p选修3第一章原子结构教案

第一节 原子结构：(第一课时)

一、教学目标 知识与技能：

1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系

4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 7、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 8、知道原子的基态和激发态的涵义

9、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 二、教学重点

根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式 核外电子的运动状态，电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则 三、教学难点 电子云与原子轨道

能量最低原理、基态、激发态、光谱 四、教学准备 学案准备、课件准备

五、学习方法：学案预习法、阅读法、归纳法、讨论法 六、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法 七、教学过程

第一课时：主内容——原子结构理论的演变

主要学习形式：1、课前由学生上网查找关于原子结构理论演变的相关资料并发送给老师。 2、上课主要采用教师讲授法，辅以课件完成学习任务。 主要教学内容：

一、原子结构理论衍变

宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢（88。6%），少量为氦（1/8），极少量为锂——融核形成其他元素。至今，宇宙年龄为140亿年，氢仍是最丰富元素。地球年龄为46亿年，地球上元素大多为金属材料，少数为非金属，仅22种。

1932年勒梅特提出现代宇宙大爆炸理论。

1815年普鲁特预言：氢是元素之母（思辨性推测），后来得到理论上的解释。

道尔顿原子模型：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球

汤姆生原子模型：电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。

汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。

卢瑟福原子模型：卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。

卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。

玻尔原子模型：玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。 玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。

不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。

电子云模型：现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少。电子在核外空间的概率分布图就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”。 电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积内出现的机会多，反之，出现的机会少。 如：氢原子的电子云

第二课时：主内容——能层与能级、轨道

课前预习：

1、对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的 ；各能层最多容纳的电子数为 。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）＜E（f） 。 2、在同一个原子中，离核越近，n越小的电子层能量 。同一电子层中，各能级的能量按s、p、d、f、……的次序 学习过程

〖复习〗原子核外电子排布规律： ①2n

2

②最外8（2） ③次外层18，倒数第三层32 [就低不就高]

能 层 一 二 三 四 五 六 七„„ 符 号 K L M N O P Q„„ 最多电子数 2 8 18 32 50„„

〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？ ——不完全归纳法 二、能层与能级 概念学习

能层（电子层）：在多电子原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化成不连续

的壳层，也称作电子层。

能级（电子亚层）：在多电子原子里，在同一能层里的电子，能量也可能不同，因此它们在同一能层运动

的区域也不同，同一能层里电子运动的不同区域又叫不的能级。

[比喻]： 楼 层——————能 级 能层（电子层） 楼梯 楼层越高，楼梯数越大，对应能量越高

轨 道：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。S—1，p—3， d—5，f—7。

归纳总结：（由学生完成）

能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：

能 层 K L M N O „„ 能 级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f „„ 轨 道 数 1 1 + 3 1 +3 +5 1 +3 +5 +7 „„ 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 „„ 各能层电子数 2 8 18 32 50 „„ （1）每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf„„ （2）任一能层，能级数=能层序数

（3）s、p、d、f„„可容纳的电子数依次是1、3、5、7„„的两倍

总结：本次学习中，各能层电子数的获得与上学年有什么不同？（学生完成） [质疑]：在多电子原子中，电子运动怎样才能不紊乱？ ↓↓

三、构造原理（核外电子排布的构造原理）

[质疑]：在多电子原子里，核外电子排布遵循什么规律？与能层能级有什么关系/ [思考]：1、K-19的核外电子排布为什么是2、8、8、1，为什么不是2、8、9呢？

2、多电子原子里，核外电子排布一定遵循能层由低到高，能级由低到高的原则吗？ 学生阅读：P5-6页。

[学生总结]：经过研究，多电子原子里的核外电子排布，增加的电子大多是按图1-2所示的能级顺序填充，填满一个能级再填一个新的能级，这种规律称为构造原理。 [课堂习得练习1]：

构造原理的记忆口诀

电子所排的能级顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s [课堂习得练习]：

n + 0.7l 电子层数

主量子数 角量子数（s —0， p—1， d—2， f—3）

例举：3d与4s ，究竟应该先填充在3d还是4s呢？我们可以通过上边的n + 0.7l来进行计算比较确定。

3d对应的值是3 + 0.7×2＝4.4，4s对应的值是4 + 0.7×0＝4。所以应该先填充4s，然后才填充3d。 可以以此类推。 [学生练习}

1——18号无交错，只写18号。Ar-18

19——36号有交错，把学生分成两组来写：A组写原子序数为单的元素原子，B组写原子序数为双的元素原子的核外电子排布式。

将每人所写结果相互找问题，然后和课本 p 6：元素原子的电子排布：（1—36号）相比较。再次找出问题。 [教师指导书写]

