统编鲁科版高中必修第二册《第1节 原子结构与元素性质》精品说课课件PPT下载

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我们来看几个例子，比如镁原子最外层为2个电子，则镁原子容易失去2个电子形成稳定结构，（点）氧原子最外层有6个电子，容易得2个电子形成稳定结构，（点）在MgO中，镁元素呈现正二价，氧元素呈现负二价。

通过上面的分析，我们得出，（点）元素的化合价这一性质与原子的最外层电子数密切相关。（点）金属原子的最外层电子数小于4，易失去电子，金属元素呈现出的正化合价等于失去的电子数目，最高化合价在数值上与最外层电子数相等。非金属的原子最外层电子数一般大于等于4，易得电子，非金属元素呈现出的最低化合价等于最外层电子数－8，（点）这里需要指出的是，金属元素无负价，而大多数非金属元素既存在负价也存在正价。

比如，大家熟悉的氮元素，（点）除了有最低化合价负三价以外，（点）还存在最高化合价正五价，以及还有一些中间价态如正2价、正四价。

接下来，我们来做一组练习，请你说出下列四种元素的主要化合价，比一比谁更快。第一种钾元素，（点）首先我们要画出钾的原子结构示意图，它的核外电子排布为2881，最外层电子数为1，因此容易失去一个电子，（点）所以钾的最高化合价为正一价。

第二种钠元素，（点）它的核外电子排布为281，最外层电子数也为1，因此也容易失去一个电子，（点）所以钠的最高化合价也为正一价

请大家思考问题2，原子结构中哪些要素会影响原子得失电子能力？为什么？那么，我想大家首先要梳理一下（点）原子结构中有哪些要素。通过第一课时的学习，我们知道，（点）原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的，因此，我们首先能够抽提出的要素有（点）质子数，也就是核电荷数、中子数、核外电子数。再根据原子核外电子分层排布的特点，我们还可以抽提出的要素有：（点）最外层电子数和电子层数。

梳理完所有要素以后，同学提出了自己的想法。

我们先来看甲同学的想法。他认为最外层电子数是影响因素，理由是当原子的最外层电子数＜4时，容易失去电子；当原子的最外层电子数≥4时，容易得电子。（点）的确，原子的最外层电子数可以影响元素原子得失电子的趋势，即金属原子易失电子，非金属原子易得电子。

我们再来看乙同学和丙同学的想法，乙同学认为：核电荷数会影响原子得失电子能力，原因是质子带正电，会吸引外层电子，核电荷数越多，对最外层电子的吸引能力越大。丙同学认为电子层数会影响得失电子的能力，因为层数越多，使得最外层电子离核越远，从而减弱原子核对最外层电子的吸引能力。我们知道电子本身带负电，（点）因此寻找影响元素原子得失电子能力的因素，其关键就是要看核对最外层电子的吸引力，进一步推断原子的得失电子能力既与核内所带的电荷数有关，也与离核的远近有关，（点）体现在原子结构中就是它的核电荷数和电子层数，乙和丙同学的分析都是有道理的。

因此，我们得出，元素原子得失电子的能力与原子的核电荷数、电子层数和最外层电子数均有关系。

明确了这一点，我们来看问题3，请你预测Na、K两种元素原子失电子能力的强弱，从原子结构的角度说明理由。（点）同学结合两种元素的原子结构示意图，提出了三种猜想。（点）猜想1：二者最外层电子数相同，所以K原子和Na原子的失电子能力相同。（点）猜想2，由于电子层数越多，使得核对外层电子的吸引力减弱，钾原子的电子层数大于钠原子，所以K原子更容易失电子；（点）猜想3，由于核电荷数越大，核对最外层电子的吸引能力增强，越不容易失电子，相比之下，钾原子的核电荷数比钠原子大，所以受到核的吸引力更大，因此Na原子更容易失电子。到底哪一种猜想是正确的呢？

在化学里，实验是检验猜想很重要的手段，下面我们就通过实验来验证二者失电子能力的强弱。这里给大家提供一则方法导引，即多数情况下，可以通过比较金属元素的单质与水或者酸反应置换出氢气的难易程度来判断元素原子失电子能力的强弱。

接下来我们一起来观看Na、K分别与水反应的实验视频。该实验的步骤是：取相同量的水于两只烧杯中并分别滴加酚酞溶液，取相同大小的一小块金属钠和一小块金属钾同时加入水中观察现象，（点）通过视频我们看到了明显的实验现象，钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈。那么该实验是通过比较两种金属的什么性质从而来比较元素原子失电子能力的呢？要解决这个问题，我们就要分析这两个实验所对应的化学反应。

首先来书写这两个反应的反应方程式，（点）分别是2摩尔钠和2摩尔水反应生成2摩尔氢氧化钠和1摩尔氢气，（点）2摩尔钾和2摩尔水反应生成2摩尔氢氧化钾和1摩尔氢气，这两个反应都是氧化还原反应，我们先来关注一下两个反应中元素化合价的变化

