高中化学鲁科版必修3《物质结构与性质》全册教案

第1页高中化学鲁科版必修3《物质结构与性质》全册教案第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时【教学目标】1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。2.知道原子光谱产生的原因。3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。【教学重点】1.基态、激发态及能量量子化的概念。2.原子光谱产生的原因3.利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。【教学难点】1.能量量子化的概念。2.原子光谱产生的原因【教学方法】启发式讨论式【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、联想·质疑2分钟在美丽的城市，我们经常可以看到五光十色的霓虹灯，霓虹灯为什么能发出五颜六色的光？我们马上就会知道。【板书】第1节原子结构模型第1课时引起学生对本节课的学习兴趣。第2页量子力学前的原子结构模型二、复习旧课3分钟提问1.请同学们指出原子是由什么构成的？2.请同学们描述一下核外电子运动有什么特征？对学生的回答加以完善。回答问题为评价各种原子结构模型提供知识支持三、导入新课5分钟1.介绍道尔顿原子学说的内容。2.让学生评价“道尔顿原子学说”有那些不足之处，并对学生的评价加以完善同组内交流、讨论，并对“道尔顿原子学说”进行评价。学生思考问题并做出否定的回答。培养学生合作精神和分析、评价能力。1.使学生认识到原子结构模型是不断发展、完善的。2.使学生认识到化学实验对化学理论发展的重要意义。四、171.道尔顿原子学说2.卢瑟福原子【板书】一、道尔顿原子学说1.介绍卢瑟福原子结构的核式模1.阅读“玻尔原子结构模1.使学生认识到“玻尔原子结构模型”对第3页展开新课分钟结构的核式模型3.玻尔原子结构模型型。2.让学生思考:“卢瑟福原子结构的核式模型”能解释氢原子的光谱是线状光谱吗?【板书】二.卢瑟福原子结构模型1、逐条分析“玻尔原子结构模型”。【板书】2、玻尔原子结构模型（1）行星模型点拨：这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。（2）定态假设点拨：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。（3）量子化条件点拨：量子化条件的内涵是：各电子层能量差的不连续性，既E3-E2≠E2-E1。（4）跃迁规则点拨：▲原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出能量，这种能量以光的形式释放出来，所以就产生光谱。▲氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释放出的型”理论2.交流·讨论原子光谱产生的原因？3.交流·讨论氢原子光谱为什么是线状光谱？原子结构理论的发展起着极其重要的作用。2.使学生认识到化学实验对化学理论发展的起着极其重要的作用。3.使学生知道原子光谱产生的原因。4.使学生知道基态、激发态及能量量子化的概念。5.使学生知道氢原子光谱为什么是线状光谱。第4页能量不同，因此产生光的波长不同。五、概括整合3分钟学生自我归纳整理本节课核心知识练习1.解释下列概念（1）基态（2）激发态2.霓虹灯管里充入许多气体或蒸气，如：氦气、氩气、水银蒸气等，通电时霓虹灯会发出五颜六色的光，试解释其原因？3.填空：玻尔原子结构模型认为，电子运动的轨迹是__________（填固定的或不变的），电子绕着原子核高速运动是否释放能量__________（填是或否），同一电子层上的电子能量__________（填相同或不同）。若电子层的能量用表示，则E3-E2_________E2-E1（填相等或不相等）。基态原子吸收能量跃迁到________态，电子由激发态跃迁到基态会_______能量（填吸收或释放）。【板书设计】第1节原子结构模型一、道尔顿原子学说二、卢瑟福原子结构模型1.逐条分析“玻尔原子结构模型”。2.