第一单元 原子结构与性质 ⼤单元教学设计-2024-2025学年高二化学单元教学设计（人教版2019选择性必修2）

第一单元 原子结构与性质 教学设计 单元基本信息 学科 化学 学校 年级 高二 设计者 指导者 课程标准 在已有原子结构知识的基础上，进一步深入研究原子结构。 了解能级、能层，理解基态、激发态概念，能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则等结合构造原理书写1~36号原子核外电子排布式和轨道表示式并说明含义。能从原子价电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。 理解元素电离能、电负性的含义，认识其变化规律，可从电子排布的角度对这一规律进行解释。 了解核外电子运动规律的理论探究对研究元素性质及变化规律的意义。 使用教材版本 人教版 单元名称 原子结构与性质 单元课时数 5 一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值） 主题名称 原子结构与元素的性质 主题概述 （一）核心概念：原子核外电子的运动状态、核外电子排布规律、第一电离能、电负性 （二）内容结构：原子结构与电子排布、核外电子排布与元素周期表（律） （三）呈现方式：科学史故事 多媒体 图片 文字 计算机作图 （四）教学过程：利用氢原子和多电子原子光谱所产生的复杂现象，引导学生反思已有理论模型的局限，建立新的原子结构模型。借助科学史的故事和素材多角度展示人类对微观结构的认识过程，促进学生对科学本质的理解。 向学生提供原子半径、第一电离能、电负性等数据，引导学生讨论原子序数与核外电子排布的关系，让学生自主发现变化规律，建构元素周期律(表)模型，并利用模型分析和解释一些常见元素的性质。 注重帮助学生建立基于“位”“构”“性”关系的系统思维框架，提高学生分析和解决问题的能力。 （五）育人价值： 1、学生通过氢原子和多电子原子光谱，培养学生证据推理与模型认知的素养。 2、通过实例分析日常生活中电子跃迁（如：氢原子和多电子原子光谱）中的重要应用，体会化学的学科价值。 3、通过发现证据、提出假说、构建模型的循环过程，展示人类对微观结构的认识过程认识到，科学理论是不断发展的感受。科学家在科学城的人的丰功伟绩体会科学家对科学本质的不懈追求。 主题学情分析 学习本章节之前，学生已经掌握了电子层、原子结构示意图、各电子层能容纳的电子数等知识。通过之前知识的学习的学习，学生已经初步具备元素性质以及元素周期律变化规律的思想、证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 学习条件支持 多媒体、图片资料、演示实验、学生实验 二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向） 单元学习目标 （一）基于标准： 1、课程标准： 了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 了解原子核外电子排布的构造原理。知道1-36号元素基态原子核外电子的排布 认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等 2、 标准解读： 原子结构与电子排布与之前初中以及必修一所学密切相关。在之前知识的基础上，指导学生认识能级、能层、基态、激发态的概念，理解电子排布所遵循的原则，使学生能独立正确地写出原子的电子排布式。 （二）素养目标： 1.宏观辨识和微观探析： （1）微观探析: 认识原子结构与核外电子排布 （2）宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能层、能级及电子排布规律 2.证据推理与模型认知： （1）通过学习，建模原子结构，理解能层与能级的概念 （2）结合原子模型的演变过程，掌握原子核外电子排布的构造原理 （3）原子核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理，依此可以掌握1～36号元素的原子核外电子排布图(或叫轨道表示式)（4）从微观层面认识沉淀的溶解及转化的本质，强化粒子观。 4.科学探究与创新意识： 通过对原子结构发展史的讲解，体验科学探究的过程，发展辩证统一的思维。 5.科学态度与社会责任: （1）认识到原子结构的知识可以解决生产生活中的实际问题。 （2）通过对原子结构理论发展史的探究，使学生体会到人类对原子结构的认识是一个逐步深入的过程，人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的，科学理论的发展是一个逐步完善的过程。在活动中使学生感悟科学家献身科学的精神和进行科学探索所具有的科学态度，激发学生学习和探究原子结构奥秘的积极性。 （三）教材分析：本章教材共分为四部分，第一部分为第一节，从原子结构入手，引出能级、能层概念，接着讲解基态、激发态的转化以及原子光谱；第二部分为第二节，重点构造原理与电子排布式的书写；第三部分为第三节，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等基本规律；第四部分为第四节，重点讲解电离能与电负性的概念、变化规律，已经与元素周期律的关联。 （四）学情分析： 1、知识基础：在初中阶段，学生对原子结构已经有了初步认识，知道原子由原子核与核外电子构成，原子核由质子和中子构成(H除外)，整个原子的质量主要集中在原子核上，核外电子是分层排布的。 在必修阶段，学生知道在含有多个电子的原子中，电子分别在能量不同的区域内运动，分别用n=1、2、3、4、5、6、7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层；原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2,无论原子有几个电子层，一般情况下，其最外层的电子数最多只有8个(最外层为K层时，最多只有2个);原子最外层有8个电子(最外层为K层时有2个电子)的结构是相对稳定的结构 2、认知基础：学生已经初步了解电子是分层排布的，电子分别在能量不同的区域内运动，离核越远能量越大，且电子排布会影响元素的性质。 三、单元学习评价 评价要素 目标、内容、过程与策略、学习状态、学习效果 评价内容 一、生成性评价 1.在阅读资料时，能够准确获取及处理信息的能力： 2.自主学习专注认真、有良好的学习习惯 3.合作探究过程中，能用化学学科术语交流、展示、评价。 二、表现性评价 1.学生自学状态 2.合作学习状态 3.课后复习、预习状态 三、结果性评价 1.活动完成情况 2.课时作业完成情况 评价指标 评价目标 等级及赋分 水平1 水平2 水平3 水平4 理解能级、能层、激发态、基态、原子光谱 了解有关原子结构模型的历史发展过程，初步认识原子结构的量子力学模型，掌握电子运动的能量状态具有量子化的特征 掌握能级、能层、基态、激发态、原子光谱 概念 能理解能层与能级的关系，理解基态、激发态与原子光谱的联系 能在掌握能级、能层概念和规律的基础上对其能量大小比较 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 了解原子核外电子排布的构造原理和电子云的概念 了解原子轨道，以及每个轨道能容纳的电子数 认识原子轨道与能层、能级的关系 能应用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 理解泡利原理和洪特规则、能量最低原理 了解电子的自旋及其表示方法，认识电子的轨道表示式 了解泡利原理、洪特规则和能量最低原理 认识基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理 掌握泡利原理、洪特规则，能量最低原理，能按照其规律画出原子的轨道表示式 原子结构与元素周期表 认识元素周期表的基本结构，了解元素周期表的分区 能准确的判断元素在元素周期表的位置和分区 能从原子的价电子数目和价电子排布解释元素周期表的分区，周期和族的划分 充分认识元素周期表中元素位置与结构之间的关系 原子结构与元素周期律 认识原子半径、第一电离能、电负性具有周期性变化 掌握原子半径、电负性、第一电离能、金属性、非金属性等的变化规律 能从电子排布的角度对元素性质的周期性变化做出解释 能结合元素周期表，列举元素周期律（表）的应用，进一步建立“位-构-性”关系的思维系统框架 评价方法 生成性评价、表现性评价、结果性评价 附值方式 依据化学学业质量水平，整合化学学科核心素养，在不同的情境中运用各种重要概念、思维、方法和观念解决问题的关键特征。水平1至水平4由高到低逐渐递进赋值1—4分。 