1.1.2原子结构 第二课时 教案.docx

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1、原子结构第二课时教学设计2.电子排布的轨道表示式课题原子结构单兀1学科化学年级局一教材分析本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第一章原子结构与性质第一节 原子结构第二课时。这一课时的教学内容主要是电子云与原子轨道、泡利原理、洪特 规则与能量最低原理。前一课时已经学习了 “能层、能级、构造原理”的概念和内容， 了解了原子基态、激发态、原子光谱等基础知识，理解构造原理并会根据构造原理进行原 子核外电子排布。在此基础上本节内容介绍原子核外电子的运动状态，本节重点掌握原子 核外电子运动特点，基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。本节安排了“电子云与原子轨道、泡利原理、洪

2、特规则与能量最低原理”这部分内容。 学生通过学习这部分知识，了解有关核外电子运动模型的发展历史，认识核外电子的运动 特点。知道电子的运动状态（空间分布及能量）。可通过原子轨道和电子云模型来描述。 认识基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。教学目标与核心素养证据推理与模型认知：通过认识核外电子的运动特点初步建立通过原子轨道和电子云 模型来描述运动状态的思维模型。理解原子核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则、能量 最低原理。科学精神与社会责任：通过了原子核外电子运动模型等的发展史，认识到科学是在不 断发展的，培养求真务实、不断进步的科学精神与社会责任感。重点难点电子云与原子轨

3、道、泡利原理、洪特规则与能量最低原理。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课提问：原子核外的电子运动状态是怎么样呢？【科学史】1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的a粒子 散射实验，提出了原子结构的行星模型。在这个模型里，电 子像太阳系的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。1913年，丹麦科学家玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出 了氢原子模型，电子在线性轨道上运行，解决了原子结构的 稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。氢了解科学史通过了原 子核外电 子运动模 型等的发 展史，认识 到科学是 在不断发 展的，培养四、洪特规则一全充满；p6、d,、3冉哑铃形相互垂

4、直3d5N4s14s球形4P4d4f34pq 4p,、4p：哑铃形相互垂直57 三、泡利原理【回顾】回顾每个能级最多容纳的电子数。能层12345能层 符号KLMN0能级Is2s2p3s3p3d4s4P4d4f5s5P 最多 电子 数226261026101426281832【思考】为什么一个轨道允许容纳2个电子呢？【过渡】1925年，两个荷兰年轻人提出：电子除了空间 运动状态外，还有一种状态叫做自旋。1 .电子自旋与泡利原理（1）自旋：是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一 样的内在属性。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向， 简称自旋相反，常用上下箭头（t和1）表示自旋相反的电子。（2）

5、泡利原理：1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道 里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反，这个原理被称 为泡利原理，也称为泡利不相容原理。2 .电子排布的轨道表示式（1）轨道表示式（又称电子排布图）：表示电子排布的一 种图式，如氢和氧的基态原子的轨道表示式如下：Is2 2Pih isi o mirirnrrTT 注意：在轨道表示式中，用方框（也可用圆圈）表示原子轨 道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头表 示一种自旋状态的电子，“ U ”称为电子对，“T”或 称为单电子（或称未成对电子）。箭头同向的单电子称自旋 平行，如基态氧原子有2个自旋平行的2P电子。通常应在方 框下方或上方

6、标记能级符号。有时画出的能级上下错落，以 表达能量高低不同。2.电子排布的轨道表示式一一例 铝原子核外电子排布式A1:四、洪特规则1 .洪特规则1925年，洪特在诠释复杂原子光谱时，得出了判断基态 原子光谱项三条经验规则，后人归并简化为一条：基态原子 中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称 为“洪特规则”。思考问题【问题1】例1：画出氧的基态原子最外层轨道表示式。 如果不考虑洪特规则，又认定3个2P轨道有区别，可画出怎 样的轨道表示式？回iwn ；回 mm ；回 nw ；回 nwi ；回 nwi； El wm ；回 nwi ；回Wii若遵循洪特规则，且不区分3个2P轨道，只需画出

