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高中化学原子结构教案设计

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高中化学原子结构教案设计

篇1：高中化学原子结构教案设计

●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.

篇2：高中化学原子结构教案设计

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。

篇3：高中化学原子结构教案设计

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。

篇4：高中化学原子结构教案

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。

篇5：高中化学原子结构教案

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?

篇6：高中化学原子结构课件

高中化学原子结构课件

原子结构性

一、电子的发现

18汤姆生（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕。（谁发现了阴极射线？）

二、原子的核式结构模型

1、19起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验（实验装置见必修本P257）得到出乎意料的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。（P53 图）

2、卢瑟福在19提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

按照这个学说，可很好地解释α粒子散射实验结果，α粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小（数量级为10-15m）和原子核的正电荷数。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。

三、氢原子的光谱

1、光谱的种类：

（1）发射光谱：物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。

（2）吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。

2、氢原子的光谱是线状的（这些亮线称为原子的特征谱线），即辐射波长是分立的。

3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法：利用元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分析方法。

四、波尔的原子模型

1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾（矛盾为：a、原子是不稳定的；b、原子光谱是连续谱），19玻尔（丹麦）在其基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。

2、玻尔理论的假设：

（1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。

（2）原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的.能量由这两种定态的能量差决定，即

= En - Em

（3）原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。

3、玻尔计算公式：rn =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3)r1 =0.5310-10 m , E1 = -13.6eV ,分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。（选定离核无限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小。）

4、从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。

6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念（提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱），局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道等），无法解释复杂原子的光谱。

7、现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。

8、光谱测量发现原子光谱是线状谱和夫兰克—赫兹实验证实了原子能量的量子化（即原子中分立能级的存在）

篇7：高中化学原子结构(第1课时)教案

高中化学原子结构(第1课时)教案

高中化学原子结构(第1课时)教案 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进行运用的能力。 5.使学生初步意识到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下载地址：www.huaxuefudao.com/DatumInfo-2588.aspx

篇8：原子结构

教学目标：

知识目标：

1．复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和AZX的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。

2．了解关于原子核外电子运动特征和常识。

3．理解电子云的描述和本质。

4．了解核外电子排布的初步知识，能画出1～号元素的原子结构示意图。

能力目标：

培养自学能力、归纳总结能力、类比推理能力。

教学重点：原子核外电子的排布规律。

教学难点：原子核外电子运动的特征，原子核外电子的排布规律。

(第一课时)

教学过程：

[复习]原子的概念，原子的构成，原子为什么显电中性？

[板书]一、原子核

1。原子结构

质子： 1.6726×10-27kg

原子核

原子中子： 1.6748×10-27kg

电子： 1.6726×10-27kg/1836

注意：核电荷数=质子数=电子数近似原子量=质子数+中子数

原子的粒子间的关系：

决定元素种类的是：，决定原子质量的是：

决定元素化学性质的主要是：，决定原子种类的是：

1.6726×10-27kg

1.66×10-27kg

2．质量数

质子的相对质量= =1.007≈1

1.6748×10-27kg

1.66×10-27kg

中子的相对质量= =1.008≈1

将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值整数加起来，所得的数值叫质量数（A）

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） N = A C Z

练习：用AZX表示原子：

（1）求中性原子的中子数：N=

（2）求阳离子的中子数，AXn+共有x个电子，则N=

（3）求阴离子的中子数，AXn-共有x个电子，则N=

（4）求中性分子或原子团的中子数，12C16O2分子中，N=

（5） A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-离子所含电子的物质的量为

： .