四、课时分解 各课时学习目标（聚焦课时内容，具体、可操作、可检测，学习符合学科要求） 学习目标解析（明确各学习目标达成之后，学生的具体表现。） 第1课时 1. 了解能级、能层的概念；掌握对电子基态、激发态的概念。 2. 能清晰的说出能层、能级的变化规律和联系，理解基态原子、激发态原子与电子跃迁的联系，准确判断是吸收光谱或发射光谱 通过比喻法、观看图片视频等方法，让学生对能层、能级概念和其相互关系有初步认识，了解基态、激发态概念及其转化，掌握其与原子光谱的关系。 第2课时 1.认识电子云和原子轨道，理解原子轨道与能层能级的关系。 2.学会书写电子排布式，能应用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 通过图像法、视频法认识到微观微粒运动状态与宏观微粒运动状态的不同，认识到电子云和原子轨道的概念；掌握不同轨道的电子云轮廓图像，掌握1-36号元素电子排布式的书写方法。 第3课时 1.认识泡利原理、洪特规则、能量最低原理。 2.了解原子轨道表示式的书写方法，学会书写原子的轨道表示式。 先回顾教材，通过原子轨道引出泡利原理，再初步带学生学习原子轨道表示式的书写方法，学生在书写原子的轨道表示式时（比如氮）可能会有不同，为接下来要讲的洪特规则做好铺垫，接着讲解洪特规则 第4课时 1.复习元素价电子排布 2.复习原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构 3.认识价电子排布与元素周期表分区、周期和族的划分 带领学生翻开课本最后一页，观察现在元素周期表的结构，引出今天要讲解的内容，然后翻开课本18页，让学生带着问题去寻找元素周期表和元素周期律的规律，分析每一周期的元素，写出原子的排布式，用构造原理去解释每一周期的元素个数以及分区 第5课时 1.1.能说出元素电离能、电负性的含义，能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律，能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，推测化学键的极性 2.能简要说明核外电子运动规律的理论探究对研究元素性质及其变化规律的意义 通过上节课所讲解的元素周期表和原子结构的关系，引出元素周期律，让学生们明白元素周期律是原子结构周期性变化的必然结果，从原子结构的角度讨论原子的半径变化、 五、各课时核心任务（活动） 课时 任务 核心任务(活动)内容表述 评价方式 第1课时 任务1 了解原子结构的发展史 观看视频：节日烟火，引出烟火与原子结构的联系，让学生产生兴趣 学生操作：阅读教材P6第一自然段，总结原子结构发展史。 教师操作：评价、补充，讲解每个结构模型 表现性评价：能从课本的资料上提取、总结所需的信息，认真思考问题 任务2 探究能层、能级的相关知识 复习提问：原子的组成与结构、核外电子的排布规律等 教师操作：补充、结合教材，引出能层能级概念，了解“能层”的四个要点，知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不连续），讲解“能级”的概念，并从划分依据、表示方法、能量比较、最大容量的角度对其进行解释。 结果性评价：能够理解能层与能级的概念，能自主进行电子能量的大小比较 任务3 基态与激发态 原子光谱 通过展示几张灯光烟火等图片，引入基态、激发态、电子跃迁的概念，在此基础上结合教材讲解原子光谱及其形成原因 学生活动：小组讨论，探究原子光谱的成因，到黑板展示讨论结果，可用图示表示出来 表现性评价：能从总结所需的信息，整合成系统的图 结果性评价：能够理解基态、激发态、原子光谱的概念和联系 第2课时 活动1 认识构造原理 回忆初中学过的原子示意图的画法，画出11号、16号、20号、26号元素的原子结构示意图 在学生画的时候会发现，26号元素铁的排布与之前都不同，从而引入构造原理。 通过课本，讲解构造原理，探究电子的填充顺序，进而研究能级交错的现象 表现性评价：能小组合作学习，有解决问题的能力和书写表达能力 结果性评价：能够理解构造原理的顺序，掌握能量从低到高的排列方法 活动2 探究电子排布方式 讲解电子排布式的内容以及基本画法，主要在于操作上要多带领学生去书写，强调不符合构造原理的情况，通过练习，掌握前36号元素电子排布式的书写 结果性评价：能够运用学到的构造原理和特例，完成前36号元素电子排布式的书写 活动3 认识电子云和电子云轮廓图、探究原子轨道 播放电子的运动状态视频，阅读课本，了解电子云的相关内容以及对应电子云轮廓图的形状，讲解原子轨道的定义，我们常用电子云轮廓图来描述原子轨道的形状和取向，探究原子轨道的形状和个数，比较个原子轨道的能量大小 表现性评价：结合图片和文字，寻找问题的答案，能分析问题，解决问题 结果性评价：能说出各个原子轨道的形状、会比较不同轨道的能量大小 第3课时 活动1 认识泡利原理 提出电子的自旋，让学生阅读教材14页，总结电子自旋的规律，引出讲解泡利原理。 