原子核外電子排布 教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)（一） 知識(shí)與技能目標(biāo)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118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。（二）過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)對(duì)原子核外電子的排布規(guī)律問(wèn)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)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。 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)（一）知識(shí)上重點(diǎn)、難點(diǎn)：核外電子排布規(guī)律。（二）方法上重點(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。 三、教學(xué)過(guò)程【引言】首先，請(qǐng)同學(xué)們觀看一段視頻這是著名的粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福就是通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，提出了原子是由原子核和電子構(gòu)成的核式結(jié)構(gòu)模型的。視頻中還介紹了原子核的體積很小，核外有著非常廣闊的相對(duì)空間，電子就是在這非?！皬V闊”的空間里作高速的繞核運(yùn)動(dòng)。那么電子的繞核運(yùn)動(dòng)還有著哪些特征？這些運(yùn)動(dòng)的電子在核外又是怎樣排布的？這就是本節(jié)課我們所要研究的內(nèi)容?！景鍟慷?、核外電子排布【講述】同學(xué)們請(qǐng)看，屏幕上展示的是核外電子的運(yùn)動(dòng)特征，我們共同看一下。 （1）質(zhì)量很小（9.109×10-31kg）。（2）運(yùn)動(dòng)速度快（接近光速）。（3）運(yùn)動(dòng)空間范圍小（直徑約10-10m）?！具^(guò)渡】根據(jù)核外電子的運(yùn)動(dòng)特征，請(qǐng)同學(xué)們充分發(fā)揮想象力，電子在核外的運(yùn)動(dòng)到底是一個(gè)什么樣的情形？【設(shè)想猜測(cè)】電子在核外的運(yùn)動(dòng)到底是一個(gè)什么樣的情形？【學(xué)生活動(dòng)】略。【質(zhì)疑一】電子的繞核運(yùn)動(dòng)有沒(méi)有固定的軌跡？【質(zhì)疑二】電子的繞核運(yùn)動(dòng)沒(méi)有固定的軌跡，是不是說(shuō)電子繞核運(yùn)動(dòng)就沒(méi)有規(guī)律？【講述并投影】電子在原子核外的這個(gè)極小的空間內(nèi)作高速運(yùn)動(dòng)，時(shí)而出現(xiàn)在離核遠(yuǎn)處，時(shí)而出現(xiàn)在離核近處，我們不能同時(shí)測(cè)定出電子在某一時(shí)刻的位置和速度，但是能從理論上統(tǒng)計(jì)出它在原子核外某一范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的多少這就是我們將要在物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選修教材中加以學(xué)習(xí)的電子云?！具^(guò)渡】同學(xué)們太偉大了！我們研究分析原子結(jié)構(gòu)中電子的運(yùn)動(dòng)情況，用了不到10分鐘的時(shí)間，而科學(xué)家們卻用去了一個(gè)多世紀(jì)！讓我們踏著科學(xué)的足跡，重溫這段曲折、坎坷、震撼世人的科學(xué)探索過(guò)程！【投影】歷史回眸1最早提出“原子”一詞的是古希臘哲學(xué)家德謨克利特，他認(rèn)為萬(wàn)物都是由原子組成的，原子是不可分割的最小微粒。但是很可惜，由于種種原因，這一偉大的學(xué)說(shuō)沒(méi)有為人們所重視，被忽視了20多個(gè)世紀(jì)這是科學(xué)界的一大憾事！2直到1803年英國(guó)科學(xué)家道爾頓通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析，創(chuàng)立了近代原子學(xué)說(shuō)，第一次將原子學(xué)說(shuō)從推測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們都認(rèn)為原子就像道爾頓說(shuō)得那樣，是一個(gè)小得不能再小的實(shí)心球，里面再也沒(méi)有什么花樣了。3然而科學(xué)并沒(méi)有因此而止步，人類對(duì)真理的無(wú)限追求，迫使原子結(jié)構(gòu)的真相不斷地顯露出來(lái)。