二、核外电子运动的特征

请一位同学讲述宏观物体的运动的特征。

比较电子的运动和宏观物体的运动。

1．核外电子运动的特征：

（1）带负电荷，质量很小。

（2）运动的空间范围小。

（3）高速运动。

学生阅读课本P91，播放电子云形成的动画。

2．电子云

电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以人们形象地把它叫做“电子云”。

注意：（1）图中的每个小黑点并不代表一个电子，小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少。

（2）“电子云”是核外电子运动的一种形象化表示。

1．已知一种碳原子（质子数、中子数均为6）的一个原子的质量为m kg，若一个铁原子的质量为n kg ，则铁的原子量是

2．以下有关电子云的描述，正确的是（）

A 电子云示意图的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少

B 电子云示意图中的每一个小黑点表示一个电子

C 小黑点表示电子，黑点愈多核附近的电子就愈多

D 小黑点表示电子绕核作圆周运动的轨道

第二课时

篇9：原子结构

2．电子云的概念及核外电子运动的特征。

对于多电子的原子，核外电子的运动要复杂一些，通常，能量低的在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的'区域运动。

三、原子核外电子的排布

1．电子层

层序数

电子层符号

离核远近

能量

研究下稀有气体元素原子电子层排布的情况

核电荷数

元素

名称

元素

符号

各电子层的电子数

氦

氖

氩

氪

氙

氡

讨论

1.根据上表和在初中学习的部分元素原子结构示意图的知识,讨论核电荷数1～20的元素原子核外电子排布的情形以及核外电子排布的一般规律,并将讨论的结果分别填入下表中.

学生填写：

核电

荷数

元素

名称

元素

符号

各电子层的电子数

结论：

K层为最外层时，最多能容纳的电子数

除K层外，共他各层为最外层时，最多能容纳的电子数

次外层最多能容纳的电子数

倒数第3层最多能容纳的电子数

第n层里最多能容纳的电子数

讨论

2.根据第层最多能容纳2n2个电子的规律，请你检验下你所判断的K、L=M层最多能容光焕发纳的电子数据是否符合这一规律。

[练习]某原子共有5个电子层，则其O层可容纳电子个，N层可容纳电子

个。

四、元素性质与原子结构的关系

[问]1，举例说明什么是“稳定结构”？

2．指出金属、非金属和稀有气体元素原子的结构特点和主要性质。

[说明]元素的化学性与原子结构有密切的关系。

[练习]写出具有10个电子的微粒的符号

篇10：原子结构

教学目标：<?xml:namespace prefix =o ns =“urn:schemas-microsoft-com:office:office” />

知识目标：

1．复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和AZX的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。

2．了解关于原子核外电子运动特征和常识。

3．理解电子云的描述和本质。

4．了解核外电子排布的初步知识，能画出1～号元素的示意图。

能力目标：

培养自学能力、归纳总结能力、类比推理能力。

教学重点：原子核外电子的排布规律。

教学难点：原子核外电子运动的特征，原子核外电子的排布规律。

(第一课时)

教学过程：

[复习]原子的概念，原子的构成，原子为什么显电中性？

[板书]一、原子核

1。

<?xml:namespace prefix =v ns =“urn:schemas-microsoft-com:vml” /><?xml:namespace prefix =w ns =“urn:schemas-microsoft-com:office:word” /> 质子： 1.6726×10-27kg

原子核

原子中子： 1.6748×10-27kg

电子： 1.6726×10-27kg/1836

注意：核电荷数=质子数=电子数近似原子量=质子数+中子数

原子的粒子间的关系：

决定元素种类的是：，决定原子质量的是：

决定元素化学性质的主要是：，决定原子种类的是：

1.6726×10-27kg

1.66×10-27kg

2．质量数

质子的相对质量= =1.007≈1

1.6748×10-27kg

1.66×10-27kg

中子的相对质量= =1.008≈1

将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值整数加起来，所得的数值叫质量数（A）

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） N = A – Z

练习：用AZX表示原子：

（1）求中性原子的中子数：N=

（2）求阳离子的中子数，AXn+共有x个电子，则N=

（3）求阴离子的中子数，AXn-共有x个电子，则N=

（4）求中性分子或原子团的中子数，12C16O2分子中，N=

（5） A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-离子所含电子的物质的量为

： .