玻尔原子结构模型（1）行星模型（2）定态假设（3）量子化条件（4）跃迁规则第5页第1节原子结构模型第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述（1）【教学目标】１.知道原子结构的发展历程２.知道玻尔理论的要点３.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学重点】1.知道玻尔理论的要点2.知道氢光谱是线状光谱的原因【教学难点】知道氢光谱是线状光谱的原因【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、提出问题导入新课10分钟介绍一些光谱现象，评价“玻尔原子结构模型”的贡献和存在的不足。教师在学生评价的基础上，整理“玻尔原子结构模型”的贡献：（1）说明了激发态原子为什么会发射光线（2）成功解释了氢原子光谱是线状光谱的实验现象（3）提出了主量子数n的概念及处于不同轨道上的电子能量量子化的理论，为量子力学的原子结构模型打下了基础。介绍一些光谱现象和其他现象：（1）玻尔理论电子延着固定的轨道绕核运动的观点，不符和电子运动的特性。评价“玻尔原子结构模型”的贡献，通过一些光谱现象和其他现象，知道“玻尔原子结构模型”存在的不足。复习旧知识，引入新问题，使学生明白“玻尔原子结构模型”的贡献和不足，并顺其自然的导入新课题。第6页（2）玻尔理论不能解释多原子光谱，也不能解释氢原子光谱的精细结构。教师讲解：20世纪20年代中期建立的量子理论，引入了四个量子数，解释了原子光谱的实验现象，成为现代化学的理论基础。【板书】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型（1）二、展开新课5分钟1.主量子数n教师讲解：主量子数n既能层或电子层。在多电子原子中根据电子离原子核的远近和能量的高低，分为若干电子层(或能层)。一般来说，主量子数n越大，处于该层的电子离原子核越远、能量越高。【板书】1.主量子数n能量关系一般为：EKELEMENEOEPEQ了解主量子数n的大小与离核远近和能量高低的关系。1.巩固新学知识。2.培养合作意识3.解决新课开始提出的问题。15分钟2.角量子数ι▲教师讲解：角量子数ι既能级或电子亚层。处于同一电子层上的电子能量也不尽相同，根据这种能量差异，一个能层分为一个或若干个能级（或电子亚层），分别用符号s、p、d、f等表示。▲【板书】2.角量子数ι学生完成下列习题1.写出下列能层相应的能级符号：（1）n=1（2）n=3（3）n=4第7页①主量子数n与角量子数ι的关系对于确定的n值，ι共有n个值，分别为：0、1、2、3……(n-1)②角量子数ι的光谱学符号ι0123符号spdf③能级的记录方法举例：若主量子数n=2，角量子数ι有0和1两个取值。既第二能层有两个能级,记做2s、2p。④能级顺序：EnsEnpEndEnf2、交流·讨论钠原子光谱由n=4的状态跃迁到n=3的状态，会产生多条谱线，为什么？五、概括整合17分钟对学生的整理加以完善整理本课时主题知识培养学生归纳总结能力练习1.写出下列能级符号（1）n=5,ι=0（2）n=3,ι=1（3）n=4,ι=2（4）n=5,ι=32.写出下列能级的n、ι值（1）3p（2）4s（3）6f（4）5d3.下列能级可能存在的是（）(A)1p(B)2d(C)3f(D)5d4.将下列能级按能量由高到低的顺序排列出来（1）(A)4s(B)4d(C)4f(D)4p第8页_______________________________________（2）(A)1s(B)2s(C)2p(D)3d(E)3p(F)4d(G)4f_______________________________________5.填写下表主量子数n的取值2角量子数ι的取值能级的表示方法【板书设计】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型1.主量子数n能量关系一般为：EKELEMENEOEPEQ2.角量子数ι①主量子数n与角量子数ι的关系对于确定的n值，ι共有n个值，分别为：0、1、2、3……(n-1)②角量子数ι的光谱学符号ι0123符号spdf③能级的记录方法举例：若主量子数n=2，角量子数ι有0和1两个取值。既第二能层有两个能级,记做2s、2p。