元素周期律（第1課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第四章第一單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道原子的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系。2.能區(qū)分元素、核素、同位素。3.能根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律畫出1~20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。4.了解預(yù)測(cè)、假設(shè)、模型等方法在科學(xué)家研究原子結(jié)構(gòu)中的作用。情境導(dǎo)入2000多年前，古希臘的哲學(xué)家就已開始思考萬(wàn)物是由什么構(gòu)成的。他們認(rèn)為萬(wàn)物都是由間斷的、不可分的微粒即原子構(gòu)成的。原子的結(jié)合和分離是萬(wàn)物變化的根本原因。構(gòu)成不同物質(zhì)的原子在本質(zhì)上是相同的，只是數(shù)量、排列和形狀不同。200多年前，道爾頓在研究完幾組“化合反應(yīng)的定量對(duì)比實(shí)驗(yàn)”后提出具有里程碑意義的“原子論”。此后，經(jīng)過一代代科學(xué)家不斷的“積累與突破”，人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)越來越深入，越來越準(zhǔn)確。

原子究竟是由什么構(gòu)成的呢?學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第1課時(shí)

【任務(wù)1】科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1.觀看“從10億光年到0.1飛米”的系列圖片2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”【任務(wù)2】同一微粒中，電子、質(zhì)子、中子的定量關(guān)系1.各粒子的電量(性)和數(shù)量關(guān)系2.各粒子的質(zhì)量關(guān)系【任務(wù)3】原子結(jié)構(gòu)如何表示1.原子結(jié)構(gòu)示意圖2.原子組成表示法【任務(wù)4】如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念1.“元素”“核素”“同位素”概念辨析2.“元素”“核素”“同位素”典例分析【任務(wù)5】原子核外電子排布有何規(guī)律1.原子核外電子排布規(guī)律2.尋找10電子微粒與18電子微粒學(xué)習(xí)活動(dòng)1.觀看“從10億光年到0.1飛米”的系列圖片任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)1.觀看“從10億光年到0.1飛米”的系列圖片任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)1.觀看“從10億光年到0.1飛米”的系列圖片任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)宇宙萬(wàn)物到底是由什么構(gòu)成的？學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)

古希臘哲學(xué)家德謨克利特和留基伯認(rèn)為宇宙萬(wàn)物是由原子和虛空構(gòu)成，構(gòu)成不同物質(zhì)的原子在本質(zhì)上是相同的，只是數(shù)量、排列和形狀不同，虛空則是原子運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)所。他們認(rèn)為，萬(wàn)物都是由間斷的，不可分的微粒，即原子構(gòu)成的。原子的結(jié)合和分離是萬(wàn)物變化的根本原因。德謨克利特留基伯總結(jié)歸納：古希臘原子說的基本特征：

。宇宙萬(wàn)物學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)道爾頓的幾組“化合反應(yīng)定量對(duì)比實(shí)驗(yàn)”，如碳與氧氣的反應(yīng)：

碳+少量氧氣→一種新的氣體(碳氧質(zhì)量比為5.4:7)

碳+過量氧氣→另一種新氣體(碳氧質(zhì)量比為5.4:14)結(jié)論:1.元素由原子組成，同一元素的原子相同；2.化合物由不同元素的原子按一定的個(gè)數(shù)比組成。道爾頓及其原子論

突破：道爾頓的原子論與古希臘的原子說有著本質(zhì)的區(qū)別，因?yàn)榈罓栴D是基于

提出的。它的進(jìn)步意義:

;局限性：

.

學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1858年，尤利烏斯·普呂克利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)“陰極射線”。尤利烏斯·普呂克積累：陰極射線的發(fā)現(xiàn)者:

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)疑惑：陰極射線到底是什么呢?

著名科學(xué)家赫茲通過陰極射線穿過鋁箔實(shí)驗(yàn)，發(fā)表論文《論陰極射線穿過金屬箔》，并得出結(jié)論：陰極射線是光波。

1871年，瓦爾利發(fā)現(xiàn)陰極射線在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而證明陰極射線帶電。赫茲陰極射線在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)赫茲通過 實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為陰極射線是

。瓦爾利發(fā)現(xiàn)：

，從而證明陰極射線

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)克魯克斯通過陰極射線使風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，本來可以證明陰極射線的粒子性，但他錯(cuò)誤地認(rèn)為這是真空管中殘留的氣體撞擊電極產(chǎn)生的帶電分子運(yùn)動(dòng)造成的，與發(fā)現(xiàn)電子失之交臂。克魯克斯克魯克斯的電風(fēng)輪

