《電子云與原子軌道》教案一、課標(biāo)解讀本課時是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中選擇性必修課程模塊2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)主題1原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)的內(nèi)容。1．內(nèi)容要求知道電子的運動狀態(tài)（空間分布與能量）可以通過原子軌道和電子云模型來描述。2．學(xué)業(yè)要求能說明微觀粒子的運動狀態(tài)與宏觀物體運動特點的差異。二、教材分析初中化學(xué)和高中化學(xué)必修課程中，已介紹了電子層、原子結(jié)構(gòu)示意圖、各電子層容納的電子數(shù)等知識。在本節(jié)中，教材圍繞“核外電子排布”這個核心知識點按兩條線索進(jìn)行編寫，一是圍繞核外電子排布介紹了構(gòu)造原理，進(jìn)而讓學(xué)生掌握書寫1-36號元素基態(tài)原子的核外電子排布式；二是圍繞“核外電子運動狀態(tài)”，引出了原子軌道，再從原子軌道的視角進(jìn)一步研究核外電子排布。本節(jié)前兩個課時，通過能級的概念來體現(xiàn)電子運動的能量狀態(tài)具有量子化的特征，并直接給出能級的概念及能級的符號，及1s、2s、2p、3s、3p、3d……這些能級的能量是不連續(xù)的，是有高低之分的，進(jìn)而就有了原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)。有了能級概念，緊接著以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，教材直接給出構(gòu)造原理，以及根據(jù)構(gòu)造原理介紹了如何書寫基態(tài)原子的電子排布式，并以表格形式寫出一些元素基態(tài)原子的電子排布式。本課時起將介紹核外電子的空間運動狀態(tài)，先借用電子云及其輪廓圖的方式，形象的引出原子軌道的概念，并把重點集中在原子軌道的“數(shù)”和“形”上，“形”僅限于s軌道和p軌道。有了原子軌道的概念后，運用原子軌道進(jìn)一步研究核外電子的運動狀態(tài)，從而引出了泡利原理、電子的軌道表示式、洪特規(guī)則等知識。三、學(xué)情分析學(xué)生在此前的學(xué)習(xí)中知道了原子核外電子的排布規(guī)律，掌握了能層、能級的概念，并且容易產(chǎn)生電子在固定軌道上運動的片面認(rèn)知。因此，本節(jié)課在此基礎(chǔ)上要幫助學(xué)生理解核外電子運動狀態(tài)及特點，利用電子云模型描述電子運動狀態(tài)。四、素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1．能說明微觀粒子運動狀態(tài)與宏觀物體運動特點的差異，建立對原子結(jié)構(gòu)的模型認(rèn)知。2.知道電子的運動狀態(tài)可以通過電子云模型來描述。3.知道s軌道和p軌道的電子云形狀及其所表示的含義?！驹u價目標(biāo)】1．通過對比微觀粒子運動狀態(tài)與宏觀物體運動特點的差異,診斷并發(fā)展學(xué)生對核外電子運動狀態(tài)的認(rèn)知水平。2．通過反向模擬s電子云輪廓圖的形成過程，診斷并發(fā)展學(xué)生對電子云輪廓圖的認(rèn)知水平。3．通過用橡皮泥等物品自制原子軌道模型，診斷并發(fā)展學(xué)生對原子軌道的認(rèn)知水平。五、教學(xué)重點、難點教學(xué)重點：s軌道與p軌道的電子云輪廓圖教學(xué)難點：電子云的含義六、教學(xué)方法1.對比分析法2.多媒體輔助法3.模型演示法七、教學(xué)思路八、教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動舊知回顧原子核外電子的運動狀態(tài)和排布規(guī)律提出問題：為什么不同能級最多可容納的電子數(shù)不同？回憶、思考新知學(xué)習(xí)：核外電子的運動狀態(tài)核外電子與宏觀物體運動狀態(tài)的差異請問宏觀物體的運動特點是什么？宏觀物體的運動特點：位置和速度都可測，運動軌跡是可描述的。而核外電子由于質(zhì)量很小，速度很快，科學(xué)研究表明，核外電子的運動位置和速度不能同時準(zhǔn)確測定，因此無法準(zhǔn)確描述核外電子的運動軌跡。對比、思考核外電子的運動狀態(tài)1926年薛定諤提出用數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運動狀態(tài)。