二、核外电子运动的特征

请一位同学讲述宏观物体的运动的特征。

比较电子的运动和宏观物体的运动。

1．核外电子运动的特征：

（1）带负电荷，质量很小。

（2）运动的空间范围小。

（3）高速运动。

学生阅读课本P91，播放电子云形成的动画。

2．电子云

电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以人们形象地把它叫做“电子云”。

注意：（1）图中的每个小黑点并不代表一个电子，小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少。

（2）“电子云”是核外电子运动的一种形象化表示。

1．已知一种碳原子（质子数、中子数均为6）的一个原子的质量为m kg，若一个铁原子的质量为n kg ，则铁的原子量是

2．以下有关电子云的描述，正确的是（）

A 电子云示意图的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少

B 电子云示意图中的每一个小黑点表示一个电子

C 小黑点表示电子，黑点愈多核附近的电子就愈多

D 小黑点表示电子绕核作圆周运动的轨道

第二课时

[复习]1。原子的结构。

2．电子云的概念及核外电子运动的特征。

对于多电子的原子，核外电子的运动要复杂一些，通常，能量低的在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的区域运动。

三、原子核外电子的排布

1．电子层

层序数	1	2	3	4	5	6	7
电子层符号	K	L	M	N	O	P	Q
离核远近
能量

研究下稀有气体元素原子电子层排布的情况

核电荷数	元素名称	元素符号	各电子层的电子数
核电荷数	元素名称	元素符号	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

讨论

1.根据上表和在初中学习的部分元素示意图的知识,讨论核电荷数1～20的元素原子核外电子排布的情形以及核外电子排布的一般规律,并将讨论的结果分别填入下表中.

学生填写：

核电荷数	元素名称	元素符号	各电子层的电子数
核电荷数	元素名称	元素符号	K	L	M	N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

结论：

K层为最外层时，最多能容纳的电子数
除K层外，共他各层为最外层时，最多能容纳的电子数
次外层最多能容纳的电子数
倒数第3层最多能容纳的电子数
第n层里最多能容纳的电子数

讨论

2.根据第层最多能容纳2n2个电子的规律，请你检验下你所判断的K、L=M层最多能容光焕发纳的电子数据是否符合这一规律。

[练习]某原子共有5个电子层，则其O层可容纳电子个，N层可容纳电子

个。

四、元素性质与的关系

[问]1，举例说明什么是“稳定结构”？

2．指出金属、非金属和稀有气体元素原子的结构特点和主要性质。

[说明]元素的化学性与有密切的关系。

[练习]写出具有10个电子的微粒的符号

篇11：高中化学共价键教案设计

[教学目标]：

认识键能、键长、键角等键参数的概念

能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质

知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”

[教学难点、重点]：

键参数的概念，等电子原理

[教学过程]：

[创设问题情境]

N2与H2在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么?

[学生讨论]

[小结]引入键能的定义

[板书]

二、键参数

1.键能

①概念：气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。

②单位：kJ/mol

[生阅读书33页，表2-1]

回答：键能大小与键的强度的关系?

(键能越大，化学键越稳定，越不易断裂)

键能化学反应的能量变化的关系?

(键能越大，形成化学键放出的能量越大)

键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定。

[过渡]

2.键长

①概念：形成共价键的两原子间的核间距

②单位：1pm(1pm=10-12m)

③键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定

[设问]

多原子分子的形状如何?就必须要了解多原子分子中两共价键之间的夹角。

3.键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。

例如：CO2结构为O=C=O，键角为180°，为直线形分子。

H2O 键角105°V形

CH4 键角109°28′正四面体

[小结]

键能、键长、键角是共价键的三个参数

键能、键长决定了共价键的稳定性;键长、键角决定了分子的空间构型。

篇12：高中化学共价键教案设计

第一节共价键

1.了解共价键的主要类型σ键和π键，知道σ键和π键的明显差别和一般规律。 2.理解键能、键长、键角等键参数的概念。

3.能应用键参数——键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。 4.了解等电子原理，结合实例说明等电子原理的应用。

共价键[学生用书P16]

1.共价键的概念和特征

原子间通过共用电子对形成的化学键为共价键。

2.共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)

(1)σ键

形成由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成类型 s-s型

H—H的s-s σ键的形成 s-p型

H—Cl的s-p σ键的形成 p-p型

Cl—Cl的p-p σ键的形成特征以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称;σ键的强度较大 (2)π键