克魯克斯通過

實(shí)驗(yàn)，本來可以證明陰極射線具有

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1897年，湯姆孫利用電場(chǎng)大小、磁場(chǎng)大小和偏轉(zhuǎn)角度等數(shù)據(jù)計(jì)算出了陰極射線的荷質(zhì)比，提出原子中存在更小的帶負(fù)電荷的微粒--電子。1904年，湯姆孫提出了“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型。湯姆孫

突破：1897年，

利用電場(chǎng)大小、磁場(chǎng)大小和偏轉(zhuǎn)角度等數(shù)據(jù)計(jì)算出了陰極射線的

，從而發(fā)現(xiàn)了

。1904年，湯姆孫提出了

的原子結(jié)構(gòu)模型。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)幾年后，漢斯·蓋革和恩斯特·馬斯登這兩位曼徹斯特大學(xué)的學(xué)生每天重復(fù)著同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是用α粒子轟擊金箔。他們發(fā)現(xiàn)α粒子基本都能穿過去，但是，他們也觀察到了被反射回來的α粒子，他們覺得很奇怪，于是請(qǐng)教了他們的老師盧瑟福。盧瑟福也很吃驚，無法解釋此現(xiàn)象。你們知道是怎么回事嗎?α粒子散射實(shí)驗(yàn)

積累：漢斯·蓋革和恩斯特·馬斯登重復(fù)做α粒子散射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象：

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)

盧瑟福思考一年之后，提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。

盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型存在的致命弱點(diǎn)是正負(fù)電荷之間的電場(chǎng)力無法滿足穩(wěn)定性的要求。盧瑟福盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型突破：盧瑟?；讦亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)，提出了

原子結(jié)構(gòu)模型。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1885年，巴爾末提出用于表示氫原子譜線波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)公式。1900年，普朗克提出了能量“量子化”的概念。盧瑟福的學(xué)生玻爾在此基礎(chǔ)上提出了原子核外電子分層排布的設(shè)想。巴爾末普朗克玻爾玻爾原子結(jié)構(gòu)模型積累：巴爾末提出

。普朗克提出

。突破：玻爾提出

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)

1919年，盧瑟福在用α粒子轟擊氮原子核時(shí)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了一種新的、射程很長(zhǎng)、質(zhì)量更小且?guī)д姷牧Ｗ?，盧瑟福把他發(fā)現(xiàn)的這種粒子命名為“質(zhì)子”。1930年，德國(guó)物理學(xué)家博特用α粒子轟擊鈹元素時(shí)，發(fā)現(xiàn)從鈹中發(fā)射出一種射線。這種射線在電場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明它不帶電，他錯(cuò)誤地認(rèn)為發(fā)現(xiàn)的是γ射線。

1919年，盧瑟福通過a粒子轟擊氮原子核實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了

。積累：1930年，德國(guó)物理學(xué)家博特用a粒子轟擊鈹元素時(shí)，發(fā)現(xiàn)從鈹中發(fā)射出一種射線。這種射線在電場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明它

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1932年1月，居里夫婦重復(fù)了博特的實(shí)驗(yàn)，也得到了相同的結(jié)果。然而，居里夫婦還是沿著博特的錯(cuò)誤思路思考，他們把這一現(xiàn)象解釋為光子的散射。由于他們對(duì)理論的輕視，他們白白失去了一次發(fā)現(xiàn)中子的機(jī)會(huì)。居里夫婦

1932年1月，居里夫婦重復(fù)了博特實(shí)驗(yàn)，也得到了相同的結(jié)果，他們認(rèn)為

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)一個(gè)月后，查德威克看了居里夫婦的論文并用釙加鈹作為放射源，使用這種新射線去轟擊氫原子時(shí)發(fā)現(xiàn)，氫原子核被彈射出去，這說明這種射線是具有一定質(zhì)量的粒子流。他把這種射線的粒子稱為“中子”。查德威克突破：

發(fā)現(xiàn)中子。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.跟隨科學(xué)家的腳步，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展過程的“積累與突破”任務(wù)一科學(xué)家如何研究原子結(jié)構(gòu)1967年，弗里德曼、肯德爾、泰勒三位科學(xué)家用斯坦福大學(xué)的直線加速器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)最終證明了夸克的存在。弗里德曼肯德爾泰勒拓展延伸：比質(zhì)子和中子更小的微粒是

。夸克有何特征?學(xué)習(xí)活動(dòng)1.各粒子的電量(性)和數(shù)量關(guān)系任務(wù)二

同一微粒中，電子、質(zhì)子、中子的定量關(guān)系原子組成及各微粒帶電情況及電性：質(zhì)子、中子、電子的電量關(guān)系:學(xué)習(xí)活動(dòng)1.各粒子的電量(性)和數(shù)量關(guān)系任務(wù)二