通過量子力學(xué)計算發(fā)現(xiàn)：一定空間運動狀態(tài)的電子并不在玻爾假設(shè)的線性軌道上運動，而是在核外空間各處都可以出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的概率不同。概率密度分布圖與電子云圖通過計算電子在核外空間各處出現(xiàn)的概率，便獲得了氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖。根據(jù)此圖你發(fā)現(xiàn)了哪些規(guī)律？離核越近的位置概率密度越大電子云輪廓圖繪制一個圓圈，在圓圈內(nèi)隨意畫出90個點（注意由圓心向外點的分布越稀疏），在圓圈外隨機(jī)畫出10個點。展示1s、2s、3s、4s電子的電子云輪廓圖，觀察圖形，你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？繪制圖形；不同能層s電子的電子云形狀一致，都為球形，能層越高，s電子的電子云半徑越大。p電子的電子云展示px、py、pz的電子云，觀察圖形，你發(fā)現(xiàn)了什么？電子云輪廓圖代表電子運動狀態(tài)，因此s電子有一種運動狀態(tài)，p電子有3種運動狀態(tài)。p電子的電子云呈啞鈴形，有取向性，px、py、pz的電子云的形狀、大小都相同，但取向不同，三者相互垂直。原子軌道量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。填寫下表，并預(yù)測d，f能級中原子軌道的數(shù)目預(yù)測，填表小結(jié)梳理能層、原子軌道數(shù)、原子軌道符號、電子云輪廓圖之間的關(guān)系，填寫下表梳理，填表九、板書設(shè)計十、課堂練習(xí)（典型性、代表性和覆蓋面）1.下列對于電子的運動狀態(tài)描述正確的是A．電子沿著固定的軌道圍繞原子核運動B．電子依次填入K、L、M、N、O、P、Q能層C．能夠同時測定核外電子的運動位置和速度D．基態(tài)原子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級2.下列能級中，軌道數(shù)為5的是A.2sB.2pC.4dD.4f3.下列敘述中，正確的是A.s電子的電子云輪廓圖為圓形B.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形C.電子云圖中的點代表電子D.電子云圖中的點代表電子的運動痕跡4.下列關(guān)于原子軌道的說法不正確的是A.2p、3p、4p能級的軌道數(shù)都為3B.各電子層所含有的原子軌道數(shù)為2n2C.2px、2py、2pz軌道相互垂直，但能量相等D.s、p、d能級所含有的原子軌道數(shù)分別為1、3、55.下列敘述中，正確的是A.3p2表示3p能級上有2個軌道B.M層中的原子軌道數(shù)目為4C.原子結(jié)構(gòu)示意圖為的原子，核外電子云有3種不同形狀D.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，但2p軌道能量低于3p軌道能量《電子云與原子軌道》作業(yè)設(shè)計一、單項選擇題=1\*ROMANI1.下列能級中，軌道數(shù)為3的是A.2sB.2pC.4dD.4f【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平原子軌道數(shù)目As能級原子軌道數(shù)目L2Bp能級原子軌道數(shù)目L2Cd能級原子軌道數(shù)目L2Df能級原子軌道數(shù)目L22.下列對于電子的運動狀態(tài)描述正確的是A．電子沿著線性的軌道圍繞原子核運動B．電子依次填入K、L、M、N、O、P、Q能層C．不能同時測定核外電子的運動位置和速度D．基態(tài)K原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d1【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平核外電子的運動狀態(tài)，電子排布式A核外電子的運動狀態(tài)L2B核外電子排布的規(guī)律L2C核外電子的運動特點L2D基態(tài)原子電子排布式L23.下列敘述中，正確的是A.s電子的電子云輪廓圖為圓形B.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形C.M層中的原子軌道數(shù)目為3D.