原子是化學(xué)變化中的最小微粒。同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構(gòu)成的呢?
【學(xué)生思考、回答】
【媒體顯示】利用Flash動(dòng)畫演示盧瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)示意圖
2.現(xiàn)象：
【觀察、思考】在教師引導(dǎo)下，學(xué)生思考下列問題：
�。�1）絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，原因是什么？
�。�2）為什么有少數(shù) 粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)？
�。�3）極少數(shù)的 粒子幾乎象是被金箔彈了回來，原因是什么？
【討論】學(xué)生分組討論：根據(jù) 粒子散射的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生提出自己的原子結(jié)構(gòu)模型。并由代表發(fā)言。
【歸納、小結(jié)】3.盧瑟福的原子核式模型
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的空間做高速運(yùn)動(dòng)。
【點(diǎn)評(píng)】通過盧瑟福的 粒子散射實(shí)驗(yàn)的介紹, 由學(xué)生提出自己的原子結(jié)構(gòu)模型，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)一種科學(xué)探究的體驗(yàn)；了解假說、模型等科學(xué)研究方法和科學(xué)研究的歷程,培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。學(xué)會(huì)一種方法：通過粒子撞擊實(shí)驗(yàn)，研究微觀世界的規(guī)律，使人類獲得了一種嶄新的研究方法。認(rèn)識(shí)一個(gè)規(guī)律：從實(shí)踐到認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)……是人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的必然規(guī)律。
【質(zhì)疑】我們已經(jīng)知道原子由原子核和核外電子構(gòu)成。那么，原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的？電子在核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又是怎樣的呢?
【板書】一.原子核 核素
1. 原子核的構(gòu)成，
【媒體顯示】原子結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)生閱讀】
構(gòu)成原子的微粒--------電子、質(zhì)子和中子的基本數(shù)據(jù)：
微粒 電子 質(zhì)子 中子
質(zhì)量(kg) 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對(duì)質(zhì)量 0.005484 1.007 1.008
電量(C) 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 -1 +1 0
【思考、討論并提問】
請(qǐng)根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)討論:
1.在原子中，質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)之間存在著什么關(guān)系？為什么？
2.原子的質(zhì)量主要由哪些微粒決定？
3.如果忽略電子的質(zhì)量，質(zhì)子、中子的相對(duì)質(zhì)量分別取其近似整數(shù)值，那么，原子的相對(duì)質(zhì)量在數(shù)值上與原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系?
【教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)】
1、數(shù)量關(guān)系：核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)
2、電性關(guān)系： 原子 核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)
陽離子 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＞核外電子數(shù)
陰離子 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＜核外電子數(shù)
3、質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)（A）＝質(zhì)子數(shù)（Z）＋中子數(shù)（N）
【歸納小結(jié)】
如果用 A ZX的形式表示一個(gè)質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的原子，那么組成原子的粒子間的關(guān)系可以表達(dá)為:
原子 A ZX
【遷移與應(yīng)用】
1.在科學(xué)研究中，人們常用3717Cl符號(hào)表示某種原子，請(qǐng)你談?wù)剤D中符號(hào)和數(shù)字的含義。
2.某二價(jià)陽離子含有10個(gè)電子,12個(gè)中子,求質(zhì)量數(shù)。
3.元素R的一個(gè)原子，質(zhì)量數(shù)為 a ，其陰離子Rn-有b個(gè)電子，求中子數(shù)。
【回顧】元素的種類是由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定的。元素是具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱。
【質(zhì)疑】同種元素原子的質(zhì)子數(shù)相同，那么，中子數(shù)是否也相同呢?
【媒體顯示】三種不同的氫原子
【比較】三種氫原子結(jié)構(gòu)的異同。
【質(zhì)疑】它們是不是同一種元素？
【板書】2.核素
核素：人們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。
同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互為同位素。
【遷移與應(yīng)用】1．請(qǐng)你描述構(gòu)成原子的各種微粒與元素、核素間的關(guān)系。
2．請(qǐng)你描述元素、核素、同位素間的關(guān)系.