表现性评价：能带着问题去书中找答案，认真思考，精确锁定 活动2 讲解轨道表示式的书写方法 阅读教材15页，带领学生探究电子的轨道表示式的书写方法，，可分组用抽签的方式让不同组学生分别去书写不同元素的轨道表示式，例如氮元素，可能不同的学生就会有不同的写法 表现性评价：积极动手，认真思考，能用老师讲过的方法尝试去书写轨道表示式 活动3 、洪特规则、能量最低原理 由同学们写法的不同引出洪特规则，讲解洪特规则的基本原理和特例，讲解能量最低原理 结果性评价：能够运用这些原理画出指定原子的正确的轨道表达式 第4课时 活动1 探究元素周期律、元素周期系和元素周期表的含义及关系 借助元素周期律的发现史引入元素周期表、元素周期系、元素周期律的概念，并阐明三者的关系；带领学生观察课本最后一页元素周期表和课本18页内容，总结元素周期表的结构和之前学过的元素周期律的内容，以及之间的相互关系 表现性评价：能聚焦任务，认真思考问题。 结果性评价：能够准确从课本中找出提炼出他们之间的关系 活动2 用构造原理解释元素周期系的基本结构 阅读课本第20页，让学生写出每周期的价电子排布式、组织学生课堂讨论，总结每周期最多容纳的电子数和元素数；接着总结原子核外电子排布与族的关系，进一步从原子结构的视角认识元素周期表 结果性评价：能用构造原理解释元素周期表的基本结构。 活动3 探究按照电子排布对元素周期表进行分区 根据刚刚探究的原子价电子与族的关系总结主族元素、副族元素以及稀有气体元素的价电子排布式书写，引出元素周期表的分区，并详细讲解各分区与价电子的关系。 表现性评价：能认真思考问题，体会分区与原子价电子的关系。 结果性评价：能准确根据价电子排布式判断出元素在元素周期表中的分区 第5课时 活动1 再次探究原子半径的影响因素 展示主族元素半径周期性变化的图像，结合之前学过的知识，让同学们思考，元素半径从左到右以及从上到下的变化趋势是什么？原子半径的大小取决于什么？小组讨论，老师随机点两个小组展示讨论结果，然后对结论进行补充 表现性评价：能聚焦任务，认真思考问题，积极回答问题，团队协作。 结果性评价：能够认识到原子半径取决于电子的能层数和核电荷数 活动2 探究电离能的相关知识 从之前学过的金属性非金属性引入，提出电离能和第一电离能的概念，结合课本上“元素第一电离能周期性变化图”总结第一电离能的变化规律 结果性评价：了解第一电离能同周期、同主族的基本变化规律， 活动3 探究第一电离能的特殊性 结合图片，引导学生发现第一电离能变化过程中的反常现象，带领学生阅读教材24页，寻找答案，引导学生发言，后总结主族和副族第一电离能的变化规律；再讲解元素逐级电离能的变化规律，引出电离能的应用 结果评价：能比较元素的第一电离能的大小，能根据逐级电离能的大小判断元素最外层电子数 活动4 探究电负性的相关内容 认识电负性的概念，介绍电负性的大小标准，给学生展示主族元素的电负性大小图像，结合课本26页，带领学生分析同周期、同主族电负性的变化趋势，讲解电负性的应用，最后总结电负性和第一电离能的异同 结果性评价：会结合元素周期表的结构比较元素电负性的大小 六、单元作业设计 作业一： 1.写出能层以及前四周期每个能层所有的能级。 2.简述泡利原理、洪特规则以及构造原理。 3.写出21-36号原子的电子排布式。 作业二： 1.写出1~20号元素的基态原子轨道表示式。 2.写出21-36号原子的基态原子的价层电子排布及对应的轨道表示式。 作业三： 1.总结元素周期表中分区，并说明其与元素价电子排布之间的关系。 作业四： 1.讨论总结原子半径、第一电离能、电负性的变化规律，分析第一电离能特例与原子结构的关系。 2.讨论归纳第一电离能以及电负性的应用。 七、反思性教学改进（实施后填写） 基于各课时反思性教学改进，汇总形成单元反思性教学改进设想。 明确主要经验或者需改进的方面。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$