形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p-p π键

p-p π键的形成特征 π键的电子云具有镜面对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像;π键不能旋转;不如σ键牢固，较易断裂 (3)判断σ键、π键的一般规律

共价单键为σ键;共价双键中有一个σ键、一个π键;共价三键由一个σ键和两个π键组成。

1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)原子轨道在空间都具有方向性。( )

(2)一般来说，σ键比π键强度大，更稳定。( )

(3)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1。( )

(4)形成Cl2分子时，p轨道的重叠方式为 eq avs4al(，，， ) 。( )

(5)σ键和π键都只存在于共价分子中。( )

答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×

2.关于σ键和π键的比较，下列说法不正确的是( )

A.σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强

B.σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式重叠

C.σ键不能断裂，π键容易断裂

D.H原子只能形成σ键，O原子可以形成σ键和π键

答案：C

3.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )

①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2

A.①②③ B.③④⑤⑥

C.①③⑥ D.③⑤⑥

答案：D

1.σ键与π键的比较

共价键类型 σ键 π键电子云

重叠方式沿键轴方向

相对重叠沿键轴方向

平行重叠续表

共价键类型 σ键 π键电子云

重叠部位两原子核之间，

在键轴处键轴上方和下方，

键轴处为零电子云

重叠程度大小示意图键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼成键规律共价单键是σ键;共价双键中一个是σ键，一个是π键;共价三键中一个是σ键，两个是π键 2.对于σ键和π键应特别注意的问题

(1)s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。

(2)因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。

(3)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。

下列说法正确的是( )

A.π键是由两个p原子轨道“头碰头”重叠形成的

B.σ键呈镜面对称，而π键呈轴对称

C.乙烷分子中的化学键全为σ键，而乙烯分子中含有σ键和π键

D.H2分子中含σ键，而Cl2分子中除σ键外还含有π键

[解析] 本题考查了σ键和π键的形成方式和特征。原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键;σ键呈轴对称，而π键呈镜面对称;分子中所有的共价单键都是σ键，共价双键及共价三键中均含σ键和π键。

[答案] C

请指出上述例题C项中1 mol乙烷分子中σ键的个数为________;乙烯分子中σ键与π键数目之比为________。

答案：7NA 5∶1

共价键的形成与类型判断

1.下列不属于共价键成键因素的是( )

A.共用电子对在两原子核之间高频率出现

B.共用电子对必须在两原子中间

C.成键后的体系能量降低，趋于稳定

D.两原子核体积大小要适中

解析：选D。两原子形成共价键时电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的机会更多;两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低;原子核体积的大小与能否形成共价键无必然联系。

2.(·鞍山一中期中)下列说法中正确的是( )

A.乙烷分子中，既有σ键，又有π键

B.Cl2和N2的共价键类型相同

C.由分子构成的物质中一定含有σ键

D.HCl分子中含一个s-p σ键

解析：选D。A中，乙烷分子的结构式为，只有σ键，无π键;B中，Cl2分子是p-p σ键，N2分子中除有p-p σ键外，还有p-p π键;C中，某些单原子分子(如He、Ne等稀有气体)中不含有化学键。

共价键的特征

3.硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是( )

①共价键的饱和性 ②S原子的电子排布 ③共价键的方向性 ④S原子中p轨道的形状

A.①② B.①③

C.②③ D.③④

解析：选D。S原子的价电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的两个p轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90°，这体现了共价键的方向性，是由p轨道的伸展方向决定的。

4.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是( )

解析：选A。由共价键的饱和性可知：C、Si均形成4个共价键，H形成1个共价键，O、S均形成2个共价键。A项中O原子之间不可能形成双键，B项是过氧乙酸，含有过氧键“O—O”，C项相当于S取代了CH3OH中的氧原子，D项中Si原子形成4个共价键。

键参数[学生用书P17]

1.键能

(1)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能的单位是kJ·mol-1。例如：形成1 mol H—H键释放的最低能量为436.0 kJ，即H—H键的键能为436.0 kJ·mol—1。

