1、【志鸿优秀教案】2013-2014 学年高中化学 第一章 物质结构 元素周期律复习第 1 课时教案 新人教版必修 2 从容说课 本章的重点是元素周期律和元素周期表，要深刻地理解并运用它们，必须以有关原子 结构、核外电子排布的知识作基础。元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律， 包括分析简单化合物的形成等都是在原子结构的基础上建立起来的，否则，元素周期律和 周期表就成了无源之水、无本之木。因此，掌握有关原子结构的知识，是深刻理解元素周 期律和运用元素周期表必不可少的。 另外，复习有关这部分内容时，因概念较多，单纯的讲述、整理和归纳会因内容的抽 象而显得有些枯燥。为此，本节课主要用了问答式的
2、教学方法，并讲练结合，使所授内容 和练习互为补充。 三维目标 知识与技能 1理解原子的组成及同位素的概念。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核 外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2以第一、二、三周期的元素为例 ，掌握核外电子排布规律。 3理解离子键、共价键的含义。了解键的极性。 过程与方法 1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。 2学会运用所学知识的能力。 情感、态度与价值观 1使学生初步意识到物质的结构决定物质的性质。 2科学地、辩证地看问题。 要点提示 教学重点：1.原子的组成及同位素的概念。 2掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电
3、子数，以及质量数与质子数、 中子数之间的相互关系。 3理解离子键、共价键的含义。 教学难点：1原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质 子数、中子数之间的相互关系。 2用电子式表示离子化合物或共价化合物的形成过程。 教具准备：多媒体课件、投影仪。 教 学 过 程 导入 新课 师 物质结构 元素周期律这一章的概念较多，理论性又强。为了使大家对本章 知识有更深的认 识和理解，我们来归纳和整理一下已学知识，同时以练习作载体，对本章 知识加以巩固。 板 书： 复习课 推进新课 师 首先我们来复习原子结构的有关知识。 板 书： 一、原子结构 师 组成原子的粒子有哪些？它们怎样构成原
4、子？ 生 组成原子的粒子有质子、中子和电子。质子和中子共同构成原子核，居于原子中 心，电子在核外高速运动。 学生回答时，教师板书： 板 书： 原子( X)Error!AZ 师 原子序数、核电荷数由哪种粒子决定？它们之间是什么关系？ 生 由质子数决定。原子序数核电荷数质子数核外电子数。 接上 板 书： 原子序数、核电荷数 师 元素的种类由什么粒子决定？ 生 由核电荷数即核内质子数决定。 接上 板 书： 决定元素种类 师 原子的质量数由什么粒子决定？它们相互之间的关系是什么？ 生 由质子数和中子数共同决定。质量数等于质子数和中子数之和。 接上 板 书： 质量数 AZN 师 同位素与核素( 即原子种
5、类) 与哪种粒子密切相关？ 生 与核内中子数。 接上 板 书： 决定原子种类(同位素) 师 原子的相对原子质量由什么粒子决定？ 生 由原子核即质子数和中子数共同决定。 师 原子的相对原子质量近似等于质量数。 师 元素的相对原子质量又是由什么决定的？ 生 由元素的各种同位素的相对原子质量及其在自然界中的原子个数百分比决定。 师 原子是否带电取决于什么？怎样确定？ 生 取决于核内质子数和核外电子数。若两者数目相等，原子呈电中性；若质子数小 于核外电子数，原子带负电，为阴离子；若质子数大于核外电子数，原子带正电，为阳离 子。 师 原子结构的有关问题可以看下表。 多媒体展示： 原子结构及离子结构中各种
