高中人教版化学选修三教案-1.1 原子结构 第三课时 .doc

1、教教 案案 课题：第一节 原子结构（3） 授 课班级 课 时 知 识 与 技 能 1、了解原子核外电子的运动规律，了解电子云的概 念 2、 了解原子轨道图及每个能级中的轨道分布情况和 最大容纳电子数 3、掌握泡利原理、洪特规则 过 程 与 方 法 复习和沿伸、进一步认识核外电子排布，亲自动手 书写，体会原理 情 感 态 度 价 值观 充分认识原子电子排布遵循的原则，培养学生的科 学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 重泡利原理、洪特规则 点 难 点 泡利原理、洪特规则 知 识 结 构 与 板 书 设 计 五、电子云和原子轨道： 1、电子云 (1)电子运动的特点： 质量极小 运动空间极小 极

2、高速运动。 2、原子轨道 s 电子轨道都是球形；P 原子轨道是纺锤形分别以 px、py、 pz为符号。D 原子轨道是花瓣形的。 3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子，而 且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。 4、洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是 优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是洪特 规则。 5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充 满、半充满或全空时，是比较稳定的。 教学过程 教学步骤、内容 教 学 方 法 、 手 段、 师生活 动 设问原子核外电子是如何运动的呢？ 讲20 世纪处，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳 系，提出了原子的

3、行星模型。认为核外电子象行星绕太 阳那样绕原子核运动。1916 年玻尔因此获得诺贝尔物理 奖。然而，在后来的十年间，玻尔建立的行星模型被量 子理论学彻底否定了。 引入电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿 运动定律来描述呢？ 板书五、电子云和原子轨道： 1、电子云 (1)电子运动的特点： 质量极小 运动空间极小 极高速运动。 讲因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述， 只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动 物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原 子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的 概率。 投影 多媒体，体会概率图 讲概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地 称

4、作电子云。常把电子出现的概率约为 90%的空间圈出 来，人们把这种电子云轮廓图成为原子轨道。 板书2、原子轨道 讲s 电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球 心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于 1s，2s，3s电子的能量依次增高，电子在离核更远 的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空 间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依 靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天， 2s 电子比 1s 电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现 的概率就比 1s 大， 因而 2s 电子云必然比 1s 电子云更扩 散。 投影 讲p 的原子轨道是纺锤形的，每个 P 能级有 3

5、 个轨道，它们互相垂直，分别以 Px、Py、Pz为符号。P 原 子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。 投影 投影 3d3d原子轨道原子轨道 4f4f原子轨道原子轨道 板书 s 电子轨道都是球形；P 原子轨道是纺锤形 分别以 px、py、pz为符号。D 原子轨道是花瓣形的。 讲量子力学告诉我们：ns 能级各有一个轨道， np 能级各有 3 个轨道，nd 能级各有 5 个轨道，nf 能级 各有 7 个轨道.而每个轨道里最多能容纳 2 个电子， 通常 称为电子对，用方向相反的箭头“”来表示。用 或代表一个原子轨道，可用箭头表示一个电子，这样 的式子称为轨道表示式或电子排布图。 板书3、泡利原理：

6、一个原子轨道里最多只能容 纳 2 个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原 理。 思考 推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。 讲 对于基态原子来说(洪特规则的使用前提)， 在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时， 原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽 可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有 6 个电子，按能量最低原理和保里不相容原理，首先 有 2 个电子排布到第一层的 1s 轨道中，另外 2 个电 子填入第二层的 2s 轨道中，剩余 2 个电子排布在 2 个 p 轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子 集中在一个 p 轨道，自旋方向相反。 板书4、洪特规则：当电

7、子排布在同一能级的不 同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向 相同，这个规则是洪特规则。 科学探究下列表示的是第二周期中一些原子的 核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一 些信息。 由图总结：1、每个原子轨道里最多只能容纳几个电 子？ 2、当电子排面在同一能级时，有什么规律？ 小结每个原子轨道里最多容纳 2 个电子。当电 子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同的轨道而 且自旋方向相同 思考与交流写出 24 号、29 号元素的电子排布式， 价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为 什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排 布。它们是否符合构造原理? 投影 从

8、元素周期表中查出铜、银、金的外围电子从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子 层排布。它们是否符合构造原理？层排布。它们是否符合构造原理？ 【知识拓展知识拓展】 结论结论 构造原理构造原理 元素周期表元素周期表 AuAgCu 元素元素 电子层排布电子层排布 3d104s14d105s15d106s1 3d94s24d95s25d96s2 有少数元素的基态原子的电子排布对有少数元素的基态原子的电子排布对有少数元素的基态原子的电子排布对有少数元素的基态原子的电子排布对 于构造原理有一个电子的偏差，如于构造原理有一个电子的偏差，如于构造原理有一个电子的偏差，如于构造原理有一个电子的偏差，如CuCuCu

9、Cu、 AgAgAgAg、AuAuAuAu等。等。等。等。 板书5、洪特规则的特例：对于同一个能级，当 电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。 小结核外电子排布遵循泡利不相容原理、能 量最低原理和洪特规则能量最低原理就是在不违背 泡利不相容原理的前提下，核外电子总是尽先占有能 量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子 才依次进入能量较高的轨道，也就是尽可能使体系能 量最低洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子 亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同 的轨道，且自旋方向相同后来量子力学证明，电子 这样排布可使能量最低，所以洪特规则可以包括在能 量最低原理中，作为能量最低原

10、理的一个补充 随堂练习 1基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的 方式正确的是（ ） A B C D 2、已知锰的核电荷数为 25，以下是一些同学绘制 的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图） ， 其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是 （ ） A B C D 分析 由构造原理可知E(4s)E(3d)，而选项 A、B 中 E(3d)E(4s)。洪特规则指出：“电子排布在 同一能级的不同轨道时优单独占据一个轨道，且自旋方 向相同”而选项 A 中未单独占据一个轨道，选项 C 中虽 然单独占据一个轨道但自旋方向不相同。 根据泡利原理： “1 个原子轨道里最多可容纳 2 个自旋方向相反的电 子”而选项 B 中的 s 轨道的自旋方向相同。 答案 D 教学回顾：