(2)下表中是H—X键的键能数据

共价键 H—F H—Cl H—Br H—I 键能/kJ·mol-1 568 431.8 366 298.7 ①若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子，则发生的能量变化是吸收863.6__kJ的能量。

②表中共价键最难断裂的是H—F键，最易断裂的是H—I键。

③由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小，说明四种分子的稳定性依次减弱，即HF分子很稳定，最难分解，HI分子最不稳定，最易分解。

2.键长

(1)键长是指形成共价键的两个原子之间的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。

(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。

(3)下列三种分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是③，键能最大的是①。

3.键角

(1)键角是指在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数。

(2)根据立体构型填写下列分子的键角：

分子立体构型键角实例正四面体形 109°28′ CH4、CCl4平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH

1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)键角是描述分子立体结构的重要参数。( )

(2)键长是成键两原子半径的和。( )

(3)C===C键的键能等于C—C键的键能的2倍。( )

(4)键长短，键能就一定大，分子就一定稳定。( )

(5)因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力依次减弱。( )

答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×

2.实验测得四种结构相似的单质分子的键长、键能的数据如下：

A—A B—B C—C D—D 键长/10-10 m a 0.74 c 1.98 键能/kJ·mol-1 193 b 151 d 已知D2分子的稳定性大于A2，则a________(填“>”或“<”，下同)1.98，d________193;a________c，b________d。

解析：结构相似的单质分子中，键长越短，键能越大，分子越稳定。

答案：>>< >

键参数的应用

1.对物质性质的影响

2.共价键强弱的判断

(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如原子半径：F

H—Br>H—I，稳定性：HF>HCl>HBr>HI。如共用电子对数：N≡N>Cl—Cl，则共价键的牢固程度：N≡N >Cl—Cl。

(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。

(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。

3.共价键的键能与化学反应热

(1)化学反应的实质：化学反应的实质就是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。

(2)化学反应过程有能量变化：反应物和生成物中化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。

(3)放热反应和吸热反应

①放热反应：旧键断裂吸收的总能量小于新键形成放出的总能量。

②吸热反应：旧键断裂吸收的总能量大于新键形成放出的总能量。

(4)反应热(ΔH)与键能的关系

ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

注意：ΔH<0时，为放热反应;ΔH>0时，为吸热反应。

由实验测得不同物质中O—O键的键长和键能数据如下表。其中X、Y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律性是( )

O—O键

数据 O eq oal(2-，2) O eq oal(-，2) O2 O eq oal(+，2) 键长/10-12 m 149 128 121 112 键能/kJ·mol-1 X Y Z=494 W=628 A.电子数越多，键能越大

B.键长越长，键能越小

C.成键所用的电子数越少，键能越大

D.成键时电子对越偏移，键能越大

[解析] 电子数由多到少的顺序为O eq oal(2-，2) >O eq oal(-，2) >O2>O eq oal(+，2) ，而键能由大到小顺序为W>Z>Y>X，A错误;对于这些微粒在成键时所用的电子数情况，题中无信息，C错误;这些微粒都是O原子成键，无偏移，D错误。

[答案] B

白磷与氧气可发生反应P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1。

根据如图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )

A.(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1

B.(4c+12b-6a-5d) kJ·mol-1

C.(4c+12b-4a-5d) kJ·mol-1

D.(4a+5d-4c-12b) kJ·mol-1

解析：选A。根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和计算。从图中可以看出1个白磷分子中有6个P—P键，所以1 mol P4中共价键断裂要吸收6a kJ的能量，1 mol氧气分子中共价键断裂要吸收d kJ的能量;1个P4O10中有4个P===O键和12个P—O键，所以生成1 mol P4O10需放出(4c+12b) kJ的能量，所以该化学反应的反应热为(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1。

键参数及其应用

1.下列说法正确的是( )

A.分子的结构是由键角决定的

B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定

C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X=F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等

D.H2O分子中两个O—H键的键角为180°

解析：选B。分子的结构是由键角、键长共同决定的，A项错误;由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X===F、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误;H2O分子中两个O—H键的键角为105°，D项错误。

