《原子结构与元素周期表 第3课时》示范课教学设计【高中化学】.pdf

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第二节原子结构与元素周期表

第3课时

◆教学目标

1.知道运用构造原理书写元素的基态原子的电子排布式，能运用电子排布式解释元素周期系

的基本结构。

2.知道价层电子及价层电子排布，能从原子价层电子数目和价层电子排布角度解释元素周期

表的分区、周期和族的划分。

◆教学重难点

构造原理如何决定了元素周期表的形式

周期表的分区，不同分区元素价电子构型的特征。

◆教学过程

一、新课导入

【知识回顾】学生根据学案回顾核外电子排布的规律，泡利不相容原理和洪特规则的内容

【引入】通过必修课的学习，我们知道电子层数相同的元素在同一周期，同主族元素最外层

电子数相同，原子核外的电子排布与元素周期表周期、族的划分有什么内在联系。

【交流研讨】请观察元素周期表的轮廓图，分析讨论原子的核外电子排布与元素周期表中周

期、族的划分有什么内在联系？

二、讲授新课

1.价电子

【讲解】化学家曾尝试建立核外电子排布、原子轨道能级与元素周期表之间的关系，以便从

能量的角度解释元素性质呈现周期性变化的原因。美国化学家鲍林基于大量光谱实验数据及

近似的理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图，在这个图中，他将能量相近的

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原子轨道归为一组，由此得到的7个能级组与元素周期表中的7个周期相对应。

不同能级组之间的能量差较大，同一能级组内能级之间的能量差较小。

进一步研究表明通常只有最外能级组的电子才有可能参与化学反应，最外层能级组中那些有

可能参与化学反应的电子成为价电子。

元素周期表中给出了元素的价层电子排布式，如基态铁的价电子排布式为3d64s2。

【问题】请查阅书末元素周期表中的价层电子排布，归纳主族元素和过渡元素的价电子层分

别有什么特点？

【讲解】主族元素的价层电子就是最外层电子

过渡元素的价层电子包括最外层的s电子，次外层的d电子对于镧系、锕系还包括倒数第三

层的f电子

【阅读材料】

徐光宪外层电子能级顺序与能级组

关于原子中电子的能级高低，我国化学家徐光宪对这一问题

也进行过深入的研究，提出判断外层电子能级高低的(n＋

0.7l)规则。其中n就是代表电子层的量子数，是用于描述电

子运动状态的另一个量子数，对于s、p、d、f能级，l分别取

0、1、2、3。就原子的外层电子来说，(n＋0.7l)越大，则能级

越高。将(n＋0.7l)值的第一位数字相同的能级合并为一组，称

为“能级组”。例如，4s、3d和4p的(n＋0.7l)依次等于4.0、

4.4和4.7，它们的第一位数字都是4，故都属于第四能级组。

由此，徐光宪做出与鲍林相同的能级排序和能级组划分。值得注意的是，不同原子的原子轨

道能级顺序不尽相同，并不存在一个普适的能级顺序，不论是鲍林还是徐光宪所列出的能级

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顺序都只有近似意义。

2.核外电子与周期的划分

【提问】请根据1~36号元素原子的电子排布，参照鲍林近似能级图，尝试分析原子核外电