《選擇性必修二》第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課時(shí)3電子云與原子軌道泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理目標(biāo)素養(yǎng)知道電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可通過(guò)原子軌道和電子云模型來(lái)描述，能說(shuō)明微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與宏觀物體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的差異，建立對(duì)原子結(jié)構(gòu)的模型認(rèn)知。認(rèn)識(shí)基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則，能寫出1-36號(hào)元素基態(tài)原子的軌道表示式，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用模型解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：電子云與原子軌道。教學(xué)重點(diǎn)：核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，電子云與原子軌道；泡利原理和洪特規(guī)則。想一想舊知識(shí)回顧能層與能級(jí)想一想提出問(wèn)題我們學(xué)習(xí)了能層與能級(jí)后，知道原子核外電子是按能量高低分層分級(jí)排布，那么原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又是怎樣的呢？環(huán)節(jié)一認(rèn)識(shí)電子云與原子軌道想一想學(xué)生活動(dòng)1閱讀P12-13頁(yè)，思考下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)一認(rèn)識(shí)電子云與原子軌道1.1913年玻爾提出電子在線性軌道上繞核運(yùn)行，到了1926年，該模型就被量子力學(xué)推翻了，量子力學(xué)認(rèn)為原子核外電子是怎么運(yùn)動(dòng)的呢？按量子力學(xué)，電子是可以在核外空間各處出現(xiàn)的，但出現(xiàn)的概率不同。

用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率,V表示該處的體積,則P÷V稱為概率密度,用ρ表示。想一想學(xué)生活動(dòng)1閱讀P12-13頁(yè)，思考下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)一認(rèn)識(shí)電子云與原子軌道

用小點(diǎn)來(lái)描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率密度,由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧,因而被形象地稱為電子云。并不是電子的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡。2.電子云是什么？是電子的運(yùn)動(dòng)的軌跡嗎？為了表示電子云輪廓的形狀,對(duì)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述,把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來(lái),即為電子云輪廓圖想一想學(xué)生活動(dòng)1閱讀P12-13頁(yè)，思考下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)一認(rèn)識(shí)電子云與原子軌道不同能級(jí)電子云形狀是不同的，所有原子s能級(jí)的電子云都是一個(gè)球形的；p能級(jí)電子云是啞鈴狀，且都有3個(gè)互相垂直的電子云，分別稱為px、py、pz。而能層越高，電子云半徑越大。3.電子云是什么形狀的？不同能層、能級(jí)的電子云大小和形狀是一樣的嗎？想一想學(xué)生活動(dòng)1閱讀P12-13頁(yè)，思考下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)一認(rèn)識(shí)電子云與原子軌道4.什么是原子軌道？觀察表1-2，歸納原子軌道與能層、能級(jí)、電子云之間的關(guān)系。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道；不同能層（n）的原子軌道數(shù)=n2(n為能層序數(shù))；即第一能層1個(gè)（1s軌道），第二能層4個(gè)（2s、2px、2py、2pz軌道），第三能層9個(gè)（3s、3px、3py、3pz軌道+d能級(jí)5個(gè)軌道）......不同能級(jí)原子軌道數(shù)：s能級(jí)=1個(gè)，p能級(jí)=3個(gè)，d能級(jí)=5個(gè)，f能級(jí)=7個(gè)......課堂評(píng)價(jià)1練一練1.下列關(guān)于電子云的說(shuō)法中正確的是(

)。A.電子云表示電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的軌跡B.電子云表示處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在核外空間出現(xiàn)

的概率密度分布C.電子云圖中的小點(diǎn)越密,表示核外空間的電子越多D.鈉原子的1s、2s、3s電子云半徑相同B2.圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)。A.圖1中的每個(gè)小點(diǎn)表示1個(gè)電子B.圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C.圖2表明1s電子云輪廓圖呈球形,有無(wú)數(shù)對(duì)稱軸D.圖1中的小點(diǎn)表示電子在核外所處的位置課堂評(píng)價(jià)1練一練C想一想學(xué)生活動(dòng)2閱讀課文14-16頁(yè)，回答下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1.對(duì)比能層最多容納的電子數(shù)與原子軌道數(shù)有什么關(guān)系？泡利提出了什么原理？n能層最多容納電子數(shù)=2n2，而該能層原子軌道數(shù)=n2，即1軌道最多容納2個(gè)電子，且它們自旋相反，有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，常用上下箭頭(↑和↓)表示。想一想學(xué)生活動(dòng)2閱讀課文14-16頁(yè)，回答下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理2.電子排布的軌道表示式怎么書寫？用方框(或圓圈)表示原子軌道,能量相同的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的方框相連,箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子,“↑↓”稱電子對(duì),“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對(duì)電子)。箭頭同向的單電子稱自旋平行。想一想學(xué)生活動(dòng)2閱讀課文14-16頁(yè)，回答下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理3.1925年洪特總結(jié)出判斷基態(tài)原子光譜的規(guī)則是什么？

基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行，稱為洪特規(guī)則。洪特規(guī)則不但適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子，但不適用于電子填入能量不同的軌道。想一想思考與討論環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理A，根據(jù)泡利原理，在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，且它們的自旋相反。A，根據(jù)洪特規(guī)則，基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。想一想學(xué)生活動(dòng)2閱讀課文16頁(yè)，回答下列問(wèn)題：環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理4.基態(tài)是能量最低的狀態(tài)，那么基態(tài)原子的電子如何填充原子軌道才能保證能量最低呢？能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。相鄰能級(jí)能量相差很大時(shí)，電子填入能量低的能級(jí)（主族元素）；相鄰能級(jí)能量相差不大時(shí)，有1-2個(gè)電子占據(jù)能量稍高的能級(jí)可能反而降低排斥力，使整個(gè)原子能量最低（副族元素）。總之，基態(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。想一想學(xué)生活動(dòng)3

P16思考與討論：環(huán)節(jié)二泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理(1)氦原子核外有2個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理和泡利原理，基態(tài)氦原子的2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s軌道中；且1s和2s軌道能量相差較大，所以基態(tài)氦原子不會(huì)出現(xiàn)2個(gè)電子單獨(dú)分占1s、2s軌道的情況。(2)氮原子核外有7個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理和泡利原理，基態(tài)氮原子先有2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在1s軌道中，又有2個(gè)電子以自旋相反的形式填充在2s軌道中；根據(jù)洪特規(guī)則，余下的3個(gè)電子將以自旋平行的方式分別填充在個(gè)取向不同但能量相同的2p軌道中。(3)根據(jù)構(gòu)造原理書寫電子排布式，基態(tài)鈧原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，可推知其價(jià)層電子排布是3d14s2，而不是4s3