6、基本粒子间的关系 原子种类 粒子之间的关系 中性原子 原子序数核电荷数核内质子数核外电子数 阳离子 原子序数核电荷数核内质子数核外电子数n 阴离子 原子序数核电荷数核内质子数核外电子数m 质量数 质子数 中子数 师 请大家根据以上知识做以下练习。 多媒体展示： 练习 观察 Cl 粒子，完成下列问题：3517 (1)所含质子数_，中子数_，电子数_ ，质量数_。 (2)该粒子的结构示意图_；电子式_。 (3)它与 Cl、 Cl 之间的关系是 _。3517 371 (4)它与 Cl 的半径大小的关系是_。3517 (5)已知 Cl 元素的相对原子质量为 35.5，可知 Cl、 Cl 原子在自然界的
7、原子质量分3517 371 数之比为_。 学生活动，教师巡视： 答案：(1)17 18 18 35 (3)它与 Cl 是同种核素的粒子；与 Cl 互为同位素3517 371 (4) Cl 的半径大于 Cl 的原子半径3517 3517 (5)31 师 学习原子的结构时，要注意，并非所有的原子核内都有中子，如 H 原子核中就1 无中子；同一种元素的同位素只与核内中子数有关，而与核外电子数无关。如 Cl 与3517 Cl 是同位素的关系，而 Cl 与 Cl 也是同位素关系。371 3517 371 多媒体展示： 【例题】R 原子的核内质子数为 m，中子数为 n，则下列叙述错误的是( ) A这种元素
8、的相对原子质量为 mn B不能由此确定该元素的相对原子质量 C其原子质量与 原子质量之比约为 (mn) 1212 6C D原子核内中子数为 n 的原子可能是 R 原子的同位素 师 本题为概念性较强的综合题。由于大多数元素存在同位素，各同位素原子在自然 界中又有各自的原子个数百分比，元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一 定百分比求出的平均值。根据题给信息，我们只能知道这种原子的质量数为 mn，至于它 有无天然同位素，各同位素在自然界中的原子个数百分比均无法判断。故不能确定这种元 素的相对原子质量，故 A 不正确， B 正确。 原子的相对质量是以 12C 质量的 1/12 作为标准，其
9、他原子的质量跟它相比较所得的数 值。相对原子质量的近似值即为质量数。设 R 原子的实际质量为 m(R) g，则有 m n mm(12C) 12 即 所以选项 C 正确。 m(R)m(12C) m n12 对于 D 选项，根据概念，质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素， 现两者中子数相同，若质子数相同，则为同一种原子；若质子数不同，则为两种元素。所 以不可能形成同位素，故 D 错。 综合以上分析，正确的选项应是 AD。 综合练习 质量数为 32，有 16 个中子的原子 R，允许存在的粒子组是( ) AR 2 、RO 2、RO 3 BR 2 、RO 2、RO 3 CR 、RO 、R
10、 2O DR 、RO、RO24 27 23 生 该原子 R 的核外电子数质子数质量数中子数321616，原子结构示意 图 为 ，最外层有 6 个电子，容易得到 2 个电子使最外层达到 8 个电子的稳定结 构，形成 R2 ；在一定条件下，也可失去最外层上的 6 个电子，次外层变为最外层，化合 价为6。由题设条件知该元素为硫，4 价的硫也能存在。分析选项，B 符合题意。 师 上述解题思路主要是运用规律法，但本题若用列举法显得更简捷些。当判断 R 为 硫时，列举硫已存在的物质：S 2 、SO 2、SO 3、SO 、 SO 、S 2O 等，很快得答案。23 24 23 过渡具有相同核电荷数的同一类原子
11、总称为元素，而元素的性质与该元素原子的核 外电子排布密切相关。因此，了解元素原子核外电子排布的规律是我们学习化学所必需的。 师 请大家说出原子核外电子排布的一般规律： 板 书： 核外电子排布规律Error! 师 知道以上规律，我们就可以用原子的结构示意图来表示原子的结构。如氧原子可 表示为 。其中 120 号元素的原子结构示意图是我们所必须熟悉的。 接上 板 书： 表示方法、结构示意图 如： 问：元素的化学性质，与哪层电子的关系最密切？ 生 与元素原子最外层上的电子数关系最密切。 师 正因为如此，在研究物质的结构和性质时，为了简便起见，我们引进了电子式的 概念。 这样，原子结构的表示方法可以用