【媒體顯示】元素、核素、同位素三者之間的關(guān)系：
【拓展與提高】
1． 下列各組物質(zhì)中，互為同位素的是
�。ˋ）O2、、O3 、O4 （B）H2、D2、T2
�。–）H2O、D2O、 T2O （D）4020Ca 和4220 Ca
2．下列說法正確的是
�。ˋ）同種元素的質(zhì)子數(shù)必定相同
（B）不同元素原子的質(zhì)量數(shù)必定不同
�。–）原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的
（D）凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素
【交流與研討】
生物體在生命存續(xù)期間保留的一種碳原子----碳-14 （14 6C）會(huì)在其死亡后衰變，測(cè)量考古遺址中發(fā)現(xiàn)的遺物里碳-14的數(shù)量，可以推斷出它的存在年代。根據(jù)課本內(nèi)容與網(wǎng)上資料：闡述14 6C在考古上的應(yīng)用；列舉核素、同位素在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
【點(diǎn)評(píng)】通過上網(wǎng)搜集資料，然后分組討論，讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)，以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的目的。
【簡(jiǎn)介】
1．放射性同位素用于疾病的診斷
2．放射性同位素用于疾病的治療
3．未來的能添一一一核聚變能
【點(diǎn)評(píng)】本節(jié)教材采用問題推進(jìn)法進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題以激發(fā)學(xué)生思考，然后，通過看書、研討、交流等多種方式，尋求問題的解決，探討問題的結(jié)果。培養(yǎng)解決問題的能力。
第二課時(shí)
【復(fù)習(xí)提問】
1.構(gòu)成原子的粒子有哪些,它們之間有何關(guān)系?
2.為什么原子不顯電性?....
3.為什么說原子的質(zhì)量主要集中原子核上?
【引言】我們已經(jīng)知道，原子是由原子核和電子構(gòu)成的，原子核的體積很小，僅占原子體積的幾千億分之一，電子在原子內(nèi)有“廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間。在這“廣闊”的空間里，核外電子是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢?
【點(diǎn)評(píng)】通過對(duì)上節(jié)課內(nèi)容的復(fù)習(xí)，過渡到新課的引入；由新的問題的提出，給出將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)一種探究學(xué)習(xí)的氛圍。
【板書】二、核外電子排布
【講述】電子的運(yùn)動(dòng)具有區(qū)別于宏觀物體的幾大特征:(1)質(zhì)量很小(9.109×10-31kg)；(2)帶負(fù)電荷；(3)運(yùn)動(dòng)空間范圍小(直徑約10-10m) ;(4)運(yùn)動(dòng)速度快(接近光速)。因此，電子的運(yùn)動(dòng)特征就與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有著極大的不同一一它沒有確定的軌道。
【質(zhì)疑】我們?nèi)绾稳ッ枋龊送怆娮拥倪\(yùn)動(dòng)呢?
【交流與研討】根據(jù)課前搜集的有關(guān)資料：討論電子在原子核外是怎樣運(yùn)動(dòng)的?