同一微粒中，電子、質(zhì)子、中子的定量關(guān)系任何原子：核電荷數(shù)=

=

。

所以原子顯電

性。陽(yáng)離子：質(zhì)子數(shù)=

。陰離子：質(zhì)子數(shù)=

。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.各粒子的質(zhì)量關(guān)系任務(wù)二

同一微粒中，電子、質(zhì)子、中子的定量關(guān)系質(zhì)子、中子、電子的質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)子、中子、電子的相對(duì)質(zhì)量關(guān)系：學(xué)習(xí)活動(dòng)2.各粒子的質(zhì)量關(guān)系任務(wù)二

同一微粒中，電子、質(zhì)子、中子的定量關(guān)系結(jié)論：原子核外所有電子的質(zhì)量總和只占原子質(zhì)量的極小一部分，原子質(zhì)量主要集中在

上。原子質(zhì)量≈

+

。相對(duì)原子質(zhì)量≈

+

。

質(zhì)量數(shù)=

+

。用字母表達(dá)：

=

+

。學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)三

原子結(jié)構(gòu)如何表示問題：哪些原子的電子層處于排滿狀態(tài)，哪些沒有排滿？學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)三

原子結(jié)構(gòu)如何表示

為了形象地表示原子的結(jié)構(gòu)，人們就創(chuàng)造了“原子結(jié)構(gòu)示意圖”這種特殊的圖形。

用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示NaF的形成過程:原子結(jié)構(gòu)示意圖：學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)三

原子結(jié)構(gòu)如何表示用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示MgO的形成過程:原子結(jié)構(gòu)示意圖：學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)三

原子結(jié)構(gòu)如何表示金屬單質(zhì)Na、Mg能分別與非金屬單質(zhì)O2、Cl2反應(yīng)生成氧化物和氯化物，請(qǐng)寫出這些氧化物和氯化物的化學(xué)式：

。根據(jù)Na、Mg、O、Cl原子在反應(yīng)中失去或得到電子的數(shù)目和該原子的最外層電子數(shù)目，推斷其氧化物和氯化物中元素的化合價(jià)。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.原子組成表示法任務(wù)三

原子結(jié)構(gòu)如何表示原子組成表示法典例：中子數(shù)=

。19F的中子數(shù)為

。23Na的中子數(shù)為

。27A1的中子數(shù)為

。請(qǐng)你用原子組成表示法表示：質(zhì)量數(shù)為37的氯原子：

；中子數(shù)為8的氧原子：

；質(zhì)量數(shù)為14的碳原子：

。學(xué)習(xí)活動(dòng)1.“元素”“核素”“同位素”概念辨析任務(wù)四如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念推算出生物體的死亡年代

歸納總結(jié)：學(xué)習(xí)活動(dòng)2.“元素”“核素”“同位素”典例分析任務(wù)四如何理解“元素”“核素”“同位素”的概念

學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子核外電子排布規(guī)律任務(wù)五原子核外電子排布有何規(guī)律問題1：從質(zhì)量、體積、運(yùn)動(dòng)速度等角度討論原子核外電子有什么特點(diǎn)?

學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子核外電子排布規(guī)律任務(wù)五原子核外電子排布有何規(guī)律問題2：請(qǐng)同學(xué)們猜測(cè)，原子核外電子的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)?能像宏觀物體一樣說出某一時(shí)刻電子所在的位置嗎?核外電子運(yùn)動(dòng)的特征：1.電子在原子核外運(yùn)動(dòng)并不遵循宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，無一定的運(yùn)動(dòng)軌跡。2.電子在核外運(yùn)動(dòng)所處的位置及運(yùn)動(dòng)速度不能準(zhǔn)確確定，但可以用統(tǒng)計(jì)的方法確定電子在核外某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)。3.具有一定能量的電子在原子核外一定區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在同一區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子的能量大致相同。學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子核外電子排布規(guī)律任務(wù)五原子核外電子排布有何規(guī)律問題3：目前人們把原子核外分為幾個(gè)電子層呢?在各電子層上運(yùn)動(dòng)的電子的能量有什么區(qū)別呢?問題4：觀察下圖所示的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖，你能發(fā)現(xiàn)隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子核外電子的排布有什么規(guī)律嗎?學(xué)習(xí)活動(dòng)1.原子核外電子排布規(guī)律任務(wù)五原子核外電子排布有何規(guī)律部分稀有氣體元素原子的電子層排布：核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLMNOP最外層電子數(shù)2氦He2210氖Ne28818氬Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各層最多容納電子數(shù)281832？？學(xué)習(xí)活動(dòng)2.尋找10電子微粒與18電子微粒任務(wù)五原子核外電子排布有何規(guī)律當(dāng)X=10時(shí)，此微粒為

；當(dāng)X=9時(shí)，此微粒