2.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )

A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定

B.稀有气体一般难发生反应

C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱

D.HF比H2O稳定

解析：选B。由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定;稀有气体都为单原子分子，没有化学键;卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性：HF>HCl>HBr>HI;由于H—F键的键能大于H—O键，所以稳定性：HF>H2O。

3.(2017·鄂南高中检测)(1)关于键长、键能和键角，下列说法中不正确的是________。

A.化学键的键能通常为正值

B.键长的长短与成键原子的半径和成键数目有关

C.键能越大，键长越长，共价化合物越稳定

D.键角的大小与键长的长短、键能的大小无关

(2)N≡N键的键能是946 kJ/mol，N—N键的键能为193 kJ/mol，经过计算后可知N2中________键比________键稳定。(填“σ”或“π”)

解析：(1)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，通常取正值，A正确;键长的长短与成键原子的半径有关，如Cl原子半径小于I原子半径，故Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C=== C 键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要长，B正确;键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，C错误;键角的大小取决于成键原子轨道间的夹角，D正确。

(2)N≡N键中含有1个σ键和2个π键，π键的键能E= eq f(946 kJ/mol-193 kJ/mol，2) =376.5 kJ/mol。因为N≡N键中π键的键能比σ键的键能大，所以N2中π键比σ键稳定。

答案：(1)C (2)π σ

等电子原理[学生用书P19]

篇13：高中化学共价键教案设计

一、教材分析

本节内容的课标要求是“知道共价键的主要类型σ键和п键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质;结合实例说明等电子原理的应用。”教材主要介绍了从电子云和原子轨道的角度理解共价键的形成、价键的特点、σ键和π键的特征以及共价键参数，是对必修2中共价键内容的加深，使学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。本节内容理论性较强，使学生在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。

课时分配：

共价键的形成及共价键的类型 1课时

键参数---键能、键长、键角;等电子原理 1课时

二、学生分析

1、知识能力方面：

(1)对于电子运动状态的描述，量子的观点、能量的观点已经为学生所认同，意识到电子的运动不是完全无序的，而是有一定规律可循的。

(2)对于如何描述元素的性质，学生的认识方式完成了由宏观到微观、从定性到定量的转变，具备了一定的理解力或者是解释力。

(3)初步了解了原子的微观结构，结合有关的实验事实和数据认识了元素周期律，原子结构与元素性质的关系，以及化学键的涵义等关于物质结构和性质的基本知识。

2、思维发展方面：

高一学生抽象逻辑思维属于理论性，他们能够用理论作指导来分析综合各种事实材料从个人不断扩大自己的知识领域。他们基本上可以掌握辩证思维(一般到特殊的演绎过程、特殊到一般的归纳过程)。

3、情感发展方面：独立性自主性是学生情感发展的主要特征。学生的意志行为越来越多，他们追求真理正义善良和美好的东西。自我调控在行为控制中占主导地位，一切外控因素只有内化为自我控制时才能发挥其作用。

第一课时共价键的形成及共价键的类型

一、教学目标

1、知识与技能

能从电子云和原子轨道的角度理解共价键的形成;了解共价键的特点

理解σ键和π键的特征，会判断共价键的键型及其数目——(σ键和π键)。

2、过程与方法

通过讨论归纳和对比的探究活动过程，提高分析推理和归纳的能力，从而体验化学研究方法的科学性。

3、情感态度与价值观

在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。

二、重点与难点

重点：利用对于σ键、π键特征的概念性认识解决结构性质方面的具体问题

难点：从共价键的形成角度认识共价键的类型和本质

三、教学方式：探究式教学、小组合作学习

四、教学流程图

五、教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图板块一、复习导入

任务1、复习共价键的定义、本质、成键元素等。

任务2、复习原子轨道、电子云概念。【提问】我们在必修课程中简单学习了共价键的知识，现在请大家回顾一下共价键的定义、本质、成键元素。

【总结】原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。其本质是在原子之间形成共用电子对，成键元素为非金属与非金属。

【提问】接下来大家思考我们前面学习的电子云和原子轨道的知识。

【多媒体展示】电子在核外空间出现的概率分布图被形象地称为电子云。

s电子的原子轨道形状为()，p电子的原子轨道形状为()，每个P能级有() 个原子轨道，它们相互()

【过渡】通过已学过的知识，我们知道元素原子形成共价键时，共用电子对，因为电子在核外一定空间运动，所以电子云要发生重叠，它们又是通过怎样方式重叠，形成共价键的呢?