電子云圖中的點代表電子的運動痕跡【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平電子云，原子軌道As能級電子云輪廓圖L2Bp能級原子軌道形狀L2C不同能層中的原子軌道數(shù)目L2D電子云圖的含義L24.下列關(guān)于原子軌道的說法不正確的是A.2p、3p、4p能級的軌道數(shù)都為3B.p能級的原子軌道呈啞鈴形，隨著能層序數(shù)的增加，p能級原子軌道也在增多C.2px、2py、2pz軌道相互垂直，但能量相等D.s、p、d能級所含有的原子軌道數(shù)分別為1、3、5【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平原子軌道Ap能級電子云輪廓圖L2Bp能級原子軌道形狀及數(shù)目L2C2px、2py、2pz軌道的取向及能量L2D不同能級的原子軌道數(shù)目L25.下列敘述中，正確的是A.3p2表示3p能級上有2個軌道B.電子云圖中的點代表電子C.原子結(jié)構(gòu)示意圖為的原子，核外電子云有3種不同形狀D.2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，但2p軌道能量低于3p軌道能量【參考答案】D【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平電子云，原子軌道A電子排布式的含義L2B電子云圖的含義L2C不同能級的電子云形狀L2Dp軌道的形狀及能量高低L26．下列有關(guān)原子軌道的敘述中正確的是A.硫原子的2s軌道能量較3p軌道高B.能層n=4的原子軌道最多可容納16個電子C.銫原子的2s與5s軌道均為球形D.各電子層所含有的原子軌道數(shù)為2n2【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平原子結(jié)構(gòu)，原子軌道A原子軌道能量高低L2B不同能層所容納的電子數(shù)L2Cs能級原子軌道的形狀L2D各電子層中的原子軌道數(shù)目L27.下列說法正確的是A.CH4分子的球棍模型為B.鈹原子最外層的電子云圖為C.基態(tài)K原子的電子排布式為[Ar]4s1D.M能層中的原子軌道數(shù)目為3【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平球棍模型，電子云圖，電子排布式，原子軌道A分子的球棍模型L2B原子結(jié)構(gòu)與電子云圖L2C基態(tài)原子的電子排布式L2D不同能層中的原子軌道數(shù)目L2二、單項選擇題=2\*ROMANII8.下列說法中不正確的是A.處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子B.3p2表示3p能級有兩個電子C.K+的電子排布式為1s22s22p63s23p6D.同一原子中，2p，3p，4p能級的軌道數(shù)依次增多【參考答案】D【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平基態(tài)原子，電子排布式，原子軌道數(shù)目A基態(tài)原子的概念L2B電子排布式的含義L2C離子的電子排布式L2D不同能級中的原子軌道數(shù)目L29.某原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，下列說法錯誤的是A.該原子核外電子共占據(jù)5個軌道B.該原子核外電子云共有2種形狀C.該原子核外電子共占據(jù)三個能層D.該原子核外電子共占據(jù)五個能級【參考答案】A【質(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平核外電子排布、原子軌道，能層，能級A原子軌道數(shù)目L2B電子云形狀L2C能層的概念L2D能級的概念L2三、非選擇題10．(1)原子核外電子的能量由電子所處的_________決定；2s、3s、3d、4s、3p、1s電子能量由低到高的順序是。(2)基態(tài)硫原子的電子排布式為_____________，該原子核外有_________種不同能級的電子，有_________種不同形狀的電子云。(3)某元素X的基態(tài)原子最外層電子的排布為nsanp(a+1)，該原子中能量最高的是_________電子，其電子云在空間有_________種伸展方向，該元素名稱是_________?！緟⒖即鸢浮?1)電子層和電子亞層；1s<2s<3s<3p<4s<3d；(2)1s22s22p63s23p4；5；2；(3)2p；3；氮?！举|(zhì)量水平】考點細(xì)化內(nèi)容質(zhì)量水平核外電子能量的決定因素（1）核外電子能量的高低由電子層和電子亞層決定；能級能量1s<2s<2p<3s