12、结构简图，也可以用电子式。如 O 原子的电子式为 接上 板 书： 电子式，如 师 电子式不仅可以用来表示原子，还可以用来表示离子、化合物，以及化合物的形 成过程。 多媒体展示： 原子核外电子排布规律 1 各电子层最多能容纳 2n2 个电子 即电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 代表符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 2 最外层电子数目不超过 8 个(K 层为最外层时不超过 2 个) 3 次外层电子数最多不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个 4 核外电子总是尽可能先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才由里往外，依次排在能量较高，离核较
13、远的电子层 核 外 电 子 排 布 规 律 注意事项 1.以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求2上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释 118 号元素的结构问题， 若要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其他规律 原子结构 的表示方 法 要理解图中各符号的含义。例：氯原子 ，圆圈内表示原子的 质子数，要注意正号；弧线表示电子层，弧线内数字表示该层中的电子 数。 离子结构示意图中各符号含义一样，但注意原子结构 示意图中质子数等 于核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如 原 子 结 构 示 意 图 和 离 子 结 构 电子式 电子式是在元素符号
14、周围用小黑点或“”表示该元素原子的最外层电子数的式子。小黑点或“”的数目即为该原子的最外层电子数。如 示 意 图 师 元素原子在参加化学反应时，其电子层结构将趋向于何种变化？ 生 原子在参加化学反应时，都有使最外层电子形成稳定结构的倾向。 师 原子和原子相遇发生反应时，必形成化学键。 板 书： 二、化学键 师 那么，原子和原子通常通过什么方式趋向于稳定结构呢？ 生 通过得失电子或形成共用电子对。 师 原子得失电子以后可分别形成阴、阳离子，阴、阳离子之间可通过静电作用而形 成化合物，这种静电作用我们又把它叫做什么？举出几种粒子间存在这种作用的物质。 生 阴、阳离子之间的这种静电作用叫离子键。如
15、Na2O2、NaOH、NaCl 中均含有离 子键。 师 那么，原子通过共用电子对结合成物质的这种作用又叫什么呢？举例说明。 生 叫共价键。如 H2 分子中的氢原子和氢原子之间，HCl 分子中的氢原子与氯原子 之间都形成共价键。 师 离子键和共价键都属于化学键，它们属两种不同类型的化学键。 板 书： 化学键Error! 师 H 2 分子中的 HH 键与 HCl 分子中的 HCl 键是否相同？为什么？ 生 不相同。 H2 分子中的 HH 键的共用电子对未发生偏移，为非极性共价键；HCl 分子中，HCl 键的共用电子对偏向 Cl 原子，是极性共价键。 师 很好。因此共价键又分为极性键和非极性键两类。
16、 接上 板 书 ： 极性键、非极性键 多媒体展示： 化学键、离子键、共价键的概念 定义 晶体或分子内直接相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键 化学键 强烈的体 现形式 使原子间形成一个整体，彼此不能发生相对移动，只 能在一定平衡位置振动。破坏这种作用需消耗较大能 量 定义 阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键 本质 阴、阳离子间的静电作用 形成条件 和原因 稳定的阳离子 稳定 的阴离子 形成过程 表示方法 离子键 影响强度的 因素及对物 质的影响 1离子半径：离子半径越小，作用越强。含有该键的 离子化合物的熔沸点就越高 2离子电荷：离子电荷越多，作用越强。含有该键