在道爾頓提出近代原子學(xué)說(shuō)的近百年后，英國(guó)科學(xué)家湯姆生在研究陰極射線時(shí)，發(fā)現(xiàn)了居然從氫原子中跑出了一個(gè)比它質(zhì)量小1700倍的帶負(fù)電的粒子來(lái)，這說(shuō)明原子內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)。電子的發(fā)現(xiàn)，使得湯姆生于1897年提出了“葡萄干布丁”原子結(jié)構(gòu)模型。電子的發(fā)現(xiàn)，給當(dāng)時(shí)的科學(xué)界注入了一支興奮劑，一大堆新問(wèn)題擺在了科學(xué)家們的面前。【投影】原子中除電子外還有什么東西?電子到底是怎么待在原子里的? 原子中什么東西帶正電荷? 正電荷又是如何分布的? 帶負(fù)電的電子和帶正電的東西是怎樣相互作用的?根據(jù)科學(xué)實(shí)踐和當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，物理學(xué)家發(fā)揮了他們豐富的想象力，各種不同的原子模型，如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)：41901年法國(guó)物理學(xué)家佩蘭提出“行星結(jié)構(gòu)原子模型”。51902年德國(guó)物理學(xué)家勒納德提出“中性原子模型”。61902年英國(guó)著名物理學(xué)家、發(fā)明家開(kāi)爾文提出“實(shí)心帶電球原子模型”。71904年日本物理學(xué)家長(zhǎng)岡半太郎提出“土星模型”。以上這些模型，在一定程度上解釋了當(dāng)時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)，但對(duì)于以后出現(xiàn)的很多新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)卻無(wú)能為力。所以這些模型猶如曇花一現(xiàn)，都沒(méi)有得到進(jìn)一步的發(fā)展。81911年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造性地提出了原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的“核式原子結(jié)構(gòu)模型”。這一模型堪稱經(jīng)典，其本人因此被譽(yù)為原子物理學(xué)之父！同學(xué)們知道盧瑟福和湯姆生的關(guān)系嗎？（這正驗(yàn)證了中國(guó)的一句古語(yǔ)：青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。）9巧合的是，盧瑟福的學(xué)生玻爾在原子結(jié)構(gòu)的問(wèn)題上也作出了巨大的貢獻(xiàn)！在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，1913年玻爾提出了玻爾原子模型，闡述了電子在核外的運(yùn)動(dòng)情況這就是同學(xué)們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)知道的核外電子的分層運(yùn)動(dòng)即分層排布。10玻爾的原子理論加速了量子論的發(fā)展。1915年，德國(guó)物理學(xué)家索末菲把玻爾的原子理論推廣到包括橢圓軌道；1916年，愛(ài)因斯坦從玻爾的原子理論出發(fā)，導(dǎo)出了普朗克輻射定律，將量子理論發(fā)展到了一個(gè)新時(shí)期。11現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，是由奧地利物理學(xué)家薛定諤提出的。1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤在愛(ài)因斯坦的量子理論和德布羅意的物質(zhì)波假說(shuō)的啟發(fā)下，提出了著名的薛定諤方程來(lái)描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（電子云）?！締l(fā)】走完了這段歷史，同學(xué)們有何感受？難道我們僅僅是記住了幾位科學(xué)家的名字？看到了不同的原子結(jié)構(gòu)模型？【學(xué)生活動(dòng)】略。【過(guò)渡】雖然電子云更趨近于核外電子的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，但因其復(fù)雜，所以必修階段我們所學(xué)習(xí)的核外電子運(yùn)動(dòng)情況，是玻爾提出的核外電子分層運(yùn)動(dòng)理論?！局v述】玻爾提出：電子是在核外距核由近及遠(yuǎn)、能量由低到高的不同電子層上分層排布(運(yùn)動(dòng))的。所謂電子層，就是核外能量不同的電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域稱為電子層。【板書】1電子層【過(guò)渡】對(duì)于電子的分層排布，我們可以用原子結(jié)構(gòu)示意圖簡(jiǎn)明地表示?！就队啊库c的原子結(jié)構(gòu)示意圖（重點(diǎn)分析各種符號(hào)的含義）?！咎釂?wèn)】原子核外電子的排布有哪些規(guī)律呢？