Cu-29：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

2

2

6

2

6

2

9

2

2

6

2

6

1

10 1

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

2

2

6

2

6

10

Cu-29：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s

说明：最外那个能级全满或半满相对稳定。核外电子排布式必须先写完内层的能级才写外层的能级。 [再次练习]

1、He-2,Ne-10,Ar-18,Kr-36;K-19,Cu-29,Cr-24的核外电子排布式。 ↓↓

2、简化的核外电子排布式。（学生写后师生共同总结） Kr-36;K-19,Cu-29,Cr-24的简化核外电子排布式 [练习]

1、以下能级符号正确的是（ ）

A. 6s B.2d C.3f D.7p 2、下列能级中轨道数为5的是（ ）

A.s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级 3、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低

（1）1s,3d (2) 3s,3p,3d (3)2p,3p,4p 4、请根据构造原理，写出下列基态原子的电子排布式 （1）N （2）Ne （3）29Cu （4）Ca

第一节 原子结构：(第三课时)

课前预习：

1、电子云： 。电子云是核外电子运动状态的形象化描述。 2、原子轨道： 。s电子的原子轨道都是 形的，p电子的原子轨道都是 形的，每个p能级有3个原子轨道，他们相互垂直，分别以 表示。

3、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。 这个原理称为泡利原理。 这个规则是洪特规则。 四、电子云、轨道 学习过程

[学生回顾]：原子结构理论的演变：道尔顿—汤姆生—卢瑟福—玻尔（行星模型）—电子云模型（量子力学）

[学生阅读]：课本P9-10第一段。并提炼总结：

1.电子的运动特点：质量极小；运动空间极小；极高速运动。（没有轨道，不知区域——测不准原理） 2.电子云模型来描述：（多媒体课件）只能形象的表示出电子在核外某区域出现机率的大小。P—电子在某处出现的概率，V—该处的体积，ρ＝P/V称为概率密度。 3.电子云形状。

ns电子云呈球形，n值越大，球形相对越大（电子的能量越高）

np有三个轨道，分别是p x, p y, p z ，它们都是分别呈哑铃形，同一能层的p x, p y, p z的电子云是空间立体坐标系里相互垂直的关系。

[教师质疑]：在每一个轨道里的一个或两个电子的运动状态是怎能样的？ [学生阅读]：课本P11页和P12页。 [学生归纳]：

泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反。

洪特规则：当电子排布在同一个能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。

根据研究，核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、和洪特规则。 ↓↓

用构造原理得到的电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而电子排布图还给出了电子在原子轨道中的排布。

[复习]Ca-20的核外电子排布式：1s 2s 2p 3s 3p 4s [书写] Ca-20的核外电子排布图（电子排布轨道式）：

1s 2s 2p 3s 3p 4s ↑↓

↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓ N-7的核外电子排布图：

2

2

6

2

6

2

1s 2s 2p ↑↓

【练习】

1、有关核外电子运动规律的描述错误的是（ ） ．．A．核外电子质量很小，在原子核外作高速运动

B．核外电子的运动规律与普通物体不同，不能用牛顿运动定律来解释 C．在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动

D．在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多 2．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 3、下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题：

⑴s电子的原子轨道呈 形，每个s能级有 个原子轨道；p电子的原子轨道呈 形，每个p能级有 个原子轨道。 ⑵s电子原子轨道、p电子原子轨道的半径与什么因素有关？是什么关系？

第一节 原子结构：(第四课时)

五、能量最低原理、基态与激发态、光谱 课前预习：

1、现在物质结构理论原理证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低状态能量的原子叫做 原子。

2、基态原子的核外电子排布要遵循的原则是 、 、 。 3、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的原子的 ，总称原子光谱。 学习过程

〖引入〗在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢？ 提出问题：这些光现象是怎样产生的?

[问题探究]：从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。

[问题解决]：联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。

应用反馈：举例说明光谱分析的应用，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究

↑↓

↑ ↑ ↑ 中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以让学生在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展他们的知识面。 〖总结〗

〖阅读分析〗分析教材p8发射光谱图和吸收光谱图，认识两种光谱的特点以及光谱的发展。

能量最低原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量

↓ 低原理。

基态原子：处于最低能量的的原子叫基态原子 跃迁↓↑跃迁

激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

1s → 2 s 吸能

举例： 基态原子 激发态原子

1s ← 2 s放能

说明：灯光、霓虹灯光、激光、焰火„„都与原子核外电子跃迁释放能量有关。

原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 [学生阅读]：课本P8-9页，总结

光谱分析：在现你化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。