【簡(jiǎn)介】原子結(jié)構(gòu)模型的演變
1.道爾頓原子結(jié)構(gòu)模型： 2.湯姆遜原子結(jié)構(gòu)模型:
3.盧瑟福原子有核模型 4. 玻爾原子結(jié)構(gòu)模型:
【點(diǎn)評(píng)】通過原子模型的歷史回顧,讓學(xué)生體驗(yàn)假說、模型在科學(xué)研究中不可替代的作用; 嘗試運(yùn)用假說、模型的科學(xué)研究方法。
【閱讀與討論】學(xué)生閱讀課本第六頁第三自然段，分小組討論核外電子排布的有哪些規(guī)律？
并派代表回答。
【歸納并板書】
核外電子排布的規(guī)律:
1.電子是在原子核外距核由近及遠(yuǎn)、能量由低至高的不同電子層上分層排布；
2.每層最多容納的電子數(shù)為2n2(n代表電子層數(shù))；
3.電子一般總是盡先排在能量最低的電子層里，即最先排第一層，當(dāng)?shù)谝粚优艥M后，再排第二層，等等。
4．最外層電子數(shù)則不超過8個(gè)(第一層為最外層時(shí),電子數(shù)不超過2個(gè))。
【討論】電子與原子核距離遠(yuǎn)近、能量高低有何關(guān)系？
【板書】
電子層 1 2 3 4 n
電子層符號(hào) K L M N ……
離核距離 近 遠(yuǎn)
電子的能量 低 高
最多能容納的電子數(shù) 2 8 18 32 2n2
【媒體顯示并講述】嘗試運(yùn)用上述規(guī)律,排出鈉原子核外的電子，并用原子結(jié)構(gòu)示意圖加以表示。
【試一試】完成下表，看看誰較快。
核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號(hào) 各層電子數(shù)
K L M
1 氫 H 1
2 氦 He 2
3 鋰 Li 2 1
4 鈹 Be 2 2
5 硼 B 2 3
6 碳 C
7 氮 N
8 氧 O
9 氟 F 2 7
10 氖 Ne
11 鈉 Na 2 8 1
12 鎂 Mg
13 鋁 Al
14 硅 Si
15 磷 P
16 硫 S 2 8 6
17 氯 Cl
18 氬 Ar 2 8 8
【媒體顯示】
核電荷數(shù)從1到18的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si p S Cl Ar
【遷移與應(yīng)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。
【點(diǎn)評(píng)】通過上述應(yīng)用，使學(xué)生加深對(duì)核外電子排布的規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)，以加深印象。
【閱讀、思考、交流】學(xué)生閱讀教材第七頁，思考、交流下列三個(gè)問題：
1.元素的化學(xué)性質(zhì)與原子的最外層電子排布有什么關(guān)系? 金屬鈉、金屬鎂在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)出還原性，而氧氣、氯氣在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)出氧化性，你能用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)對(duì)這一事實(shí)進(jìn)行解釋嗎?
2.金屬元素原子最外層電子數(shù)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般是多少?
3.元素的化合價(jià)的數(shù)值，與原子的電子層結(jié)構(gòu)特別是最外層電子數(shù)有什么關(guān)系?
【點(diǎn)評(píng)】通過上述交流與討論，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系,初步了解元素性質(zhì)的變化規(guī)律。為后階段學(xué)習(xí)元素周期律、元素周期表打下基礎(chǔ)。
【概括與整合】
構(gòu)成原子的各種微粒之間的關(guān)系及相關(guān)知識(shí)如下圖所示。
原子中各微粒間的數(shù)量關(guān)系、電性關(guān)系、
質(zhì)量關(guān)系
原子核 （質(zhì)子、中子） 核素、同位素的含義
元素與原子的關(guān)系
原子結(jié)構(gòu)
核外電子排布規(guī)律
核外電子
核外電子排布與元素性質(zhì)間的關(guān)系
【遷移與應(yīng)用】
1．質(zhì)子、中子、核外電子從不同角度描述了元素或原子的某些性質(zhì)和特點(diǎn)，試填下表說明質(zhì)子、中子、核外電子數(shù)目的多少分別決定著什么？
微�；蛭⒘＝M合
決定屬性
質(zhì)子
決定元素的種類
中子
電子
質(zhì)子和中子
質(zhì)子和電子
2．現(xiàn)有 微粒結(jié)構(gòu)示意圖，試填表，當(dāng)n取不同值時(shí)相對(duì)應(yīng)的微粒名稱和微粒符號(hào)。
n值
微粒名稱
微粒符號(hào)
【作業(yè)】書后練習(xí)1、2題
【點(diǎn)評(píng)】本節(jié)教材主要采用的是討論法教學(xué)，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中始終注意學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，突出自主與合作的學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
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