17、的 离子化合物的熔沸点就越高 定义 原子间通过共用电子对所形成的化学键，叫共价键 形成条件 一般是非金属元素之间形成共价键，成键原子具有未成对电子 本质 成键的两原子核与共用电子对的静电作用 1电子式：表示方法 2结构式：H Cl 形成过程 分类依据：共用电子对是否发生偏移 非极性键 定义：共用电子对不偏向任何一方 特点：存在于同种原子之间 AA 单质、共价化合物、离子化合物中都可能含有非极性键 例：Cl 2、H 2O2、Na 2O2分类 极性键 定义：共用电子对偏向得电子能力强的原子的一方 特点：存在于不同种原子之间 BA 共价化合物、离子化合物中都可能含有极性键 师 举出一种同时含有极性键
18、和非极性键的化合物。 生 H 2O2 师 写出其电子式。 找一个同学在黑板上写： 答案： 师 请同学们做以下练习。 多媒体展示： 练习 以下说法不正确的是( ) A使干冰发生物理变化需克服范德华力 B使干冰发生化学变化主要是破坏共价键 C使氯化钠晶体发生化学反应需破坏离子键 D化学键存在于原子之间，也存在于分子之间 学生思考并回答。 师 干冰是由 CO2 分子组成的，其分子之间的作用力是分子间作用力，即范德华力。 当发生物理变化时，仅仅是分子之间的距离发生了变化，需克服范德华力；当发生化学变 化时，即原子参加反应，需要克服碳氧键的作用，即破坏共价键。所以，A、B 均正确。 C 项的氯化钠晶体是
19、由钠离子和氯离子构成，其间存在的作用力是离子键。因此，发 生化学反应时需克服离子键。 D 项化学键应是相邻的原子间强烈的相互作用，它不存在于分子之间，所以 D 项错。 答案：D 课堂小结 本节课我们复习了原子结构，原子核外电子排布的规律及与之密切相关的一些概念。 希望同学们能在搞清这些概念内涵的基础上，学会应用这些概念解决一些具体的问题。 板 书 设 计 复习课 一、原子的结构 二、化学键 化学键Error! 活 动 与 探 究 117 号元素的结构特点和特殊性质 H：原子半径最小；外层电子数周期数；电子总数电子层数；A 族中能形成共 价化合物的元素；在化合物中，其数目改变对质量分数变化影响不
20、大；原子序数最小；成 酸、碱的必要元素；单质密度最小；单质可由金属与水或酸反应得到；也是电解水产物之 一；与氧可生成两种液态化合物 H2O，H 2O2。 He：最外层属饱和结构，但不是 8 个电子；电子总数是电子层数的两倍。质量数为 4，不要误以为是 2。 Li：最外层电子数是次外层的一半；不能形成过氧化物。密度最轻的金属；保存于石 蜡中。 Be：最外层电子数次外层电子数；最外 层电子数电子层数；氧化物为 BeO；价态 2 价。 B：最外层电子数比次外层多一个；BF 3 属非极性分子；氢化物为 B2H6；硼酸 可洗涤 溅在皮肤上的碱液；H 3BO3 为一元酸；硼砂是硼酸盐玻璃材料。 C：最外层
21、电子数是次外层的两倍；是形成化合物最多的元素；有金刚石，石墨，C 60 等碳的同素异形体。 N：最外层电子比次外层电子多 3 个；单质在空气中含量最多，除稀有气体外它算是 难以与其他物质反应的了。化学肥料的三元素之一。氢化物为 NH3，气态氢化物水溶液唯 一呈碱性的物质。 O：最外层电子数是次外层的三倍；地壳中含量最多；占空气体积的 21%；与金属生 成金属氧化物；有一些特殊化合物形成；O 2 能助燃。 F：最外层电子数比次外层多 5 个；除 H 外，前 18 号元素原子半径最小；无正价；不 能被任何物质氧化；能与水反应置换出水中的氧；CaF 2 难溶，AgF 能溶于水，HF 为弱酸。 Ar：