④能级顺序：EnsEnpEndEnf第1节原子结构模型第3课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述（2）【教学目标】１.初步认识原子结构的量子力学模型，能用n、l、m、ms这四个量子数描述核外电子的运动状态２.知道主量子数n、角量子数l和磁量子数m对应着n电子层中l能级中的第9页原子轨道3.了解原子轨道的图象是原子轨道在空间的一种形象化表示4.会辨认不同的原子轨道示意图【教学重点】1.用四个量子数描述核外电子的运动状态。2.n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制3.原子轨道和电子云的概念及形状4.书写能级符号及原子轨道符号【教学难点】1.n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制。2.原子轨道和电子云的概念【教学过程】教学环节活动时间教学内容教师活动学生活动设计意图一、复习旧课导入新课3分钟教师让学生回答下列问题①为什么在通常条件下，钠原子中的处于n=4能层的电子跃迁到n=3能层的状态时，在高分辨光谱仪上看到的不是一条谱线，而是多条谱线？②在高分辨光谱仪中，氢原子的电子从n=2跃迁到n=1层时，得到两条靠得很近的谱线？1.回答问题2.思考老师提出的问题。复习旧知识，引入新问题，导入新课教学。第10页二、展开新课15分钟3.磁量子数m【板书】第1节原子结构模型原子结构的量子力学模型（2）教师讲解：磁量子数既原子轨道个数。原子轨道是指一个电子空间运动状态。根据光谱现象，科学家发现同一能级电子空间运动状态不尽相同，一个能级包含着一个或若干个原子轨道。【板书】3.磁量子数m①角量子数ι和磁量子数m的关系角量子数ι和磁量子数m的关系既能级与原子轨道个数的关系。对于一个确定的ι值，m值可取0、1、2、3……ι，共(2ι+1)个数值。当ι=2时，m有0、1、2五个取值；既d能级有五个原子轨道。②原子轨道的表示方法s能级只有一个原子轨道，可表示为s。p能级有3个原子轨道，可表示为px、py、pz。d能级有5原子轨道，f能级有7原子轨道。学生完成下列习题1.写出写出下列各能级所有原子轨道符号（1）n=1（2）n=22.计算下列各能层所有原子轨道数目（1）n=1（2）n=2（3）n=3（4）n=43.原子轨道是由那几个量子数决定的？巩固新学知识。第11页5分钟4.自旋磁量子数ms教师讲解并板书：4.自旋磁量子数ms量子力学认为，同一轨道上的电子还在做自旋运动，而且只有两种自旋运动状态，分别用自旋磁量子数12sm（通常用符号“↑”表示）和12sm（通常用符号“↓”表示）来描述。交流·讨论1.氢原子上的电子由n=2的状态跳回到n=1的状态，会产生两条靠得很近的谱线，为什么？2.电子的运动状态包括自旋状态是由那几个量子数决定的？1、巩固新学知识。2、培养合作意识3、解决新课开始提出的问题4分钟5.电子云教师介绍：（1）核外电子运动特征（2）电子云的概念（3）电子云和电子云的形状4分钟6.原子轨道教师介绍：（1）原子轨道的概念（2）轨道和轨道的形状（3）电子云和原子轨道的区别对学生的整理加以完善三、概括整合3分钟整理本课时主题知识培养学生归纳总结能力练习第12页1.写出下列各能级对应的所有原子轨道的符号（1）n=4，ι=1：（2）n=5，ι=2：（3）n=7，ι=0：2.填空n取值ι取值m取值原子轨道数目12343.下列说法是否正确？若不正确应如何改正。（1）“s电子绕原子核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形”。（2）“主量子数为1时，有自旋相反的两个轨道”。（3）“主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道”。4.有无下列运动状态？为什么？（1）n=1,ι=1,m=0（2）n=2,ι=0,m=1（3）n=3,ι=3,m=3（4）n=4,ι=3,m=25.填充合理的量子数（1）n=__________,ι=2,m=0,.12sm（2）n=2,ι=_______,m=1,.12sm（3）n=4,ι=2,m=0,.ms=_________（4）n=2,ι=0,m=_________,12sm第2节原子结构与元素周期表第1课时基态原子的核外电子排布【教学目标】