其中第一个方程式中（点）钠单质是零价，氢氧化钠中钠元素为正一价，（点）水中的氢元素为正1价，氢气中的氢元素为0价，按照同样的思路，大家可以标出（点）第二个反应中变价元素的化合价。

我们可以用单线桥分析得失电子情况，（点）在第一个反应中，钠失去电子，水中的氢原子得电子，2摩尔钠参与反应，转移2摩尔电子（点）K与水的反应情况也是如此。

这两个反应中，钠和钾都做还原剂，水做氧化剂，因此这一方法的本质是（点）通过比较两种金属分别与同一氧化剂反应的难易程度，来比较金属单质的还原性强弱的。

如何从原子结构的角度给与合理的解释呢？（点）首先我们依然要考虑影响元素原子得失电子能力的要素，结合K和Na的原子结构示意图，（点）发现二者的最外层电子数相同，而核电荷数和电子层数均不同，（点）从核电荷数这个要素出发，K原子的核电荷数大于Na原子，核电荷数越大，核对最外层电子吸引力越大，越不易失电子，因此可以得出钠原子更易失电子，（点）从电子层数这个要素出发，钾原子电子层数大于钠原子，电子层数越多，核对电子的吸引能力减弱，则钾原子更容易失电子，通过分析发现核电荷数和电子层数这两个要素对失电子能力的影响结果不一致，（点）此时我们应以实验事实为依据，即失电子能力钾原子大于钠原子，确定出合理的解释应该是在这两种影响因素中，（点）电子层数是主要矛盾，核电荷数为次要矛盾。

最后我们来反思一下，一开始提出的三种猜想存在的问题。（点）猜想1只关注了最外层电子数，通过钠和钾分别与水反应的实验证据，我们发现：孤立地考虑最外层电子数这一个要素不能判断原子得失电子能力的强弱，只能判断得失电子的趋势，即钠和钾都容易失电子。（点）再看猜想2，只关注到了电子层数，没有关注核电荷数这个角度，只是由于在这个问题情境下，电子层数的影响大于核电荷数，才使得猜想2幸运地得出了正确结论。（点）猜想3，没有关注电子层数这个主要影响因素。（点）总之，上述三种猜想存在的问题都是只关注了单一要素。在解决实际问题时，如果考虑的角度不周全，极容易得出错误的结论。

下面请你从原子结构的角度完整论证元素原子的失电子能力K大于 Na。论述时的关键点为，（点）首先说明结构的异同，再说明结构如何引起性质的差异。即K原子与Na原子的最外层电子数相同，钾原子的电子层数大于Na原子，即核对最外层电子的吸引能力钾原子小于钠原子，因此，K原子更容易失电子。

下面请看问题4，观察钠、镁分别与水的反应现象，从原子结构角度解释现象不同的原因。我们先一起来看实验，具体实验步骤是：取相同量的水于两只烧杯中并分别滴加酚酞溶液，取适量钠和镁同时加入水中观察现象，（点放视频）通过视频我们能够明显地看到钠与水反应比镁与水反应更容易。即钠原子的失电子能力大于镁原子。

如何从原子结构的角度进行解释呢，（点）我们依然要回到原子结构的要素中，关注核电荷数、电子层数和最外层电子数，结合二者的原子结构示意图，可以看出（点）这两种元素的电子层数相同，核电荷数和最外层电子数均不同，但是通过前面的学习，我们知道（点）最外层电子数只能反映得失电子的趋势，而不决定得失电子能力的强弱，那么此时，（点）核电荷数应该是主要矛盾，是原子得失电子能力的主要影响因素。

因此钠和镁分别与水反应现象不同的原因可以解释如下，二者电子层数相同， Mg原子的核电荷数大于Na原子，所以Mg原子的原子核对最外层电子的吸引力更大 ，因此，Na原子更易失电子。

你掌握比较的方法了吗？下面请你挑战一下问题5，比较K、Mg元素原子失电子能力的强弱，说明你的分析思路。我们一起来看，（点）首先依然要从原子结构的构成要素出发，结合这两种元素的原子结构示意图，不难发现（点）这两者的核电荷数、电子层数和最外层电子数均不同，因此无法直接进行比较。那么，如何解决这个问题呢？我们知道要比较原子得失电子能力的强弱，必须保证最外层电子数相同或电子层数相同，因此，我们可以借助一个中间桥梁，找到一种原子与其中一种原子的最外层电子数相同，与另一种原子的电子层数相同。

我们可以选择与钾原子的最外层电子数相同，与镁原子的电子层数相同的钠原子。（点）钠原子和钾原子的最外层电子数相同，可以作为一组比较对象，此时失电子能力钾原子大于钠原子。（点）而钠原子和镁原子的电子层数相同，可以作为一组比较对象，此时失电子能力钠原子大于镁原子。（点）这样我们就可以顺利地得出钾原子的失电子能力大于镁原子了。