22、它的最外电子层结构为 8 电子稳定结构，Cl 、S 2 、K 、Ca 2 等简单阴、阳离 子具有与 Ar 原子相同的电子层结构。应当熟记。 Na：最外层电子数是次外层的 1/8，是最内层的 1/2； 前 18 号主族元素中原子半径最 大；碱为 NaOH，有 Na2O、Na 2O2 等氧化物；Na 2O2 漂白及与 H2O，CO 2 反应放出 O2；与 K 的合金是原子能反应堆的导热材料。 Mg：最外层电子数最内层电子数，次外层电子数是最外层电子数的 4 倍。Mg(OH) 2 是难溶性中强碱；Mg 遇热水反应可放出 H2。 Al：最外层比次外层少 5 个电子；最外层电子数电子层数；Al 既能和酸
23、反应又能和 碱反应，Al 2O3 是两性氧化物； Al(OH)3 是两性氢氧化物，Al 是地壳中含量最多的金属元素。 Al2(SO4)3 与 NaHCO3 制灭火器。 Si：最外层电子数是次外层的一半，是最内层的两倍；地壳中含量排第二位；H 2SiO3 比 H2CO3 酸性弱；SiO 2 是制硅酸盐水泥的原料，玻璃的主要成分。 P：最外层比次外层少 3 个电子；P 4 是分子晶体；纯 H3PO4 通常为固体，相对分子质 量与 H2SO4 相同，均为 98。 S：最外层比次外层少 2 个电子；最外层与最内层电子数之和次外层电子数；氢化 物(H 2S)有臭鸡蛋气味；硫铁矿 (黄铁矿)FeS 2 中
24、 S 呈1 价。 参 考 练 习 一、选择题 1 H、 H、 H、H 、H 2 是 ( )1 21 31 A氢的五种同位素 B五种氢元素 C氢元素的五种不同粒子 D五种氢原子 2已知元素 X、Y 的核电荷数分别是 a 和 b，它们的离子 Xm 和 Yn 的核外电子排布 相同，则下列关系式中正确的是( ) Aabmn Babmn Cabmn Dabmn 3下列叙述正确的是( ) ACO 2 分子间存在着非极性共价键 BCO 2 分子内存在着极性共价键 CSO 2 与 H2O 反应的产物是离子化合物 D盐酸中含 H 和 Cl ，故 HCl 为离子化合物 4下列有关叙述正确的是( ) A简单离子 A
25、n 核外有 x 个电子，A 的质量数可表示为 2(xn)29a BZ 元素的某同位素 En ，核外共有 x 个电子，又知此同位素原子质量数为 A，则其 原子核内的中子数为 Ax n CA 元素的原子质量数为 70，核内中子数为 39，它的离子有 28 个电子，A 元素氧 化物的化学式为 AO D跟 9 g 水中所含中子数相同的 D2O 的质量为 8 g 5下列有关稀有气体的描述不正确的是( ) 原子的最外层都有 8 个电子 其原子与同周期第A 族、第A 族阳离子具有相 同的核外电子排布 有些稀有气体能跟某些物质反应 原子半径比同周期第A 族元 素的原子半径大 A B C D 6X 元素的气态氢
26、化物在高温下分解，生成固体物质和氢气。在相同条件下，测得其 体积是原有气体体积的 1.5 倍。又知分解前后气体的密度之比为 171，X 原子核内中子数 比质子数多 1 个，则 X 元素的原子序数是 ( ) A16 B15 C14 D7 7两种粒子的核外电子数相同，核电荷数不同，则它们可能是( ) A两种不同元素的原子 B一定是两种不同的离子 C同一元素的原子和离子 D两种不同元素的原子和离子 8下列叙述正确的是( ) A 39K 和 40Ca2 粒子中的电子数和中子数都相等 BD 2 和 He 在同温同压时，若体积相等，则质量不相等 C原子的最外层电子数相同的主族元素，化学性质一定相似 D最外
27、电子层(L 层)上只有一个电子的原子和最外电子层( M 层)上也只有一个电子的 原子属于同一主族 二、填空题 9无机含氧酸的结构在某种情况下可用类似有机物结构式的方法来表示。例如碳酸分 子结构可写成： ，含氧酸分子里只有OH 中的氢才能在水中电离。 亚磷酸(H 3PO3)与 NaOH 溶液反应的物质的量之比及对应的产物如下表： n(H3PO3)n(NaOH) 11 12 13 产物 NaH2PO3 Na2HPO3 Na3PO3 试写出 H3PO3 分子的结构式。 10原子序数大于 4 小于 18 的主族元素 X 和 Y，已知它们的离子 Xm 、Y n 的核外电 子排布相同，则 X 和 Y 的核电 荷数之差为_(用含 m，n 的代数式表示) 。 参考答案 一、选择题 1C 2A 3B 4D 5C 6B 7D 8AD 二、填空 题 9 10mn