【板书】第二章分子结构与性质第一节共价键

思考教师提出的问题并回答

思考教师提出的问题并回答回顾与本节课有关的知识，让学生在知识的连接上有所过渡，测查学生是否能够准确地激活相关内容，即对于有关问题是否具备了应有的理解力。

教学环节教师活动学生活动设计意图板块二、共价键的形成

任务1、复习H2、HCl、Cl2分子的形成过程

任务2、认识共价键的形成条件及本质

板块三、共价键的类型

任务1、认识σ键的形成、特点

任务2、认识π键的形成、特点。

任务3、探究不通过分子中所含共价键

任务4、认识共价键的特征【讲述】共价键是常见化学键之一，它的本质是在原子之间形成共用电子对，你能用电子式表示H2、HCl、C12分子的形成过程吗?

【投影】HCl的形成过程

【讲述】按共价键的共用电子对理论，不可能有H3、H2Cl和Cl3分子，这表明共价键具有饱和性。我们学过电子云和原子轨道。如何用电子云和原子轨道的概念来进一步理解共价键呢?用电子云描述氢原子形成氢分子的过程?

【探究】两个成键原子为什么能通过共用电子对相结合呢?

【板书】一、共价键

【投影】

EMBED PowerPoint.Slide.8

【板书】1、共价键的形成条件：

(1) 两原子电负性相同或相近

(2) 一般成键原子有未成对电子

(3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠

2、共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低

【讲】两个1s1相互靠拢→电子云相互重叠→形成H2分子的共价键H-H。电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。

【投影】氢原子形成氢分子的电子云描述(s—sσ) EMBED PBrush

【板书】3、共价键的类型

(1)σ键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。

【设问】H2分子里的σ键是由两个s电子重叠形成的，可称为“s—sσ键”。s电子和p电子，p电子和p电子重叠是否也能形成σ键呢?

【讲】我们看一看HCl和C12中的共价键， HCl分子中的共价键是由氢原子提供的未成对电子ls的原子轨道和氯原子提供的未成对电子3p的原子轨道重叠形成的，而C12分子中的共价键是由2个氯原子各提供土个未成对电子3p的原子轨道重叠形成的。

【投影】 EMBED PBrush

【讲】未成对电子的电子云相互靠拢→电子云相互重叠→形成共价键单键的电子云图象。

【板书】类型：s—sσ、s—pσ、p—pσ等。

【讲】形成σ键的原子轨道重叠程序较大，故σ键有较强的稳定性。共价单键为σ键，共价双键和叁键中存在σ键(通常含一个σ键)

【投影】p电子和p电子除能形成σ键外，还能形成π键 EMBED PBrush

【板书】(2)π键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。

【讲】对比两个p电子形成的σ键和π键可以发现，σ键是由两个原子的p电子“头碰头”重叠形成的;而π键是由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成的π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。π键与σ键不同，σ键的强度较大，π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的化合物与只有σ键的化合物的化学性质不同，如我们熟悉的乙烷和乙烯的性质不同。

【板书】特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。

【讲】π键通常存在于双键或叁键中;以上由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道，是分子结构的价键理论中最基本的组成部分。

【板书】(3)价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键 (4)判断共价键类型规律：共价单键是σ键;而共价双键中有一个σ键，另一个是π键;共价三键由一个σ键和两个π键组成

【科学探究】1、已知氮分子的共价键是三键(N三N)，你能模仿图2—1、图2—2、图2—3，通过画图来描述吗?(提示：氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键)

2、钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性差别来理解吗?讨论后请填表。

3、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成?

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【交流汇报】

1、EMBED PBrush

2、

原子

Na Cl