【交流研討一】表11、 15號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。【學(xué)生思考并猜想】教師可引導(dǎo)分析，鈹比鋰多1個(gè)電子，為什么不向第三層排？又為什么不向第一層排？【交流研討二】表12 稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)示意圖。【交流與研討】原子核外電子排布規(guī)律?！就队啊亢送怆娮优挪嫉囊?guī)律：1電子總是從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后在填充下一層；2每層最多容納的電子數(shù)為2n2（n代表電子層序數(shù)）；3最外層電子數(shù)則不超過(guò)8個(gè)（第一層為最外層時(shí)，電子數(shù)不超過(guò)2個(gè)）。 4次外層電子數(shù)不超過(guò)18個(gè)。【提問(wèn)】M層最多排多少個(gè)電子？作為最外層呢？這說(shuō)明這幾條規(guī)律在使用時(shí)不能完全孤立而應(yīng)該多條規(guī)律同時(shí)兼顧?！就队啊窟w移應(yīng)用一：畫出核電荷數(shù)為118的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 【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。 【投影】遷移與應(yīng)用二：1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。 【交流研討三】金屬、非金屬、稀有氣體元素原子的最外層電子數(shù)有什么規(guī)律？【過(guò)渡】同學(xué)們，再請(qǐng)看：我們知道，鈉可以在氯氣中燃燒。從微觀角度看【交流研討四】從氯化鈉的形成過(guò)程你能得出什么結(jié)論？【歸納升華】學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)中核外電子的排布知識(shí)，對(duì)我們研究元素的性質(zhì)有什么意義 ？【學(xué)生活動(dòng)】略?！練w納總結(jié)】元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)中的核外電子排布，尤其是最外層電子數(shù)，有著密切的關(guān)系?！具^(guò)渡】利用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)不僅可以預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)，還可以解釋許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)。同學(xué)們請(qǐng)看：【投影】3請(qǐng)利用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋下列事實(shí)：（1）在氧化鎂中鎂元素顯+2價(jià)，氧元素顯-2價(jià)。（2）鈉原子和鋁原子電子層數(shù)相同，但金屬鈉與氯氣的反應(yīng)要比金屬鋁與氯氣的反應(yīng)容易而且劇烈?！靖爬ㄕ稀繕?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： 【結(jié)束】 課后思考題。    教案評(píng)析：（點(diǎn)評(píng)：胡玉嬌）  本教案教學(xué)目標(biāo)明確，重難點(diǎn)把握適中，內(nèi)容詳實(shí)，操作性強(qiáng)。教師注重了銜接環(huán)節(jié)的設(shè)置，關(guān)注細(xì)節(jié)，過(guò)渡自然流暢。同時(shí)教師詳細(xì)闡述了本節(jié)課的知識(shí)脈絡(luò)及其呈現(xiàn)方式，包括何時(shí)講述（講述哪些內(nèi)容），何時(shí)板書，何時(shí)用ppt，何時(shí)用學(xué)案等等。教師還精心書寫了本節(jié)課重要的課堂提問(wèn)及學(xué)生活動(dòng)的內(nèi)容和形式，以及習(xí)題的設(shè)計(jì)?？梢?jiàn)，教師備課很認(rèn)真，付出了艱辛的勞動(dòng)。 改進(jìn)建議：由于一線教師工作任務(wù)很重，建議教案寫得更加精煉概括一些。當(dāng)然，由于這是全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議的課例，可能是為了讓大家了解得更細(xì)致一些才寫得這么詳實(shí)。平時(shí)的教學(xué)，建議在寫出了三維教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)后，書寫一個(gè)教學(xué)流程圖。使讀者對(duì)本節(jié)課的教學(xué)環(huán)節(jié)、主要內(nèi)容一目了然。還可以書寫一個(gè)表格，列出本節(jié)課的內(nèi)容線索、情境素材線索、問(wèn)題線索、學(xué)生學(xué)習(xí)的活動(dòng)線索。教師除了注意教學(xué)的預(yù)設(shè)性以外，還需要關(guān)注教學(xué)的生成性。