7、轨道 表木式：通过画出2s 2pnniui 1111原子最外层轨道表达式，理解 洪特规则。注意：洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用 于电子填入能量不同的轨道。归纳总结【问题2】例2：请写出24、29号元素原子的电子排布 式。24CrIs22s22P63s23P63d54sl29cli 1S22s22P63s23P63d1 4s1【归纳】在简并轨道（同一能级）上的电子排布处于全 充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定 性。r 全充满：pK皿、仪相对稳定的状态 一T全空；p、d。、f一 半充满:p% d f【思考与讨论】Is

8、2s 2pB,面向KjIs 2s 2pB,面向KjL下列轨道表示式中,哪个是硼的基态原子？为什么？思考与讨论答案：Ao基态原子核外电子排布要遵循泡利不相容原理，即 在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们自旋相反。2 .下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子？为什么？Is 2s 2P_ Is 2s 2PIs 2s 2Pa 回回firnnb.回回 fiiyTrnc血血 RinTr答案：Ao基态原子核外电子排布要遵循洪特规则，即基态原 子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。【过渡】基态是能量最低的状态，所以，基态原子的电子 排布是能量最低的原子轨道组合。五、能量最低原理应用所学知识

9、判断基态原子1 .内容在构建基态原子时，电子将尽可能的占据能量最低的原 子轨道，使整个的原子的能量最低。注意：整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态的轨道表 达式的正 确与否。的轨道表 达式的正 确与否。三个因素共同决定，相邻能级能量相差很大时，电子填入能 量低的能级即可使整个原子能量最低；而当相邻能级能量相 差不太大时，有1-2个电子占据能量稍高的能级反而降低了 电子排斥能而使整个原子能量最低（如所有副族元素的基态 原子）。【思考与讨论】1 .为什么基态氢原子的电子排布是ls2而不是Iss1?0 园 rrrnn.为什么基态氮原子的电子轨道表示式是* 2s 2p 口 同而不是1S 2s 2

10、P ?2 .为什么基态钾原子和钙原子的价电子排布是4sl和4s2, 而不是3dl和3d2 ?答：泡利原理、洪特规则、能量最低原理。【课堂练习】通过练习， 再次深入 理解原子 核外电子 排布遵循 泡利原理、 洪特规则、 能量最低 原理。1 .判断正误。（1） 2s的电子云比1s的电子云大，说明2s的电子云中 的电子比1s的多。（2）当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先 占满1个轨道，然后再占据其它原子轨道。（3）氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子。（4） 6C的电子排布式Is22s22Px2违反了洪特规则。答案：XXXVtItItIti-2 .在d轨道中电子排布成 LLLLLLLU ,

11、而 A A不排布成口寸 “一一一 ，遵循的是（）A.能量最低原理B.泡利原理C原子轨道构造原理D.洪特规则答案：D3 .下列电子排布的轨道表示式所表示的元素原子中，能量 处于最低状态的是（Is 2sB-O oIs 2sB-O oIs 2sC-O o1 s2sD n O答案：c4.在Is、2px、2py、2Pz轨道中，具有对称性的是(A. Is B. 2px C. 2py D. 2pz答案：A5.(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有 非常重要的作用。铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向，有 种不同运动状态的电子。(2)基态铁原子有 个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为 O(3)2

12、901+的价电子排布式为 o答案(1)4 13 (2)4 ls22s22p63s23p63d5 (3)3d10课堂小结课堂小结原子结构一、电子云电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述。二、原子轨道1 .定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个 原子轨道。2 .形状：(1)s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道 的半径越大。(2)除s电子云外，其他电子云都不是球形的。例如p电子的原子轨道呈哑铃状。三、泡利原理1 .电子自旋与泡利原理(1)自旋：是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一 样的内在属性。(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电 子，它们自旋相反。2 .电子排布的轨道表示式四、洪特规则基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且 自旋平行。一全充满：p di。、fi4相对稳定的状态 T 全空;P、d。、f。3 半充满二p3、d f7五、能量最低原理在构建基态原子时，电子将尽可能的占据能量最低的原 子轨道，使整个的原子的能量最低。板书原子结构一、电子云二、原子轨道L定义：2.形状：s电子的原子轨道呈球形。P电子的原子轨道呈哑铃状。三、泡利原理1.电子自旋与泡利原理(1)自旋：是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一 样的内在属性。(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电 子，它们自旋相反。